JPH0244366B2 - - Google Patents
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- JPH0244366B2 JPH0244366B2 JP58005408A JP540883A JPH0244366B2 JP H0244366 B2 JPH0244366 B2 JP H0244366B2 JP 58005408 A JP58005408 A JP 58005408A JP 540883 A JP540883 A JP 540883A JP H0244366 B2 JPH0244366 B2 JP H0244366B2
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- Japan
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- scale
- scanning unit
- guide
- measuring
- flat
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34746—Linear encoders
- G01D5/34753—Carriages; Driving or coupling means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
- G01B5/0009—Guiding surfaces; Arrangements compensating for non-linearity there-of
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特許請求の範囲第１項上部概念に記
載した如き、２つの対象物の相対位置を測定する
測長機に関する。
載した如き、２つの対象物の相対位置を測定する
測長機に関する。
測長すべき対象物の案内とは関係がない、別の
補助的案内上を推移可能になつている走査単位を
有する上記した種類の測長機では、走査単位が測
定すべき対象物又は該対象物に取り付けられた連
行体に関節結合することが必要である。
補助的案内上を推移可能になつている走査単位を
有する上記した種類の測長機では、走査単位が測
定すべき対象物又は該対象物に取り付けられた連
行体に関節結合することが必要である。
尺度目盛りを走査する時、若し補助的案内が測
定すべき対象物の案内に対して平行でなくそし
て／または補助的案内と尺度の目盛りの中心線と
の間に方向の変化がある時、上記関節結合は測定
誤差を惹起する。
定すべき対象物の案内に対して平行でなくそし
て／または補助的案内と尺度の目盛りの中心線と
の間に方向の変化がある時、上記関節結合は測定
誤差を惹起する。
補助的案内と目盛りの中心線との間に方向の変
化がある時の誤差（方向誤差）は、走査単位を、
尺度の中立線内で、対象物又は連行体に関節結合
することによつて、無視することができる程度に
僅かなものにすることができる。ここで中立線と
は中立面と、中立面に垂直に測定方向に走行して
いる、目盛りの中心線を含む平面との交叉線であ
る。
化がある時の誤差（方向誤差）は、走査単位を、
尺度の中立線内で、対象物又は連行体に関節結合
することによつて、無視することができる程度に
僅かなものにすることができる。ここで中立線と
は中立面と、中立面に垂直に測定方向に走行して
いる、目盛りの中心線を含む平面との交叉線であ
る。
補助的案内と測定すべき対象物の案内とが平行
でないために惹起される測定誤差は、連結部分
が、走査単位と連行体又は対象物との間の測定方
向に直角な方向の相対運動を、それ自体の長さを
変化することなく許す様に形成されている場合に
のみ無視することができる程度に僅かなものにす
ることができる。
でないために惹起される測定誤差は、連結部分
が、走査単位と連行体又は対象物との間の測定方
向に直角な方向の相対運動を、それ自体の長さを
変化することなく許す様に形成されている場合に
のみ無視することができる程度に僅かなものにす
ることができる。
西ドイツ国特許第2810341号明細書には測長機
が記載されており、この測長機では走査単位は、
１本の針金の形状の、測定方向に剛性を有する連
結要素を介して、尺度の中立線の近くで連行体に
関節結合されている。測定すべき対象物の案内と
補助的案内が平行でないため、針金の方向が変化
し、従つて測定方向における針金の長さの変化が
惹起されることによつて測定誤差が発生する。更
に針金は中立線上にないために方向誤差も測定誤
差に含まれることになる。
が記載されており、この測長機では走査単位は、
１本の針金の形状の、測定方向に剛性を有する連
結要素を介して、尺度の中立線の近くで連行体に
関節結合されている。測定すべき対象物の案内と
補助的案内が平行でないため、針金の方向が変化
し、従つて測定方向における針金の長さの変化が
惹起されることによつて測定誤差が発生する。更
に針金は中立線上にないために方向誤差も測定誤
差に含まれることになる。
西ドイツ国特許公開第2505586号公報では、走
査単位が前同様、測定方向に剛性を有する針金を
介して連行体に関節結合されており、それと同時
にこの針金は、走査単位を補助的案内に圧接する
作用を持つている。この針金も、平行でない運動
の場合には、走査単位と連行体との間の距離を変
化させ、そして方向が変化する運動の場合には、
回転軸が前同様に中立線上に位置しない。従つて
平行でない運動による測定誤差および方向誤差を
避けられない。
査単位が前同様、測定方向に剛性を有する針金を
介して連行体に関節結合されており、それと同時
にこの針金は、走査単位を補助的案内に圧接する
作用を持つている。この針金も、平行でない運動
の場合には、走査単位と連行体との間の距離を変
化させ、そして方向が変化する運動の場合には、
回転軸が前同様に中立線上に位置しない。従つて
平行でない運動による測定誤差および方向誤差を
避けられない。
西ドイツ国特許第2611459号明細書には測長機
が記載されており、この測長機では走査単位は連
結装置を介して関節的に連行体に結合されてい
る。結合部分は走査単位の平らな面から成り、こ
の面は連行体の球面とばねの作用で絶えず接触状
態にある。この結合では結合点は尺度の中立線か
ら外れた所にあり、この際中立線から結合点まで
の距離は、補助的案内と対象物の案内の平行の変
化の影響を受け、斯くして方向誤差による測定誤
差が発生する。
が記載されており、この測長機では走査単位は連
結装置を介して関節的に連行体に結合されてい
る。結合部分は走査単位の平らな面から成り、こ
の面は連行体の球面とばねの作用で絶えず接触状
態にある。この結合では結合点は尺度の中立線か
ら外れた所にあり、この際中立線から結合点まで
の距離は、補助的案内と対象物の案内の平行の変
化の影響を受け、斯くして方向誤差による測定誤
差が発生する。
西ドイツ国特許第2219624公報は測定装置に関
するものであり、該装置では走査単位は、測定方
向において剛性を有する針金を介して連行体に関
節結合されており、該針金は関節四辺形と結合
し、該関節四辺形の瞬間的極点が中立線上に位置
している。この連結により方向誤差による測定誤
差は避けられるけれども、平行でないために針金
の方向が変化することにより惹起される測定誤差
は避けられない。
するものであり、該装置では走査単位は、測定方
向において剛性を有する針金を介して連行体に関
節結合されており、該針金は関節四辺形と結合
し、該関節四辺形の瞬間的極点が中立線上に位置
している。この連結により方向誤差による測定誤
差は避けられるけれども、平行でないために針金
の方向が変化することにより惹起される測定誤差
は避けられない。
西ドイツ特許第2510219号明細書記載の測長機
では、走査単位を連行体に関節結合するのは、一
方では、板ばねにより尺度の中立面の高さで実施
されており、他方では、別の板ばねにより、中立
線を含む上記中立面に垂直な面内で実施されてい
る。この様な連結により、方向誤差による測定誤
差は前同様に取り除かれるが、平行でないために
板ばねの方向が変化することにより惹起される測
定誤差は取り除かれない。
では、走査単位を連行体に関節結合するのは、一
方では、板ばねにより尺度の中立面の高さで実施
されており、他方では、別の板ばねにより、中立
線を含む上記中立面に垂直な面内で実施されてい
る。この様な連結により、方向誤差による測定誤
差は前同様に取り除かれるが、平行でないために
板ばねの方向が変化することにより惹起される測
定誤差は取り除かれない。
本発明の目的は冒頭に述べた如き種類の測長機
において、走査単位を、測定すべき対象物又は該
対象物に取り付けられている連行体に、測定誤差
が発生しない様に結合することを提案することで
ある。
において、走査単位を、測定すべき対象物又は該
対象物に取り付けられている連行体に、測定誤差
が発生しない様に結合することを提案することで
ある。
上記の目的は本発明により、特許請求の範囲第
１項に記載した特徴ある構成により達成される。
１項に記載した特徴ある構成により達成される。
本発明により得られる効果は特に、補助的な案
内上を推移可能に導かれている走査単位の場合、
簡単な手段で実施される。本発明により提案され
た結合により、目盛り面が尺度の中立面の外側に
位置する場合でも、補助的案内および対象物案内
の案内精度を高めることなく、測定精度を増大さ
せることが可能であることである。
内上を推移可能に導かれている走査単位の場合、
簡単な手段で実施される。本発明により提案され
た結合により、目盛り面が尺度の中立面の外側に
位置する場合でも、補助的案内および対象物案内
の案内精度を高めることなく、測定精度を増大さ
せることが可能であることである。
本発明の特徴ある形成が実施態様項に示されて
いる。
いる。
本発明の実施例が添附図に示されそして次の記
述において詳細に説明される。
述において詳細に説明される。
第１ａ，１ｂ図によれば測長機のケース１がね
じ２により、図示されていない工作機械のベツド
３に固着されている。中空ケース１の内面には接
着剤層４により尺度５が取り付けられ、該尺度の
目盛りは走査単位６によつて走査され、該走査単
位は、図示されていないが、照明装置と光電要素
とを所有している。走査単位６はローラー７を介
して、尺度５の目盛り面Ｔ上に支えられそしてロ
ーラー８を介して、ケース１の案内面９に支えら
れており、これらの面は走査単位６の補助的案内
を形成している。工作機械の往復台１０には、任
意の態様で、連行体１２を有する組付台１１が固
着されており、該連行体は走査単位６と連結要素
を介して結合している。他の部分は完全に閉鎖さ
れているケース１の開口１３は汚染が侵入するの
を避けるため気密唇１４で閉鎖され、この気密唇
は連行体１２の、断面刀身状の中間片１５に接触
している。
じ２により、図示されていない工作機械のベツド
３に固着されている。中空ケース１の内面には接
着剤層４により尺度５が取り付けられ、該尺度の
目盛りは走査単位６によつて走査され、該走査単
位は、図示されていないが、照明装置と光電要素
とを所有している。走査単位６はローラー７を介
して、尺度５の目盛り面Ｔ上に支えられそしてロ
ーラー８を介して、ケース１の案内面９に支えら
れており、これらの面は走査単位６の補助的案内
を形成している。工作機械の往復台１０には、任
意の態様で、連行体１２を有する組付台１１が固
着されており、該連行体は走査単位６と連結要素
を介して結合している。他の部分は完全に閉鎖さ
れているケース１の開口１３は汚染が侵入するの
を避けるため気密唇１４で閉鎖され、この気密唇
は連行体１２の、断面刀身状の中間片１５に接触
している。
走査単位６と連行体１２との間の連結部分は、
本発明により、走査単位６の補助案内と往復台１
０の案内との間の不平行を補正するため、磁力に
より相互に結合された２枚の平らな板１６，１７
から形成されている測定方向に交叉する方向の案
内装置から成り立つており、この案内装置は、測
定方向に対してほぼ直角な平面内で連結部分の２
次元的な並進運動を可能ならしめており、この際
板１７は連行体１２に結合している。補助的案内
上の走査単位６が案内される方向と目盛り面Ｔ内
の尺度５の目盛りの中心線との間の方向誤差およ
び走査単位６が案内される方向と目盛り面Ｔに直
角な面内における尺度５の目盛りの中心線との間
の方向誤差を補正するため、２枚の板ばねの形状
の２つの関節１８，１９が設けられており、これ
らの板ばねは板２０により相互に結合されてい
る。板ばね１８は走査単位６に結合されその板ば
ねの面は尺度５の中立面Ｎの高さに合致してお
り、他方の板ばね１９は板１６と結合しそしてそ
の板ばねの面は尺度の中立面Ｎに垂直で尺度５の
目盛りの中心線を含んでいる。即ち板ばね１９の
面は中立面と尺度５の中立線で交叉している。
本発明により、走査単位６の補助案内と往復台１
０の案内との間の不平行を補正するため、磁力に
より相互に結合された２枚の平らな板１６，１７
から形成されている測定方向に交叉する方向の案
内装置から成り立つており、この案内装置は、測
定方向に対してほぼ直角な平面内で連結部分の２
次元的な並進運動を可能ならしめており、この際
板１７は連行体１２に結合している。補助的案内
上の走査単位６が案内される方向と目盛り面Ｔ内
の尺度５の目盛りの中心線との間の方向誤差およ
び走査単位６が案内される方向と目盛り面Ｔに直
角な面内における尺度５の目盛りの中心線との間
の方向誤差を補正するため、２枚の板ばねの形状
の２つの関節１８，１９が設けられており、これ
らの板ばねは板２０により相互に結合されてい
る。板ばね１８は走査単位６に結合されその板ば
ねの面は尺度５の中立面Ｎの高さに合致してお
り、他方の板ばね１９は板１６と結合しそしてそ
の板ばねの面は尺度の中立面Ｎに垂直で尺度５の
目盛りの中心線を含んでいる。即ち板ばね１９の
面は中立面と尺度５の中立線で交叉している。
第２図には、走査単位６′と連行体１２′の間の
前同様な連結の別の実施例が示されている。板ば
ね２１の平面が、尺度５′の中立面の高さにおい
て、一方では走査単位６′に連結しそして他方で
は測定方向に対して直角に位置し硬い金属から成
る平らな板２２に連結し、この平らな板はばね２
３により、連行体１２′の２個の球面２４と絶え
ず接触している。これらの球面２４は、尺度５′
の中立面N′に垂直で、中立線を通る平面内に位
置する。接触する球面２４を備えた板２２は、連
結部分が測定方向に対してほぼ直角な平面内での
２次元的な並進運動を行うことを可能ならしめ、
斯くして不平行による誤差を補正し、そして、測
定方向に対して直角に位置し、尺度５′の中立面
N′に対して垂直に位置する回転軸のまわりの回
転運動を行うことを可能ならしめ、中立面N′内
に位置し測定方向に対し直角に位置する回転軸の
まわりの板ばね２１の回転運動と一緒になつて方
向誤差を補正することを可能ならしめている。
前同様な連結の別の実施例が示されている。板ば
ね２１の平面が、尺度５′の中立面の高さにおい
て、一方では走査単位６′に連結しそして他方で
は測定方向に対して直角に位置し硬い金属から成
る平らな板２２に連結し、この平らな板はばね２
３により、連行体１２′の２個の球面２４と絶え
ず接触している。これらの球面２４は、尺度５′
の中立面N′に垂直で、中立線を通る平面内に位
置する。接触する球面２４を備えた板２２は、連
結部分が測定方向に対してほぼ直角な平面内での
２次元的な並進運動を行うことを可能ならしめ、
斯くして不平行による誤差を補正し、そして、測
定方向に対して直角に位置し、尺度５′の中立面
N′に対して垂直に位置する回転軸のまわりの回
転運動を行うことを可能ならしめ、中立面N′内
に位置し測定方向に対し直角に位置する回転軸の
まわりの板ばね２１の回転運動と一緒になつて方
向誤差を補正することを可能ならしめている。
２つの回転自由度を有する回転継手は３次元的
な回転継手により、特に短かい針金によつて形成
することも可能であり、該針金の長さは角運動の
みが可能な長さを有している。２つの板１６，１
７の少くとも一方は合成材料と結合した磁性材料
から成り立つている。２つの板１６，１７は、図
示されていない方法によつて、ばねの力で接触さ
せられていることも可能である。
な回転継手により、特に短かい針金によつて形成
することも可能であり、該針金の長さは角運動の
みが可能な長さを有している。２つの板１６，１
７の少くとも一方は合成材料と結合した磁性材料
から成り立つている。２つの板１６，１７は、図
示されていない方法によつて、ばねの力で接触さ
せられていることも可能である。
平らな板２２も合成材料と結合した磁性材料か
ら成り立つことが可能であり、斯くして板２２お
よび鋼材から成る球面２４も磁力によつて絶えず
接触させられる。更に板ばね１８，１９は、板１
６，２０および走査単位６とそして板ばね２１は
板２２と走査単位６′と一体にそして同一材料で
形成されることが可能である。板ばね１８，１９
の位置は相互に置き違えることが可能である。
ら成り立つことが可能であり、斯くして板２２お
よび鋼材から成る球面２４も磁力によつて絶えず
接触させられる。更に板ばね１８，１９は、板１
６，２０および走査単位６とそして板ばね２１は
板２２と走査単位６′と一体にそして同一材料で
形成されることが可能である。板ばね１８，１９
の位置は相互に置き違えることが可能である。
第１ａ，１ｂ図は連結部分の第一の実施形態を
有する測長器、第２図は本発明による連結部分の
別の実施形態を示す略図である。図において、 ５，５′……尺度、６，６′……走査単位、１０
……往復台、１２，１２′……連行体、１６，１
７，２０，２２……平らな板、１８，１９，２１
……板ばね、２４……球面、N′……中立面であ
る。
有する測長器、第２図は本発明による連結部分の
別の実施形態を示す略図である。図において、 ５，５′……尺度、６，６′……走査単位、１０
……往復台、１２，１２′……連行体、１６，１
７，２０，２２……平らな板、１８，１９，２１
……板ばね、２４……球面、N′……中立面であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １つの尺度が１つの対象物に取りつけられそ
してこの尺度の目盛りが、別の対象物又はこの対
象物に取りつけられた連行体に、測定方向におい
て剛性を有する連結部分を介して関節結合しそし
て測定すべき対象物の案内とは関係がない別の補
助案内上を推移可能になつている走査単位により
走査される、２つの対象物の相対位置を測定する
測長機において、走査単位６，６′および測定す
べき対象物１０又はこの対象物に取りつけられた
連行体１２，１２′の間の連結部分は、補助案内
と目盛りの中心線との間の方向の変化によつて発
生する方向誤差を補正するため、測定方向に対し
直角な２つの回転自由度を有し相互に直交する２
つの回転軸が尺度５の中立線に接している回転継
手および／または補助案内と測定すべき対象物１
０の案内との間の不平行を補正するため、測定方
向に対し直角な２つの並進運動自由度を有する直
線状案内を有することを特徴とする測長装置。 ２ ２つの自由回転度を有する回転継手は２つの
平らな回転関節１８，１９により形成され、それ
らの相互に直角に位置する回転軸は尺度５の中立
線に接していることを特徴とする、特許請求の範
囲第１項記載の装置。 ３ 平らな回転関節１８，１９はそれぞれ１枚の
板ばねにより形成されていることを特徴とする、
特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ ２つの自由回転度を有する回転継手は３次元
的な回転継手により形成されていることを特徴と
する、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５ ３次元的な回転継手は１本の針金から成り、
その針金の長さは、角運動のみが可能な長さを有
していることを特徴とする、特許請求の範囲第４
項記載の装置。 ６ ２つの並進運動自由度を有する直線状案内
は、磁力又はばねの力により相互に接触してる平
らな板１６，１７から成り立つていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ７ 平らな板１６，１７の少なくとも１つが合成
材料と結合した磁性材料から成り立つていること
を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８ 平らな回転関節の１つが直線状案内の１つの
構成部材となつていることを特徴とする、特許請
求の範囲第１項または第２項記載の装置。 ９ １つの板ばね２１の平面が尺度５′の中立面
N′の高さにおいて、走査単位６′と測定方向に対
して直角に位置する平らな板２２に連結し、この
平らな板は連行体１２′の２個の球面２４と絶え
ず接触し、これらの球面は尺度５′の中立面N′に
垂直で中立線を通る平面内に位置することを特徴
とする、特許請求の範囲第１項又は第８項記載の
装置。 １０ 板２２は硬い金属から成りそして球面２４
は鋼から成り立つていることを特徴とする、特許
請求の範囲第９項記載の装置。 １１ 板２２および球面２４は磁力又はばねの力
により絶えず接触していることを特徴とする、特
許請求の範囲第９項記載の装置。 １２ 板ばね１８，１９は平らな板１６，２０お
よび走査単位６と一体に同一材料で一緒に形成さ
れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項又は第３項記載の装置。 １３ 板ばね２１は平らな板２２および走査単位
６′と一体に同一材料で一緒に形成されているこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第１項又は第９
項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3201887A DE3201887C2 (de) | 1982-01-22 | 1982-01-22 | Längenmeßeinrichtung |
| DE3201887.8 | 1982-01-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129309A JPS58129309A (ja) | 1983-08-02 |
| JPH0244366B2 true JPH0244366B2 (ja) | 1990-10-03 |
Family
ID=6153627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58005408A Granted JPS58129309A (ja) | 1982-01-22 | 1983-01-18 | 測長機 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4492032A (ja) |
| EP (1) | EP0084624B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58129309A (ja) |
| AT (1) | ATE32948T1 (ja) |
| BR (1) | BR8300140A (ja) |
| DE (1) | DE3201887C2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3334398C1 (de) * | 1983-09-23 | 1984-11-22 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Messeinrichtung |
| JPH0612255B2 (ja) * | 1984-05-22 | 1994-02-16 | 株式会社ミツトヨ | 直線型変位測定装置 |
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