DE2724858A1

DE2724858A1 - Laengenmessgeraet mit korrektureinrichtung

Info

Publication number: DE2724858A1
Application number: DE19772724858
Authority: DE
Inventors: Alfons Dipl Ing Ernst
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1977-06-02
Publication date: 1978-12-07
Also published as: DE2724858B2; CH632592A5; IT1104247B; ATA306378A; JPS5847001B2; FR2393264B1; JPS542766A; AT376036B; GB1591009A; FR2393264A1; IT7812638A0; DE2724858C3; US4170828A

Description

ίίΠήο HüIDSNHAlN GMBH 23- Mai 1977

Längenraeßgerät mit Korrektureinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Fehlerkompensation bei Präzisionsmaschinen und Meßgeräten, insbesondere auf eine Korrektureinrichtung für ein gekapseltes Längenmeßgerät zum Messen der Relativlage zweier Objekte. Diese beiden Objekte können von Bett und Schlitten der Prazisionsinaschine gebildet werden.

Es sind Korrektureinrichtungen zur Kompensation von Maschinenfehlern bekannt. In der DT-Po 866 402 wird zum Stand der Technik eine Meßeinrichtung mit Korrektur— lineal genannt, deren Ablesemarke mechanisch in eine dem jeweiligen Fehler einer Spindel entsprechende Stellung gegenüber dem Maßstab gesteuert wird. Aus der US—PS 3 039 O32 ist ein Stellungsmeßsystem mit einer Korrek— tux'ochablone bekannt, die von einem Fühler abgetastet wird, der direkt auf den Meßwertgeber (Drehmelder) einwirkt. Die DT—AS 1 231 595 zeigt eine Vorrichtung zur elektrischen Fernanzeige der Bewegungen eines beweglichen Maschinenbauteiles, bei der zum Ausgleich von Fehlern ein Kompensationssystem vorhanden ist, welches ein verformbares Metallband aufweist, das von einem Geber abgetastet wird. Kin weiteres Fehlerkorrektur— system ist in der DT-OS 2 04? 505 beschrieben. Dort erfährt das numerische Meßsystem einer Maschine durch ein die Korrekturschablone abtastendes Organ eine Zu— sotzbewegunp; entsprechend dem ,jeweiligen Fehlerwert der Maschinenspindel.

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Die genannten Ko.rrektureinrichtungen arbeiten zum Teil mit zusätzlichen elektrischen Stellgliedern oder Dreh— gebern oder aber sie sind direkt an die Maschine gekoppelt. In allen Fällen sind sie jedoch konstruktiv sehr aufwendig und dementsprechend kostspielig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Längenmeßgerät mit Korrektureinrichtung zu schaffen, die einfach — d.h. kostengünstig — aufgebaut ist, die platzsparend ist, die einen großen Korrekturbereich aufweist, die auch nichtlineare Korrekturen erlaubt, deren Eigenfehler vernachlässig— bar klein bleibt und die auch bei großen Meßlängen verwenbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Korrekturprofil durch eine in Meßrichtung verlaufende Gliederkette gebildet wird, deren Glieder quer zur Meß— richtung einstellbar sind, und daß die Abtasteinheit des Meßgerätes mittels eines Ubertragungselementes mit der Gliederkette und einem der vorgenannten Objekte in Wirkverbindung steht.

Ein weiterer Vorteil besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Gliederkette innerhalb eines Hohlprofiles angeordnet ist, und daß die einzelnen Glieder entsprechend dem zu korrigierenden Fehlerverlauf von außerhalb des Hohlprofiles mittels Exzentern auslenkbar sind.

An einem Ausführungsbeispiel soll anhand der Zeichnung die Erfindung noch näher erläutert werden.

Es zeigt

Figur 1 einen Querschnitt durch ein gekapseltes Längenmeßgerät,

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Figur 2 eine Ansicht auf Montagefuß, Schwert,

Winkelhebel und teilweise dargestelltes Korrekturprofil,

Figur 3 das Korrekturprofil mit ausgelentcten Gliedern,

Figur 4 Gliederkettenausschnitt mit kammartig ineinandergreifenden elastischen Gelenken,

Figur 5 Ansicht auf eine mit Teilung versehene Abtastplatte.

Die vereinfachte Schnittdarstellung in Figur 1 zeigt ein gekapseltes Längenmeßgerät mit einem Hohlprofil 1, welches an dem Bett 2 einer Bearbeitungs— oder Meßmaschine in beliebiger Weise fest angebracht ist. Ein Schlitten 3 der Bearbeitungs— oder Meßmaschine trägt einen Montagefuß 4, der beispielsweise mit Schrauben 5 an dem Schlitten 3 befestigt ist. Der Montagefuß 4 weist ein Schwert 6 auf, das durch einen Schlitz 1 a in das im übrigen vollkommen geschlossene Hohlprofil 1 hineinragt. An einer Innenfläche des Hohlprofiles 1 ist über eine elastische Klebeschicht ein Maßstab 8 angebracht, der das Meßnormal verkörpert. Am Maßstab 8 stützt sich eine Abtasteinheit 9 ab, die mit an sich bekannten, in Figur 1 nicht dargestellten Mitteln die Teilung des Maßstabes abtastet. Die Relativbewegung von Maschinenbett 2 und Maschinenschlitten 3 wird vom Montagefuß 4 und dem Schwert 6 über einen Winkelhebel auf die Abtasteinheit 9 und den Maßstab 8 übertragen. Die Führungsfehler von Maschinenbett 2 und Maschinen— schlitten 3 würden ohne Korrektlireinrichtung ebenfalls voll übertragen und gingen in das Meßergebnis als Fehler ein. Das Längenmeßgerät weist daher eine Korrektureinrichtung auf, die im Innern des Hohlprofiles angeordnet ist. Einzelne, in sich steife Glieder 11' bilden eine Gliederkette 11, die mittels Exzentern 12 von außen quer zur Meßrichtung einzeln ausgelenkt werden können. Der Winkelhebel 10 ist um eine Achse 10' schwenkbar mit der Abtasteinheit 9 verbunden. Ein freies Ende des Winkel— hebeis 10 trägt eine Rolle 13, die bei Verschiebung dem

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LinienziUfr der Gliederkette folgt und den Winkelhebel 10 um die Achse 10' verschwenkt. Die Schwenkbewegung des Winkelhebels 10 entspricht dem zu korrigierenden Fehler— verlauf der Einrichtung. Die Korrektur wird durch einen zweiten Arm des v/inkelhebels — der auch als Exzenter 14 ausgebildet sein kann — vorgenommen, der die Schwenkbewegung des Winkelhebels in eine Relativbewegung zwischen der Abtasteinheit 9 und dem Schwert "6 umsetzt. Dar, durch den Schütz 1a des Honlprofiles ragende Schwert 6 wird von dachförmig angeordneten Dichtlippen 15 eng umschlossen, so daß auch an dieser Stelle die sichere Kapselung der Meßeinrichtung gewährleistet ist.

In der Figur 2 ist zur besseren Verständlichkeit nur ein Teil der Bauelemente in der Seitenansicht gezeigt. Der Mont a ge fuß 4 mit den Bohrungen 4' für die Befestigungsschrauben trägt das Schwert 6, dessen Oberseite mit einem zylindrischen Mitnehmer 6' versehen ist, an dem der Winkel— hebel 10 mit seinem Exzenter 14 angreift. Die Abtastein— heit 9 ist als Fragment nur soweit dargestellt, daß die Befestigung des Winkelhebels 10 mittels Achse 10' in ihr erkennbar ist. Wird nun der Montagefuß 4 in Pfeilrichtung verschoben, folgt die Abtasteinheit 9 dieser Längsbewegung und der Winkelhebel 10 mit der Rolle 13 tastet die Gliederkette 11 ab, deren Glieder 11' über Exzenter 12 entsprechend dem Fehlerverlauf ausgelenkt sind. Dabei verschwenkt sich der Winkelhebel 10 um seine Achse 10' und aufgrund des Exzenters 14 verändert sich der Abstand zwischen der Abtasteinheit 9 und dem zylindrischen Mitnehmer 6¹, also auch dem Montagefuß. Der Führungsfehler, dem der Montagefuß 4 samt dem Maschinenschlitten 3 unterliegt, kann also durch eine von der einstellbaren Gliederkette 11 verursachte Relativbewegung zwischen Abtasteinheit 9 und Montagefuß kompensiert werden.

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In der Figur 5 ist ein Korrekturprofil 11 gezeigt, bei dem die einzelnen Glieder 11' durch die Exzenter 12 ausgelenkt sind. Da sich durch die Auslenkung Längen— änderungen ergeben, sind die einzelner Glieder mit Stiften 16 und Ausschnitten 17 versehen, die Gelenke bilden, bei denen Längsverschiebungen möglich sind.

Eine Variante der Gelenke, die eine Längsb'eweglichkeit erlauben, ist in Figur M- dargestellt. Die Enden der Glieder 11' sind mit kammartig ineinandergreifenden elastischen Fonnteilen 18 versehen.

In der Figur 5 ist eine mit einer Teilung 19 versehene Abtastplatte 9' gezeigt. Bei dieser Ausführung handelt es sich — wie bei Figur 1 — um ein lichtelektrisches digitales Längenmeßgerät. Bei einer einfachen Bauart ist die Abtasteinheit 9 nicht am Maßstab 8 geführt, sondern ist direkt über einen Mitnehmer 20 mit einem der obengenannten Objekte 3 verbunden. Die Abtast— platte 9* ist über Blattfedern 21 mit dem Mitnehmer so verbunden, daß sie vom Übertragungselement 10, und 14 in Meßrichtung bewegt werden kann.

Es liegt im Wesen der Erfindung, daß sie sich nicht auf lichtelektrische digitale Längenmeßgeräte beschränkt, sondern die Erfindung ist ebenso vorteilhaft bei optischen, induktiven, kapazitiven und magnetischen Meßgeräten einsetzbar. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Korrektur von Führungsfehlern beschränkt, sondern auch zur Korrektur von inneren Teilungsfehlern geeignet.

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Claims

DU. JOHANKKC IiKIL^iIlAIN' GMBH 23- Mai 1977

Patentansprüche

Einrichtung zur Fehlerkompensation bei Präzisions— maschinen und Meßgeräten, insbesondere Korrektureinrichtung für ein gekapseltes Längenmeßgerät zum Messen der Relativlage zweier Objekte, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korrekturprofil durch eine in Meßrichtung verlaufende Gliederkette (11) gebildet wird, deren Glieder (11') quer zur Meßrichtung einstellbar sind, und daß die Abtasteinheit (9) des Meßgerätes mittels eines Ubertragungselementes (10, 13 u. 14) mit der Gliederkette (11) und einem der vorgenannten Objekte (3) in Wirkverbindung steht.

2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gliederkette (11) innerhalb eines Hohl— profiles (1) angeordnet ist, und daß die einzelnen Glieder (11') entsprechend dem zu korrigierenden Fehlerverlauf von außerhalb des Hohlprofiles (1) mittels Exzentern (12) auslenkbar sind.

3.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke der einzelnen Glieder (11') eine Längsverschiebung der Glieder (11') erlauben.

4.) Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke durch kammartig ineinandergreifende elastische Formteile (18) gebildet werden.

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^c,.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (10) von einem in der Abtasteinheit (9) gelagerten ,v'inkelhebel gebildet wird, der an seinem einen freien Ende eine am Korrekturprofil (11) anliegende Rolle (13) aufwei.st, und dessen zweites freie Ende über ein Schwert und einen Montage fuß (4) an einem der Objekte ($) anliegt.

6.) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite freie Ende von einem Exzenter (14) gebildet wird.

7.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (10, 13 u- 14) direkt auf eine mit einer Teilung (19) versehene Abtast— platte (9¹) einwirkt.

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