JPS5847001B2 - 修正装置を有する測長器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、精密機械及び計測器における誤差、即ち機械
の案内誤差及びスケールの目盛誤差を外筐内で補正する
ため、特に精密機械のベッドと移動台により構成される
２つの対象物の相対位置を計測する際に上記誤差により
生ずる読取誤差を補正する装置に関するものである。

これら２つの対象物は精密機械のベッドと移動台とから
構成されうるものである。

２つの対象物の相対位置を計測するための測長器は通常
、細分割された目盛りを有するスケールを有し、２つの
対象物はベッドと移動台との間に介在する案内面により
相互に平行移動可能に形成されている。

この場合、測長器に対して通常要求されている精度に到
達するためには、目盛線の巾が１／１０００ミリメータ
ーの数倍程度でありそして目盛り線の間隔も１７１００
０ミリメーターの数倍程度のものでなければならない。

この様に微細な目盛りの製造は非常に困難であり、目盛
り線の形成に不規則性が導入されるのを避けることがで
きない。

即ち、例えば個々の目盛り線の間隔が精確に等しくなら
ず、或いは目盛線の巾が種々異るものが形成される。

この場合には目盛り線と目盛読取ユニットとの相対推移
運動に際し、一定量の推移が目盛り線の一定数に対応し
ないことになる。

この様な差異は高い精密さを持つレーザー干渉計によっ
て比較測定され得るもので、スケールの目盛り誤差と呼
ばれる。

次に２つの対象物の間に介在する案内面が平坦でないこ
とおよび避けることができない不正確さによっても機械
によって惹起される、並進運動からの偏差によって生ず
る誤差が発生し、これはいわゆる案内誤差と呼ばれるも
のである。

これらの誤差は倒れも、高い精密さを持つ測定器と比較
測定によって発見されそして補正装置によって補正する
ことが可能である。

通常これらの誤差は合成されたものとして現われる。

機械の誤差を補正するための補正装置は既に知られてい
る。

ドイツ国特許第８６６４０２号明細書には現在の技術レ
ベルを示す補正定規を有する計測装置が明示されている
が、その読み取りマークはスピンドルの各誤差に対応す
る位置でスケールに向い合うように機械的に制御される
ものである。

米国特許第３０３９０３２号明細書から測定値指示計（
ファンクション・ジェネレータ）に直接作用するセンサ
ーによって走査される補正型を有する位置測定システム
が知られている。

またドイツ国特許第１２３１５９５号公報には可動の機
械構成部分の運動を電気的に遠隔指示するための装置が
示されており、この場合誤差を補正するためにトランス
ミツターによって走査される変形可能な金属バンドを備
えた補正システムが記載されている。

更に別の誤差補正システムがドイツ国特許公開公報第２
０４２５０５号に記載されている。

それにあっては機械の数的計測系は、補正型を走査する
機構により、機械スピンドルの各誤差値に相応する運動
を付加されるものである。

上述した補正装置は付加的電気的設定部材又は回転トラ
ンスミツターで作動するものであるが又は直接機械に連
結されているものである。

しかしながらこれらの装置はどんな場合においても構造
的に非常に経費のかかるものであり、それ相応に高価で
ある。

本発明の目的は、簡単即ち価格的に望ましい程度に構成
さへ所要空間が節約され且つ補正範囲が広く、非直線的
な補正も可能でその固有誤差は無視し得る程小さく、そ
して測定の長さが長くでも使用出来るような補正装置を
有する測長器を創ることである。

本発明によればこの課題は次の様にして解決される。

即ち移動台側には相対的に移動可能な目盛読取ユニット
、ベッド側にはスケールおよび計測方向に対して直角方
向に調節可能な如く取付けられている誤差を補正するた
めの面を備え、誤差補正量を目盛読取ユニットに伝達す
るためのレバーにより構成される伝達エレメントを有し
、伝達エレメントであるレバーの一方の自由端が前記面
に接し、前記レバーの別の自由端が他の対象物に接する
か又は前記レバーの支点が他の対象物に設けられること
により、レバーの回動が目盛読取ユニットに伝達される
様に構成した補正機構を有する装置であって誤差を補正
する面は計測方向に延びているリンクチェーンによって
形成され、該リンクチェーンのリンクは計測方向に対し
て直角方向に調節可能になっていることによって解決さ
れる。

本発明に従う別の特徴というものは、リンクチェーンが
外筐の内部に配設されており、個々のリンクは修正すべ
き誤差走行に対応して外筐の外側から偏心輪を用いて折
り曲げ可能となっているという点である。

次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図に簡単に示した部分断面図には外筐１に収納され
た測長器が示されており、前記測長器の外筐は工作機械
あるいは計測器ベッド２に任意の方法でしっかりと取り
付けられている。

工作機械あるいは計測器の移動台３は組立台４を有し、
この組立台は例えばネジ５で移動台３に固定されている
。

組立台４は、スリツＨａを通ってその他の部分は完全に
密閉されている外筐１の中に突き出ている剣状体６を備
えている。

外筐１の内面には弾性的粘着層７を介して計測標準器を
形成するスケール８が取り付けられている。

スケール８上には目盛読取ユニット９が支承されている
が、この目盛読取ユニットは第１図には図示されていな
いそれ自体周知の手段を用いてスケールの目盛を走査す
るものである。

ベッド２と移動台３の相対運動は組立台４及び剣状体６
及び連行部材６′からレバー系１０を介して目盛読取ユ
ニット９に伝達される。

ベット２の案内面が理想平面から偏差しているために発
生する移動台３の並進運動から偏差によって生ずる案内
誤差は補正装置がなければ前同様に目盛読取ユニット９
に完全に伝達され、測定結果に誤差として入り込んでし
、、まう。

従って本発明の測長器は外筐の内部に配設されている補
正装置を備えている。

即ちそれ自身硬い個々のリンク１１′はリンクチェーン
１１を形成し、このチェーンは外部から計測方向に垂直
に個々に折り曲げることができる。

レバー１０は軸１０′の周りで旋回可能に目盛読取ユニ
ット９と結合されている。

レバー１０の一方の自由端にはローラ１３があり、この
ローラは目盛読取ユニットがスケール８を走査する際、
リンク・チェーンのカーブに従いそして軸１０′の周り
にレバー１０を旋回する。

レバー１０の旋回運動は補正すべき案内誤差走行弁に対
応する。

この補正は偏心輪１４としても形成することのできるレ
バー１０の第２のアームによって行われるが、この第２
のアームはレバーの旋回運動を目盛読取ユニット９と剣
状体６の間の相対運動に変換する。

外筐のスリット１ａを通して突出する剣状体６は屋根型
に配設されたパツキン・リップ１５によって緊密に取り
囲まれているので、この位置においても計測装置が外部
の環境から完全に遮蔽されていることになる。

第２図にはより分り易いように構成エレメントの一部分
だけを側面図で示しｔも固定ネジ用の穿孔４′を有する
組立台４は剣状体６を有し、その上側に円筒状の連行部
材６′が設けられており、この連行部材に偏心輪１４を
有するレバー１０が係合する。

目盛読取ユニット９は、該走査ユニットにレバー１０が
軸１０′を介して結合されていることが判明する程度に
断片として図示した。

今絹立台４が矢印方向に移動されると、目盛読取ユニッ
ト９はこの長手方向運動に従い、レバー１０はローラー
１３でリンク・チェーン１１を走査し、そのチェーンの
リンク１１′は偏心輪１２を介して誤差走行外に応じて
折り曲げられている。

従ってその際レバー１０はその軸１０′の周りに旋回し
、偏心輪１４によって目盛読取ユニット９と円筒状連行
部材６１従って、組立台との間の距離を変化させる。

移動台３に取付けられた組立台４が受ける案内誤差は従
って調節可能なリンク・チェーンにより惹起される目盛
読取ユニット９と組立台４との間の相対運動によって補
正される。

第３図には誤差を補正する面が示されているが、この場
合側々のリンク１１′は偏心輪１２によって折り曲げら
れている。

゛この折れ曲りによって長さの変化が生ずるので個々の
リンクにはピン１６と切込み１７が設けられていてヒン
ジ部を形成し、そこで長手方向の摺動が可能となる。

長手方向の運動を可能にするヒンジ部の変形例が第４図
に示されている。

リンク１１′の端には櫛状の互に入り込んで係合する弾
性的成形部品１８が設けられている。

第５図には目盛１９を設けた走査プレート９′が示され
ている。

この実施態様は第１図のものと同様な光電的デジタル測
長器を表わすものである。

簡単な構造のものでは目盛読取ユニット９はスケール８
上を案内されるのではなく、連行部材２０を介して直接
上記対象物の一つと結合されている。

走査プレート９′は板バネ２１を介して連行部材２０と
連結されているので、このプレートは伝達ニレメン）１
０、１３及び１４によって測定方向に動かされうろこと
になる。

本発明は光電的デジタル測長器に限定されるものではな
く、本発明のものは光学的、誘導的容量的及び磁気的計
測装置にも有利に装着可能である点を強調しておく。

また本発明は勿論案内誤差の修正に限定されるものでな
く、スケールの目盛誤差の補正にも適するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は外筐に収納され外部の環境から遮蔽された測長
器の断面図であり、第２図は組立台、剣状体、レバー及
び部分的に示した誤差を修正する面等の配置を示す正面
図であり、第３図は折り曲げられたリンクにより形成さ
れた誤差を補正する面を示す図であり、第４図は櫛状に
互に入り込み係合した弾性的ヒンジ部を有するリンク・
チェーンの部分図であり、第５図は目盛を有する走査プ
レートの正面図である。 次に図面の参照番号と明細書中の用語の主なものを以下
に列記する。 １・・・・・・外筐、３・・・・・・移動台、４・・・
・・・組立台、６・・・・・・剣状体、８・・・・・・
スケール、９・・・・・・目盛読取ユニット、１ｏ・・
曲レバー、１１・・・・・・リンクチェーン、１１′・
・聞リンク、１２・・・・・・偏心輪、１３・・・、・
・ローラ、１８・・曲櫛状弾性的成形部品、１９・・・
・・泪盛。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 精密機械及び計測器における誤差、即ち機械の案内
   誤差及びスケールの目盛誤差を外筐内で補正するため、
   特に精密機械のベッドと移動台により構成される２つの
   対象物の相対位置を計測する際に上記誤差により生ずる
   読取誤差を補正するため、移動台側には相対的に移動可
   能な目盛読取ユニット、ベッド側にはスケールおよび計
   測方向に対して直角方向に調節可能な如く取付けられて
   いる誤差を補正するための面を備え、誤差補正量を目盛
   読取ユニットに伝達するためのレバー１０により構成さ
   れる伝達エレメントを有し、伝達エレメントであるレバ
   ー１０の一方の自由端が前記面に接し、前記レバーの別
   の自由端が他の対象物に接するか又は前記レバーの支点
   が他の対象物に設けられることにより、レバーの回動が
   目盛読取ユニットに伝達される様に構成した補正機構を
   有する装置であって、誤差を補正する面は計測方向に延
   びているリンクチェーン１１によって形成され、該リン
   クチェーンのリンク１１′は計測方向に対して直角方向
   に調節可能になっていることを特徴とする補正装置を有
   する測長器 ２ 外筐１の内部にリンクチェーン１１が配置されてい
   ることおよび個々のリンク１１′は補正すべき誤差走行
   外に対応して外筐１の外側から偏心輪１２を用いて折り
   曲げ可能になっていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項・記載の測長器。 ３ 個々のリンク１１′のヒンジ部はリンク１１′が長
   手方向に摺動できる様に構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の測長器。 ４ ヒンジ部は櫛状に互に入り込み係合している弾性的
   成形部品１８によって形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の測長器。