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DE2948854A1 - Inkrementales messsystem - Google Patents

Inkrementales messsystem

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DE2948854A1
DE2948854A1 DE19792948854 DE2948854A DE2948854A1 DE 2948854 A1 DE2948854 A1 DE 2948854A1 DE 19792948854 DE19792948854 DE 19792948854 DE 2948854 A DE2948854 A DE 2948854A DE 2948854 A1 DE2948854 A1 DE 2948854A1
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DE
Germany
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measuring system
scanning unit
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incremental
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Ing.(grad.) Walter 8225 Traunreut Schmitt
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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Description

Inkrementales Meßsystem
Die Erfindung betrifft ein inkiementales Meßsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einem derartigen Meßsystem können Steuerimpulse auf verschiedene Weise verwertet werden, z.B. zum Reproduzieren der Kuliposition im Zähler, zum Anfahren einer bestimmter Position zu Beginn der Messung und zur Kontrolle von Stör— impulsen.
Bei bekannten inkrementalen Meßsystenen sind demnach Anzahl und Lage der bei der Maßstabherstellung mitaufge— brachten Nullimpulsmarken entsprechend den Erfordernissen des Benutzers festgelegt. Somit besteht beim späteren einsatz des Meßsystems keine Möglichkeit mehr, die Anzahl und die Lage der Steuerimpulse zu verändern.
Z\xr Behebung dieser Kachteile wird vom Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 25 ^O 412.0—5?) vorgeschlagen, auf dem Maßstab bereits bei der Teilur.gsherstellung in zueinander festgelegten Abständen eine Reihe von Nullim— pulsnarken vorzusehen und mindestens ein Schaltmittel auf dem Maßstab selbst oder in dessen unmittelbarer Nähe anzuordnen; eine oder mehrere Nullimpulsmarken können ausgewählt und jeweils in V.'irkzusannenhang mit dem Schaltnittel gebracht werden, indem jeder Nullimpulsmarke, die beim Meß— vo?"gang zur Wirkung gelangen soll, ein Magnet zugeordnet ist, der beim Vorbeibewegen der Abtasteinheit einen darauf angebrachten elektrischen Schalter ansteuert, dessen elektrischer Ausgang zusammen mit dem elektrischen Ausgang der
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Attanteinheit an eirr elektronische Baueinheit gelegt ist, die an ihrem Ausgang nur dann einen Steuerimpuls abgibt, wenn gleichzeitig am Ausgang der Abtasteinheit und am Ausgang des Schalters ein elektrisches Signal anliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein inkrementales Meßsystem der oben erwähnten Gattung mit frei wählbaren Nullimpulsmarkeη weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß wahlweise die benötigten bzw. nicht benötigten Nullimpulsmarken durch Zuordnung je eines Magneten wirksam bzw. unwirksam gemacht werden können, wobei die beim Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 25 40 412.0—52) erforderliche elektronische Baueinheit entfallen kann.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen
Figur 1 echematisch ein inkrementales* Meß— system,
Figur 2 eine Draufsicht auf den Gittermaßstab und
Figur 3~*5 verschiedene Schaltungsanordnungen nach der Erfindung.
Das Ausführungsbeispiel zeigt ein lichtelektrisches inkrementales Meßsystem, das aus einem Maßstab Λ und einer
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— c, —
Abtasteinheit 2 besteht. Am Metallmaßstab 1 ist ein Strichgitter 3 (Figur 2) aufgebracht, das im Auflicht photoelektrisch berührungsfrei abgetastet wird. Entlang des Strichgitters 3 ist eine Reihe von Nullimpulsmarken vorgesehen, die jeweils aus Strichgruppen bestehen. Die am Strichgitter 3 erzeugten elektrischen Signale, die in der Abtasteinheit 2 verstärkt und in Rechtecksignale Tx., T2 umgeformt werden, steuern über elektrische Leitungen 5» 6 einen elektronischen Zähler 7, der die Meßwerte in digitaler Form anzeigt. Das an den Nullimpulsmarken 4 erzeugte Signal wird in der Abtasteinheit 2 verstärkt xind steuert als Rechtecksignal Sß über eine Leitung 8 den Zähler 7» um diesen beispielsweise auf Null zu setzen. In— krementale Meßsysteme mit Nullimpulsmarken sind bekannt und beschrieben z.B. im Prospekt der Firma Dr. Johannes Heidenhain GmbH, Traunreut, "LIDA 55-12", insbesondere Figur 2, 2. Ausgabe März 1971.
Die Auswahl derjenigen Nullimpulsraarken 4, die beim Meß— Vorgang zur Wirkung bzw. nicht zur Wirkung gelangen sollen, erfolgt durch Zuordnung von Magneten 9» die zweckmäßig in Meßrichtung einstellbar sind und deren Magnetfeld bei Annäherung der Abtasteinheit 2 einen darauf befindlichen Reed-Schalter 10 ansteuert. In der Abtasteinheit 2 sind zwei Photoelemente 12, 13 vorgesehen (Figur 3—5)» die jeweils antiparallel zueinander an die beiden Eingänge eines Verstärkers 14 angeschlossen sind, der an eine Trigger— stufe 15 angeschaltet ist. Das erste Photoelement 12 tastet die Reihe der Nullimpulsmarken 4 ab und liefert ein Signal, das nach einer Verstärkung im Verstärker 14 als Rechteck— signal Sg am Ausgang der Triggerstufe 15 zur Steuerung des Zählers 7 über die Leitung 8 ansteht. Das zweite Photo— element 13» das mit Gleichlicht beaufschlagt wird, dient zur Einstellung der Nullinie des vom ersten Photoelement gelieferten Signals.
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r.'rfindunpsrcmäß ist an das Ihotoelement 1? ein Photo— element 16 antiparallel angeschlossen, das von einer lichtemittierenden Diode 17 beleuchtet wird. In Figur 3 ist an die lichtemittierende Diode 17, die über einen Widerstand 20 von einer Versorgungsspannung U-r — vorzugsweise der Versorgungsspannung der Beleuchtungslampe für den Maßstab 1 — beaufschlagt ist, ein magnetisch betätig— barer Reed-ßchalter 10 parallel angeschaltet. Bei den vom Photoelement 12 abgetasteten Nullimpulsmarken 4, die nicht zur Wirkung gelangen sollen und denen daher keine Magnete 9 zugeordnet sind, wird der Reed—Schalter 10 nicht betätigt, so daß das Photoelement 16 von der lichtemittierenden Diode 17 beleuchtet wird, wodurch die Signale des Photoelements 12 bei diesen Nullimpulsmarkeη 4 so verschoben werden, daß ihre Spitzen die Schwelle der Triggerstufe nicht überschreiten können; am Ausgang der Triggerstufe stehen bei diesen Nullimpulsmarken 4 daher keine Rechteck— signale Sg zur Steuerung des Zählers 7 an. Denjenigen Null— impulsmarken 4, die zur Wirkung gelangen sollen, werden Magnete 9 zugeordnet, die jeweils den Reed—Schalter 10 betätigen, so daß das Photoelement 16 von der lichtemittierenden Diode 17 nicht oder nur schwach beleuchtet wird; die an diesen Nullimpulsmarken 4 vom Photoelement 12 erzeugten Signale steuern als Rechtecksignale Sg den Zähler 7 an. Diese Schaltungsanordnung eignet sich besonders für den Fall, daß von der Reihe der auf dem Maßstab 1 vorgesehenen Nullimpuls— marken 4 nur wenige zur Wirkung gelangen sollen.
Soll von dieser Reihe von vorgesehenen Nullimpulsmar— ken 4 der überwiegende Teil zur Wirkung gelangen, empfiehlt sich die Schaltungsanordnung nach Figur 4, bei der den wenigen, nicht benötigten Nullimpulsmarken 4 jeweils ein Magnet 9 zugeordnet wird, der den mit der lichtemittierenden Diode 17 in Reihenschaltung verbundenen Reed-Schalter betätigt, so daß diese das Photoelement 16 beleuchtet und dadurch diese Nullimpulsmarken 4 nicht wirksam werden läßt.
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In einer besonders bevcrr.ur'tpr. Ausführur.gsform der Erfindung werden die beiden vorgenannten Schaltungsanordnungen gemäß der Figur 5 kombiniert und können je nach Bedarf des Anwenders mittels eines zweipoligen Umschalters 18 gewählt werden.
Anstelle des Photoelements 16 und der lichtemittierenden Diode 17 kann auch ein integrierter Optokoppler an das Photoelement 12 parallel angeschaltet sein. Der Reed— Schalter 10 kann beispielsweise auch durch eine Feldplatte ersetzt werden. Die Beleuchtung bzw. Nichtbeleuch— tung des Photoelements 16 durch die lichtemittierende Diode 17 kann anstelle des Schaltmittels 9, 10 auch auf mechanische Weise durch Fenster oder Blenden erfolgen, die den jeweiligen Nullimpulsmarken 4 je nach Bedarf zugeordnet und zweckmäßig vom Lichtstroin der Beleuchtungs— lampe für den Maßstab 1 beaufschlagt werden können. Der Widerstand 19 ist vorgesehen, um die Toleranzen des Photostromes des Photoelements 16 infolge Sattigungseffekts klein zu halten.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbei— spiel beschränkt, sondern es sind im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch andere Ausführungsformen denkbar. So können beispielsweise bei gekapselten inkrementalen Meßsystemen, wie sie aus dem deutschen Gebrauchsmuster 75 O^ O25 bekannt sind, die Magnete in dem den Maßstab gegen Umwelteinflüsse abschirmenden Hohlkörper angebracht sein.
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Claims (8)

  1. j&i-:a::i;-jö Η:.ι::>·::"λϊ: ο-λε:: 29. Kover.r::
    Ansprüche
    / 1.Ϊ Inkrementales Meßsystem mit einer entlang der Teilungs— spur eines Maßstabs vorgesehenen Reihe von Nullimpuls— marken, die bereits bei der Teilungsherstellung in zueinander festgelegten Abständen angebracht sind, an denen im Zusammenwirken mit einer Abtasteinheit reproduzierbare Impulse erzeugt werden, deren Lage zur Teilung des Gittermaßstabs absolut festgelegt ist und die Steuervorgänge im elektronischen Zähler des Meßsystems auslösen, wobei mindestens ein elektrisches Schaltmittel auf dem Maßstab selbst oder in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet ist, durch das eine oder mehrere Nullimpulsmarken ausgewählt und jeweils in Wirkzusammenhang mit dem Schaltmittel gebracht werden können nach Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 25 4-0 4-12.0-52), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a.) In der Abtasteinheit (2) ist ein Photoelement (12) an die beiden Eingänge einer Impulsformerstufe (14, 15) angeschlossen und tastet die Reihe der Nullimpuls— marken (4) ab;
    b.) an das Photoelement (12) ist ein Photoelement (16) parallel angeschaltet, das auf Veranlassung des Schaltmittels (9, 10) beleuchtet bzw. nicht beleuchtet wird.
  2. 2.) Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung des Photoelements (16) durch eine lichtemittierende Diode (17) erfolgt.
    — p —
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    ORIGINAL INSPECTED
  3. 3.) Inkrementales Meßsysten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an das Photoelenient (12) ein Optokoppler parallel angeschaltet ist.
  4. 4.) Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nullimpulsmarke (4), die beim Meßvorgang zur Wirkung bzw. nicht zur Wirkung gelangen soll, ein Magnet (9) zugeordnet ist, der beim Vorbei— bewegen der Abtasteinheit (2) einen darauf angebrachten elektrischen Schalter (10) ansteuert, der in Parallelschaltung bzw. Serienschaltung an die lichtemittierende Diode (17) angeschlossen ist.
  5. 5·) Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (10) an der Abtasteinheit (2) ein magnetisch betätigter Reed— Schalter ist.
  6. 6.) Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (10) an der Abtasteinheit (2) eine Feldplatte ist.
  7. 7·) Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (9) in Bewegungsrichtung der Abtasteinheit (2) einstellbar angebracht sind, so daß diese den jeweils benötigten bzw. nicht benötigten Nullimpulsmarken (4) zuordbar sind.
  8. 8.) Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Meßsystem, dessen Maßstab und Abtasteinheit zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse in einem biegesteifen Hohlkörper eingebracht sind, die den Nullimpulsmarken zugeordneten Magnete im vorgenannten Hohlkörper untergebracht sind.
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