ES2967697T3 - Soporte con escala para medición óptica o magnética de la posición lineal - Google Patents

Abstract

Balanza óptica o magnética, incluso modular, para mediciones lineales de gran longitud, del tipo que comprende un portaescala (P) formado por uno o más módulos ensamblados y alineados entre sí sobre una máquina herramienta, una sola banda de acero (2) que lleva la rejilla de escala y está alojado en una ranura continua proporcionada dentro de dicho soporte de escala (P), y un deslizador de lectura (R) que se desliza dentro del soporte de escala (P) para realizar la lectura de dicha rejilla de escala o de una banda magnética. La banda de acero (2) constituye la única guía de deslizamiento de dicho cursor de lectura (R), mediante su superficie que soporta la rejilla de escala y mediante un borde guía de la misma que está desprovisto de limitaciones mecánicas en toda su longitud. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Soporte con escala para medición óptica o magnética de la posición lineal

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una escala óptica o magnética para mediciones lineales, también en versión modular para mediciones de gran longitud, para aplicaciones en máquinas herramienta o en otros tipos de máquinas.

Antecedentes del estado de la técnica

Como es bien sabido por los expertos en la materia, una "escala óptica" o una "escala magnética" se refieren a un instrumento para medir movimientos lineales. En particular, en las máquinas herramienta, que representan su campo de aplicación preferido y más amplio, se utiliza una escala óptica o magnética para medir el movimiento lineal de una parte móvil de una máquina, normalmente denominada "carro de la máquina", a lo largo de una guía integrada en la parte fija de la máquina, normalmente denominada "estructura de la máquina" o "bancada de la máquina". Basándose en las medidas detectadas por medio de dicha escala óptica o magnética, la máquina herramienta puede realizar mecanizados de precisión en las piezas de trabajo. A continuación, se hará referencia exclusivamente a escalas ópticas, en aras de la brevedad de la descripción, aunque se entiende que la presente invención está igualmente dirigida a ambos tipos de escalas, es decir, a escalas provistas de una escala de medición para ser detectadas ópticamente o escalas provistas de una secuencia de bandas magnéticas.

En las escalas ópticas que son objeto de la presente invención, una escala de medición, grabada en un soporte de acero inoxidable, está alojada dentro de un perfil de aluminio extruido denominado "soporte de escala". El soporte de escala contiene la escala de medición la protege de cualquier daño y la protege de la contaminación y la suciedad procedentes del entorno industrial externo en el que se encuentra la escala óptica. La escala de medición consiste en una secuencia de marcas convenientemente grabadas en el material de soporte, cuyas marcas son leídas y descodificadas por un lector óptico móvil situado sobre un deslizador de lectura integrado en el carro de la máquina (aunque también se conocen soluciones inversas en las que el deslizador de lectura forma una sola pieza con la guía de la máquina, mientras que el soporte de escala forma una sola pieza con el carro de la máquina). Dicho lector óptico consiste esencialmente en una fuente de luz dirigida hacia la escala de medición y uno o más fotosensores que reciben la luz reflejada por dicha escala de medición.

El deslizador de lectura, arrastrado por el movimiento del carro de la máquina, escanea la escala en toda su longitud y puede detectar con gran precisión su propio movimiento gracias a que las marcas grabadas de la escala de medición difuminan la luz incidente, mientras que las zonas no grabadas entre dichas marcas la reflejan. La diferente respuesta de la luz incidente sobre las zonas difusoras/reflectoras de la escala es detectada por unos fotosensores convenientemente ajustados alojados en el deslizador de lectura, cuyos fotosensores generan una señal eléctrica variable. Dicha señal eléctrica es decodificada por un control numérico, por un controlador de posición o por un lector digital, siendo todas ellas herramientas tradicionalmente utilizadas en máquinas herramienta o en otro tipo de máquinas para la producción y/o la medición de las piezas de trabajo.

Para garantizar mediciones extremadamente precisas, debe prestarse especial atención a la dilatación térmica de los materiales utilizados para fabricar los componentes de la escala óptica. Dado que estos materiales, acero para la escala de medición y aluminio para el soporte de escala, tienen coeficientes de dilatación térmica muy diferentes, ambos componentes de la escala óptica deben ser libres de liberar independientemente su propia dilatación térmica lineal para no afectar negativamente la elevada precisión de la escala de medición. En particular, la escala de medición debería ser completamente libre de expandirse/contraerse en función de su propio coeficiente de expansión y de la temperatura ambiente en la que operan la escala óptica y la máquina. De hecho, la banda de acero del soporte de la escala es similar al material del que está hecha la máquina, por lo que la banda de acero se expandirá de forma similar a la propia máquina si no está constreñida al soporte de escala, con lo que se minimizarán las desviaciones de medición y se respetarán las tolerancias de producción, incluso cuando se trabaje a temperaturas muy diferentes de los 20°C a los que, por convención, se refieren las medidas. Por lo tanto, la escala de medición debería ser libre, es decir, no estar constreñida en modo alguno al soporte de escala en el que está alojado, soportado, guiado y protegido en toda su longitud.

La escala óptica de la presente invención puede fabricarse de una sola pieza, pero las escalas modulares son necesarias cuando la escala óptica es muy larga, para poder enviarla también por vía aérea, donde los paquetes solo pueden tener una longitud limitada (generalmente inferior a 3 m). A continuación, deben acoplarse varios módulos de escala óptica y deben apretarse mutuamente mediante tornillos en sus cabezas opuestas, insertando, al mismo tiempo, entre ellos, una junta (junta tórica lineal) para garantizar la estanqueidad. A continuación, se inserta una banda de acero flexible continua, sobre la cual se graba la escala de medición en asientos especiales previstos en la escala óptica modular. La banda de acero que forma un soporte de escala es tan larga como la escala óptica modular montada y puede enrollarse fácilmente para su envío, lo que resuelve cualquier problema de flete.

Por tanto, a lo largo de la escala óptica así montada, se forman múltiples zonas de unión entre los distintos módulos que la componen, cuyas zonas de unión no deberían interferir en la correcta lectura de las marcas de la escala de medición por parte del deslizador de lectura cuando se desliza a lo largo de dicha escala de medición dentro de la escala óptica. Esto significa que el deslizador de lectura debe ser capaz de leer de forma continua la escala de medición, que se extiende, tal como se ha visto, por toda la longitud de los distintos módulos acoplados de la escala óptica, sin verse afectada o alterada en modo alguno por las discontinuidades en dichas zonas de unión de los distintos módulos del soporte de escala. Aunque, de hecho, dichas uniones se realizan con un buen grado de precisión, a menudo pueden producirse problemas de alineación imperfecta durante el montaje de los módulos, especialmente cuando las escalas se instalan sobre planos no mecanizados, o de carpintería, o pintados.

Por último, otro punto importante de las escalas ópticas es asegurar un espaciado preciso y constante entre el deslizador de lectura y la escala de medición, considerando que el deslizador de lectura se desliza por medio de unos microcojinetes. Dichos microcojinetes, por lo tanto, deberían garantizar un posicionamiento mutuo correcto y repetible del deslizador de lectura y de la escala de medición, de modo que la señal eléctrica emitida por el deslizador de lectura pueda ser estable y correctamente ajustada, incluso en presencia de altas velocidades de desplazamiento y/o rápidas aceleraciones/desaceleraciones del deslizador, que ocurren frecuentemente en el funcionamiento de máquinas de control numérico, especialmente en las zonas de unión de las escalas modulares, donde pueden producirse posibles discontinuidades mecánicas.

Hasta ahora, en la técnica, se han proporcionado básicamente dos tipos diferentes de escalas ópticas, tanto en una sola pieza como en versión modular, que difieren entre sí precisamente en la forma en que se desliza el deslizador. En un primer tipo de escalas ópticas, los microcojinetes del deslizador de lectura se deslizan directamente contra las paredes interiores de las secciones extruidas de aluminio que forman el soporte de escala. Una escala óptica de este primer tipo se divulga en el documento US-5842283 donde, de hecho, el deslizador se desliza, por medio de unas guías lineales con unos rodamientos de recirculación de esferas, sobre las paredes exteriores del soporte de la escala, estando este último formado por un simple carril, cuyas paredes laterales forman los asientos de rodadura de dichas esferas de recirculación. Por otra parte, otros fabricantes han proporcionado un segundo tipo de escalas ópticas, en las que, además de la banda de acero que soporta la escala de medición dentro del soporte de escala está previsto un cierto número de otras bandas continuas de acero, que actúan precisamente como guías deslizantes para los microcojinetes del deslizador de lectura. Existen otras soluciones en las que se utilizan parcialmente los dos tipos de guías del deslizador de lectura descritos anteriormente. Sin embargo, todas estas soluciones conocidas implican inconvenientes que afectan al correcto funcionamiento de la escala óptica, y sus inconvenientes se ilustrarán brevemente a continuación.

El primer tipo de escalas ópticas, en el que los microcojinetes se deslizan directamente en contacto con las paredes del soporte de escala, no es una solución satisfactoria porque su rendimiento no es duradero. En efecto, la rodadura continua de los microcojinetes de acero templado sobre las paredes de guiado del soporte de escala, cuyas paredes de guiado son de aluminio y, por tanto, tienen una dureza muy inferior a la del acero provoca un desgaste acelerado de las paredes de guiado, con la formación con el tiempo de abrasiones y estrías, y el aumento de las discontinuidades en las zonas de unión de los distintos módulos en el caso de las escalas modulares. Las guías lineales con cojinetes de recirculación de esferas divulgadas por el documento US-5842283, además de implicar un coste de construcción significativamente más elevado de este dispositivo, solo reducen la tasa de desgaste en comparación con los cojinetes de esferas habituales, sin eliminar, sin embargo, el desgaste del soporte de escala. Por lo tanto, la precisión de la escala óptica se ve irremediablemente comprometida, ya después de un corto período de uso, especialmente en las máquinas de control numérico, que son el mayor componente del mercado, donde la frecuencia, la velocidad y la aceleración de los movimientos del deslizador de lectura son muy altas.

El segundo tipo de escalas ópticas ilustrado anteriormente presenta, sin duda, mejores características de calidad, ya que los microcojinetes del deslizador de lectura se deslizan sobre unas guías también de acero, por lo que no surgen los problemas de desgaste del primer tipo de escalas ópticas. Sin embargo, el uso de varias bandas de acero, normalmente tres, para formar una guía del deslizador, supone un mayor coste, más tiempo de instalación y mayores dificultades en el montaje de la escala óptica. Además, las distintas bandas de acero deben tener una tolerancia de acoplamiento bastante amplia dentro de sus respectivas ranuras de alojamiento longitudinales formadas por toda la longitud del soporte de escala, para poder insertarse fácilmente en el mismo, lo que perjudica la precisión y repetibilidad del sistema de medición. En particular, pueden surgir problemas en las zonas de unión de los módulos modulares de la escala, cuando estos últimos no pueden alinearse perfectamente, donde el deslizador de lectura puede tener un deslizamiento irregular y no lineal (al tener que superar huecos) con efectos negativos en la precisión y repetibilidad de la medición y en el buen funcionamiento del propio deslizador de lectura.

El problema abordado por la presente invención es, por tanto, el de ofrecer una escala óptica que permita superar los inconvenientes de los dos tipos de escalas conocidos descritos anteriormente y, en particular, una escala óptica que tenga un bajo coste combinado con una gran precisión y repetibilidad de la medición, y una larga vida útil.

Dentro de este problema, un primer objetivo de la presente invención es, por tanto, proporcionar una escala óptica mejorada en la que la guía deslizante de lectura permita un rendimiento de excelente calidad combinado con una larga vida útil de la propia escala óptica.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una escala óptica que tenga altas prestaciones combinadas con un coste más favorable que el de las escalas ópticas del segundo tipo descrito anteriormente, es decir, las escalas ópticas, en las que se utilizan tiras de acero adicionales para el deslizamiento del deslizador de lectura.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una escala óptica, también en versión modular para mediciones de grandes longitudes, que sea más rápida y fácil de instalar incluso por personal técnico no especializado.

Finalmente, un último objetivo de la presente invención es proporcionar una escala óptica en la que el posicionamiento mutuo del deslizador de lectura y la escala de medición sea particularmente estable y repetible a lo largo de toda la longitud útil de la escala óptica, incluso cuando la escala óptica tenga una longitud considerable.

Sumario de la invención

Este problema se resuelve, y estos objetivos se alcanzan mediante una escala óptica con las características definidas en la reivindicación 1. Otras características preferidas de dicha escala óptica se definen en las reivindicaciones secundarias.

Breve descripción de los dibujos

Otras características y ventajas de la escala óptica según la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada de una forma de realización preferida de la misma, proporcionada puramente a título de ejemplo no limitativo e ilustrada en los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva de un extremo de módulo de la escala óptica según la presente invención, y de su banda de acero correspondiente que soporta la escala de medición, en la fase de montaje de la misma;

La figura 2 es una vista en sección transversal de la escala óptica de la presente invención y de su banda de acero correspondiente que soporta la escala de medición; y

La figura 3 es una vista en sección transversal similar a la figura 2, en la que también se muestra el deslizador de lectura que se desliza sobre la banda de acero que soporta la escala de medición.

Descripción detallada de la forma de realización preferida

Según la presente invención, para resolver el problema señalado mediante una solución estructuralmente sencilla y altamente eficaz, los inventores han previsto la utilización de la misma banda de acero que soporta la escala de medición a modo de guía deslizante para el deslizador de lectura. Para hacer posible este concepto innovador, que permite simplificar considerablemente la estructura y el montaje de la escala óptica manteniendo todas las ventajas de una guía de acero para el movimiento del deslizador de lectura, se ha diseñado un sistema particular de posicionamiento y fijación de la banda de acero que soporta la escala de medición, permitiendo dicho sistema dejar libre por lo menos una parte de una de las dos superficies de dicha banda y uno de sus bordes. De este modo, se ha conseguido el guiado mecánico del deslizador de lectura sobre dicha banda de acero.

Por lo tanto, la solución proporcionada por la presente invención consiste en utilizar una única banda de acero, convenientemente dimensionada y posicionada dentro del soporte de escala. El deslizador de lectura se apoya y se desliza mediante sus propios microcojinetes tanto sobre la superficie de la banda grabada por la sucesión de marcas difusoras/reflectantes, como sobre uno de sus bordes. Por lo tanto, la única banda de acero única actúa, al mismo tiempo, como sistema de medición de la escala óptica, ya que las marcas difusoras/reflectantes están grabadas directamente sobre una de sus superficies, y como guía mecánica para el deslizador de lectura.

La banda de acero que, al mismo tiempo, forma una guía para el deslizador de lectura y actúa como una escala de medición provista de las marcas difusoras/reflectantes debe insertarse en cada módulo de escala, libre de cualquier restricción que pueda comprometer su precisión de lectura. También debería permanecer alojado en su asiento adoptando la posición correcta y recuperando siempre la misma posición cuando el deslizador de lectura se deslice sobre el mismo, para no interferir negativamente en la precisión y repetibilidad del sistema de medida. Por lo tanto, era necesario encontrar una solución técnica que permitiera soportar y guiar la banda de acero de la manera descrita anteriormente, de forma que el deslizador de lectura pudiera deslizarse libremente sobre el mismo, desprovisto de cualquier restricción y sin más soporte vertical o lateral que el ofrecido por la propia banda de acero.

Guía deslizante y sistema de lectura

Por lo tanto, la solución incorporada en la escala de la presente invención consiste en proporcionar una ranura 1, que tiene una sección transversal circular abierta y está colocada en la parte superior de la sección extruida que forma el soporte de escala P, cuya ranura se utiliza para fijar allí la banda de acero 2 que soporta la escala de medición.

La ranura 1 se forma directamente en el proceso de extrusión de las barras de aluminio a partir de las cuales se obtienen los módulos de la escala óptica, por lo que no supone ningún coste adicional. Además, la ranura 1 está realizada con una precisión dentro de las tolerancias de extrusión de las barras de aluminio, que son más que suficiente para los fines deseados de servir como medios de fijación de la banda de acero. Como ya se ha mencionado, la ranura 1 está abierta sobre el lado hacia el interior del soporte de escala P, de modo que la banda de acero 2 pueda introducirse en ella, y se extiende de manera longitudinal, obviamente, por toda la longitud de los distintos módulos que forman la escala óptica. Cuando los distintos módulos de una escala óptica modular están ensamblados entre sí, la ranura 1 se extiende por todo el conjunto de módulos que forman el soporte de escala P

En la proximidad de un borde fijado de la banda de acero 2, están dispuestos unos orificios de calibre 3 convenientemente espaciados, en los que están insertados unas esferas 4 de acero, o de cualquier otro material coherente con el uso descrito a continuación. Las esferas 4 de acero, que son la solución preferida en la actualidad, pueden sustituirse evidentemente por otros elementos de retención de diferentes formas, tales como, por ejemplo, cubos, cilindros, barras poligonales y similares adecuados para constreñir el borde fijado de la banda de acero 2 dentro de la ranura 1, adaptando de forma coherente la forma de la sección transversal de la ranura 1 y la forma de los orificios 3. Cuando la banda de acero 2 está insertada lateralmente en el soporte de escala P ya instalado en la máquina herramienta, como se ilustra en la figura 1, las esferas 4 se posicionan, a su vez, en los orificios 3; y cuando la banda de acero 2 entra en el soporte de escala P, las esferas 4 quedan atrapadas dentro de la ranura 1, y la banda de acero 2 también queda atrapado con ellas, perfectamente sujeta en su posición por medio de la interacción entre las esferas 4 y la ranura 1 de sección transversal circular. Alternativamente, para facilitar el montaje, las esferas 4 pueden ser retenidas previamente en los orificios 3 mediante una ligera deformación mecánica, para simplificar las operaciones de montaje de la banda de acero 2 dentro de la ranura 1.

La banda de acero 2 así alojada en el soporte de escala P sobresale de la ranura 1 a través de su abertura longitudinal y se posiciona correctamente dentro de los diversos módulos que forman el soporte de escala P, en una posición unívoca determinada por unos apoyos laterales, tales como un apoyo superior 5 que forma parte de la misma pared del soporte de escala P que limita la ranura 1, y dos apoyos inferiores 6 espaciados que soportan en cambio la superficie opuesta de la banda de acero 2 que no soporta la escala de medición. De este modo, la banda de acero 2 se mantiene en una posición muy precisa en las direcciones transversales, pero es completamente libre de moverse longitudinalmente, sin ningún límite o restricción gracias a las esferas 4 que se deslizan dentro de la ranura 1, pudiendo así liberar completamente sus propias dilataciones térmicas lineales resultantes de cualquier cambio en la temperatura ambiente. La banda de acero 2 también está provista de un juego transversal moderado, permitido por el acoplamiento de las esferas 4 dentro de la ranura 1, de modo que siempre puede apoyarse con su borde fijado contra el fondo de la ranura 1, recuperando así siempre la misma posición en cada paso del deslizador de lectura R sobre ella.

Según el objetivo principal de la presente invención, el deslizador de lectura R se desliza sobre la banda 2 por medio de unos microcojinetes y, en particular, de unos primeros microcojinetes 7a que se deslizan sobre la misma superficie de la banda de acero 2 que soporta la escala de medición en dos posiciones diferentes a ambos lados de la escala de medición, y de unos segundos microcojinetes 7b que se deslizan, en cambio, sobre un borde guía de la banda de acero 2 opuesto a su borde fijado. De hecho, gracias al tipo especial de ensamblaje de la banda de acero 2 descrito anteriormente, su borde guía está completamente desprovisto de restricciones y, por lo tanto, puede actuar como una guía sobre la cual pueden deslizarse los microcojinetes 7b.

Además, el deslizador de lectura R, mientras se está moviendo, empuja continuamente la banda de acero 2 en dirección transversal, siempre en la misma posición contra los apoyos inferiores 6 y el fondo de la ranura 1, mediante un sistema elástico que consiste en unos muelles 8 que empujan sobre el cuerpo de un cajón deslizador T, integrado en el carro móvil de la máquina herramienta. La precisión y la repetibilidad de la medición quedan así garantizadas, y las tolerancias de montaje y alineación de los módulos, en el caso de las escalas modulares, pueden ser relativamente amplias sin interferir con las características de precisión y repetibilidad de la escala óptica.

El respeto de las tolerancias de montaje no es un aspecto que deba subestimarse, ya que las escalas ópticas modulares del tipo conocido requieren tolerancias de montaje y alineación que los instaladores encuentran difícil respetar, especialmente en algunos tipos de máquinas cuya estructura no es robusta y estable como sería necesario. Así pues, a menudo ocurre que una escala óptica funciona satisfactoriamente cuando está recién instalada, pero empieza a tener problemas con el paso del tiempo, a medida que se asienta o envejece, a menudo debido a la pérdida de la alineación de los distintos módulos que provoca el mal funcionamiento del sistema de lectura o la penetración de virutas, suciedad, líquido u otras materias como polvo, serrín, vapores, etc. en las zonas de unión de los módulos de soporte de escala. Beneficiarse de amplias tolerancias de montaje y alineación que no comprometan la precisión y la repetibilidad del sistema de medición es, por tanto, sin duda, la mejor garantía de un buen funcionamiento de la escala óptica a lo largo del tiempo, incluso en condiciones de uso intenso y/o pesado.

Escala de medición

En la escala óptica descrita anteriormente, puede alojarse y utilizarse cualquier tipo conocido de escalas ópticas. Para empezar, la escala de medición puede estar grabada con marcas incrementales con la posibilidad de tener uno o más impulsos de referencia seleccionables colocados en cualquier punto de la escala o espaciados a paso constante, o también impulsos de referencia colocados a una distancia codificada de tal forma que el control numérico pueda saber siempre dónde está y recuperar cualquier posición mediante un mínimo movimiento de la máquina. La escala de medición también puede grabarse con un doble trazo de tipo absoluto para que cada posición sea única, y la información enviada al control numérico sea continua y en tiempo real incluso cuando se requieran resoluciones elevadas del orden de 100, 50 e incluso 10 nm o superiores.

Como alternativa a las escalas ópticas mencionadas anteriormente, en la escala de la presente invención se pueden utilizar bandas magnéticas incrementales o absolutas, que ofrecen la importante ventaja de estar mucho más protegidas contra la suciedad, y de ser insensibles a la misma, por lo que no necesitan la presurización tradicionalmente requerida en las escalas ópticas para máquinas herramienta. Aunque las escalas magnéticas ofrecen una precisión menor respecto a las escalas ópticas, una escala de banda magnética sigue siendo más que satisfactoria para muchos usos, tales como en máquinas para el procesado de chapa metálica (por ejemplo, corte por láser, plasma, chorro de agua, etc.), u otros materiales, tales como aluminio, madera, vidrio, mármol, o en el manejo de máquinas y en la automatización en general.

Así pues, en resumen, la escala de la presente invención puede fabricarse en cuatro tipos diferentes a elegir entre incremental o absoluta, y óptica o magnética. La elección del tipo que se va a utilizar debe basarse en la precisión y repetibilidad deseadas, el tipo de aplicación y, obviamente, la relación beneficio-coste del sistema de lectura elegido.

Fijación de la escala de medición

La escala de medición que, tal como se ha dicho, es libre de deslizarse a lo largo de todo el soporte de escala P, está fijada formando una sola pieza con la máquina herramienta en sus dos extremos. Dado que la banda de acero es del mismo material que la máquina herramienta, las dilataciones térmicas de la escala de medición son congruentes con las de la propia máquina. El módulo o módulos individuales del soporte de escala P están fijados a la máquina herramienta con unos pasadores que ejercen un empuje elástico transversal contra el módulo o módulos, permitiendo dicho empuje que el módulo o módulos se apoyen permanentemente sobre la superficie de la máquina a la que están fijados, dejándolos libres para deslizarse longitudinalmente y liberar sus propias dilataciones térmicas lineales sin interferir, como ya se ha dicho, con la libre dilatación térmica de la banda de acero 2 que soporta la escala de medición.

La pluralidad de módulos que tienen la función de soportar la banda de acero 2 que soporta la escala de medición y de protegerla del entorno industrial en el que se encuentra la escala, forma el soporte de escala P que, en última instancia, actúa, por tanto, como una caja protectora. Se trata de una caja hermética por todos sus lados excepto por el que permite el deslizamiento de un cajón deslizador T que, desde el exterior de la escala óptica, transmite rígidamente el movimiento del carro de la máquina al deslizador de lectura R dentro de la escala óptica. El lado no hermético de la caja está protegido por unos labios L de un material elastomérico especial, que se abren y se cierran a cada paso del cajón deslizador T Una adecuada presurización interior de la escala óptica (innecesaria en las escalas magnéticas) hace hermética también la parte de la caja provista de los labios protectores L, de modo que la escala óptica podría funcionar correctamente aunque estuviera totalmente sumergida en agua. De hecho, el aire comprimido después de pasar a través de una unidad de filtrado para su purificación, deshumidificación y desaceitado penetra en la escala óptica y posiblemente también en el cajón deslizador T a través de boquillas colocadas en una o en ambas tapas de los extremos de la escala, haciendo que la escala sea completamente hermética. La escala de medición y el deslizador de lectura R, en este caso, están bien protegidas de la contaminación y la suciedad, y su buen funcionamiento está garantizado.

La banda de acero 2 que soporta la escala de medición está fijada directamente a la máquina en un lado y a un grupo mecánico denominado tensor, en el otro; dicho tensor estira elásticamente la escala de medición, permitiendo así su ajuste. De hecho, la escala de medición está grabada "más corta", es decir, está provista de más zonas difusoras/reflectoras de las necesarias para proporcionar el número correcto de impulsos por metro. Mediante el funcionamiento del tensor, la escala de medición se ajusta y las áreas difusoras/reflectantes antes mencionadas proporcionan el número de impulsos por metro adecuados para impartir a la escala de medición su precisión de medición preestablecida. Después de dicho ajuste, la escala de medición se fija también sobre el lado del tensor y forma una sola pieza con la máquina, expandiéndose y encogiéndose igual y simultáneamente con la misma, minimizando así los efectos de la temperatura en la máquina y en los materiales procesados o medidos.

Sobre la base de las consideraciones anteriores, las características de duración, precisión y repetibilidad de la escala óptica que es objeto de la presente invención se mejoran mucho con respecto al estado actual de la técnica, y logran plenamente todos los objetivos deseados de la invención.

En particular, las principales ventajas de la escala óptica de la presente invención son las siguientes:

a) Menor coste, montaje más sencillo.

b) Deslizamiento más regular del deslizador de lectura y revolución más regular de los microcojinetes que la soportan.

c) Acoplamiento mecánico deslizante ideal para el deslizador de lectura: tanto los microcojinetes como la banda deslizante son, de hecho, de acero inoxidable templado, por lo que dichos componentes no se desgastan ni se dañan mutuamente incluso tras un uso repetido, intenso y/o pesado.

d) Ninguna interferencia en la precisión y repetibilidad de la medición en las zonas de unión de los módulos. De hecho, el deslizador de lectura se desliza sobre la banda de acero que soporta la escala de medición sin aproximarse ni siquiera a las zonas de unión, incluso cuando los módulos individuales están mal montados o fijados sobre planos de apoyo inadecuados.

e) Amplias tolerancias de alineación de los módulos en la fase de montaje, en la que pueden colocarse en la posición mutua correcta simplemente insertando unas clavijas de referencia como es habitual. Las zonas de unión de los módulos, de hecho, no afectan negativamente a la precisión y repetibilidad de la medición, como se ha visto en el punto d) anterior.

f) Funcionamiento satisfactorio del deslizador de lectura y de la escala, y elevado MTBF (tiempo medio entre fallos).

Sin embargo, se entiende que la invención no debe considerarse limitada a las disposiciones particulares ilustradas anteriormente, que son solo formas de realización ejemplificativas de la misma, sino que son posibles diferentes variantes, todas ellas al alcance de un experto en la materia, sin apartarse, por ello, del alcance de protección de la propia invención, que solo queda definido por las reivindicaciones siguientes.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Escala óptica o magnética configurada para realizar mediciones lineales, también de gran longitud, sobre una máquina herramienta o sobre otro tipo de máquina, que comprende un soporte de escala (P) que consiste en uno o más módulos que están mutuamente ensamblados y alineados sobre dicha máquina, comprendiendo el soporte de escala (P) una ranura (1) continua y unas guías deslizantes en el interior del soporte de escala (P), comprendiendo la escala asimismo

una única banda de acero (2) que soporta la escala de medición y alojada en dicha ranura (1) continua y un deslizador de lectura (R) que está configurado para deslizarse sobre dichas guías deslizantes dentro del soporte de escala (P) para realizar la lectura de dicha escala de medición, en el que dichas guías deslizantes comprenden la superficie de la banda de acero (2) que soporta la escala de medición y un borde guía de dicha banda de acero (2) configurado para permitir el deslizamiento longitudinal libre del deslizador de lectura (R) por toda la longitud de la banda de acero (2).

2. Escala óptica o magnética según la reivindicación 1, en la que dicha banda de acero (2) está fijada al soporte de escala (P) en correspondencia con dicha ranura (1), presentando dicha ranura (1) una sección transversal predefinida, dentro de la cual está alojado un borde fijado de dicha banda de acero (2), opuesto a dicho borde guía, y retenido gracias a la interacción entre las paredes de dicha ranura (1) y múltiples elementos de retención (4) alojados dentro de los correspondientes orificios (3) formados en dicha banda de acero en la proximidad de su borde fijado, presentando dichos elementos de retención (4) una forma y unas dimensiones coherentes con aquellas de la sección transversal predefinida de dicha ranura (1).

3. Escala óptica o magnética según la reivindicación 2, en la que dichos elementos de retención (4) tienen un juego moderado dentro de la respectiva ranura (1) de alojamiento, siendo dicho juego moderado definido como suficiente para permitir que el borde fijado de la banda de acero (2) se apoye contra el fondo de dicha ranura (1).

4. Escala óptica o magnética según la reivindicación 3, en la que dicha sección transversal predefinida de dicha ranura (1) es una sección transversal circular abierta y dichos elementos de retención consisten en unas esferas (4).

5. Escala óptica o magnética según las reivindicaciones 3 o 4, en la que la posición de dicha banda de acero (2) en una dirección ortogonal con respecto a las superficies de la misma está delimitada por unos apoyos laterales (5, 6) que se extienden por toda la longitud de la escala.

6. Escala óptica o magnética según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho deslizador de lectura (R) está configurado para deslizarse sobre dicha banda de acero (2) por medio de unos primeros microcojinetes (7a) que se deslizan sobre la misma superficie de la banda de acero (2) que soporta la escala de medición, en dos posiciones diferentes a ambos lados de la escala de medición, y unos segundos microcojinetes (7b) que se deslizan sobre dicho borde guía de la banda de acero (2).

7. Escala óptica o magnética según la reivindicación 5, que comprende asimismo un cajón deslizador (T) que presenta un cuerpo, en el que dicho deslizador de lectura (R) es empujado continuamente contra la banda de acero (2) en dicha dirección ortogonal por un sistema elástico que consiste en unos muelles (8) que se apoyan sobre el cuerpo del cajón deslizador (T) de modo que, mientras se mueve, el deslizador de lectura (R) siempre empuja la banda de acero (2) en la misma posición lateral contra dichos apoyos laterales (6) y contra el fondo de dicha ranura (1).