JPH0360369B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、スケールが保持体に取り付けられ、
光電子走査装置が走査板と照明装置と感光受信機
とを持ち、この走査装置が、測定検出器を形成す
る係合片を介してスケールの縦方向に移動可能で
あり、スケールに従う走査方向を得るために補助
案内部が設けられ、係合片との結合部が測定方向
に対して直角に撓むことができるように構成され
ている長さ測定装置、特に包囲された長さ測定装
置に関する。

従来の技術 この種の構成はドイツ連邦共和国特許出願公告
第2349944号明細書および同第2510219号明細書か
ら公知である。測定が、スケール自体の経過によ
り予め決められた測定方向において行なわれるの
で、例えば工作機械の主軸と連結されている測定
検出器の横偏差により生ずる測定誤差が除去さ
れ、特に走査板がスケールから離れまたは走査板
とスケールとの間隔が変わることが防止されるよ
うにしなければならない。公知の長さ測定装置に
おいては走査板、照明装置および感光受信機が走
査装置の内部で大抵付加ハウジング内に収納され
る回定的装置になるように結合されており、この
走査装置と測定検出器との間に測定方向に対して
直角に撓むことができる結合部が設けられてい
る。この結合部は押圧ばねも持つており、この押
圧ばねが、摺動片あるいはローラを持つ走査装置
を、大抵互いに垂直になつている２つの案内面か
ら成る補助案内部に押し付ける。これらの補助案
内部のうち１つがスケール自体によつて形成され
る場合は、摺動片あるいはローラは走査板から比
較的大きい間隔を置いて走査装置に設けられなけ
ればならない。それによつて走査装置全体の正確
な案内しか実現されず、スケールに対する走査板
の正確な案内は実現されず、そして案内面の形成
のためにスケールを過度に広くすることが必要に
なる。検出器に移動可能に支持すべき走査装置
は、比較的大きい自重を持つている。したがつて
長さ測定装置を工作機械に取り付ける際に回避で
きないような振動あるいは衝撃が発生した場合に
も走査装置の摺動片あるいはローラを確実に補助
案内部に係合されるために、比較的大きく寸法設
定されたばねが必要である。したがつてこれの補
助案内部に対する大きな押圧部が生ずる。対象の
種類の公知の長さ測定装置の別の決定的な欠点
は、しばしば信号用の増幅器あるいはその他の処
理装置と同じに台板に取り付けられる照明装置お
よび感光受信機へ至る導線が、係合片に対する走
査装置の横移動を許容するように構成されなけれ
ばならないことにある。

他の課題の解決のために、すなわち測定の訂
正、例えばピツチ誤差の補償のための係合片に対
する走査装置の相対移動のために、走査装置を係
合片に対してスケールの縦方向に移動可能あるい
は傾斜可能に構成しかつ訂正案内部を設けること
は公知であり、この訂正案内部は大抵訂正異形断
面を持ち、この訂正異形断面が、上位にある測定
装置との比較測定の際に決められかつ走査器を介
して走査され、この走査器が走査装置を前進ある
いは後退または揺動させる。同様の構成がドイツ
連邦共和国特許出願公告第3208591号明細書およ
び同第3210962号明細書から公知である。ドイツ
連邦共和国特許出願公告第3210962号明細書によ
る揺動可能な構成において、走査板だけを揺動さ
せ、しかし走査装置の他の部分を揺動に関係なく
スケールの縦方向に案内することも公知である。
それにも拘らず、走査装置が所定の測定方向にお
いてスケールに従うようにしようとする場合は、
走査装置全体を再び上述のやり方で案内しかつ測
定検出器と結合しなければならない。原則とし
て、走査板の傾斜移動を可能にするために、その
走査板とスケールとの比較的大きい間隔の厳守が
必要であり、この間隔は傾斜する際少なくとも
個々の格子範囲において変動するので、信号ひず
みが発生し、これらの信号ひずみは再び補償され
なければならない。スケールに従う測定方向を保
証する場合は全構成が、すべての欠点が維持され
ている、冒頭に挙げた種類の長さ測定装置より高
価になる。ドイツ連邦共和国特許出願公告第
3208591号明細書による構成も同じ欠点を持つて
いる。この構成においては走査板が走査装置の他
の部分に対して、平行４辺形リンクを形成するば
ねに、この走査板自体に対して平行に移動可能に
案内され、この移動のために、ゲージを走査する
検出器が設けられあるいは移動が適当な制御信号
の発生により圧電式に行なわれる。この場合、開
示されていないことであるが、走査装置が必然的
にスケールに従うように案内される場合でも、走
査板の相対縦移動の際にこの板とスケールとの間
隔が変化するに至る。また強制的に走査板とスケ
ールとの大きい間隔を厳守しなければならない。

発明の目的 本発明の課題は、冒頭に挙げた種類の長さ測定
装置の全構成を簡単にしかつその際寿命および作
動確実性を高めることである。

目的を達成するための手段 この課題は、走査板だけが補助案内部で案内さ
れ、これらの補助案内部のうちの一方がスケール
自体であり、しかし走査装置の照明装置および感
光受信機が係合片に取り付けられ、測定方向に対
して直角に撓むことができる結合部が係合片と走
査板との間に設けられていることによつて解決さ
れる。

本発明は、特に、定間隔（間隙の大きさ）が保
証され、またはスケールから走査板が離れること
が確実に防止されかつ走査板がスケールに正確に
従う場合に、スケールに対する走査板の正確な案
内が重要であるという認識に基づいている。移動
中に測定検出器に従う照明装置と受信機との通常
小さい相対移動は、測定結果を誤伝する信号変化
を生ぜしめない。実際上、互いにピツチの数分の
１および全ピツチの任意の数だけずらされた、別
体の感光受信機および別体あるいは共通の照明装
置が付属する複数の走査格子を持つ走査板を使用
して増分スケールを走査する場合は、走査過程に
おいて、感光受信機の出力端に生ずる、大抵正弦
波に似た、互いに移相された信号の信号強度また
は直流電圧成分の変化が容易に補償可能になる。
この場合感光受信機および照明装置の導入線を、
検出器の構成要素を形成する構成部材に固定的に
組み付けることができる。比較的小さい自重を持
つ走査板だけがスケールに沿つて補助案内部に案
内され、その際小さい押圧力で充分である。押圧
装置および走査板の案内素子用に簡単な構造を選
ぶことができる。走査板自体はスケールで案内さ
れるから、間隙の大きさは一定であり、スケール
を公知の構造の場合より狭く構成することがで
き、かつ必要な作動確実性が保証される。基本構
造を維持しながら、走査ゲージなどに従う検出器
により走査板を走査装置の他の部分に対して縦移
動させることによつて訂正を行なうことができ、
この場合にも間隙の大きさが厳守されかつ走査が
スケールの縦方向に行なわれる。

補助案内部をスケール自体とスケールに対して
垂直に保持体が設けられた摺動面とから構成する
ことができ、この摺動面は締め付けられた金属帯
により形成され、この金属帯の経過は、間隔を置
いて取り付けられかつ保持体の中で案内される調
節ねじにより調節可能である。

簡単な構成によれば、走査板が摺動片によりス
ケールおよび摺動面に支持され、かつ案内面のな
す角度のピツチ面内で作用する共通の圧縮ばねを
介して走査装置の地の部分と結合されている。こ
の場合唯１つのばねが走査板の摺動片の両方の案
内面に係合させている。

実施例 本発明対象の実施例が図面に示されている。

長さ測定装置は、下方にスリツト２を持つ方形
管の形をした、大抵押出し成形異形材から成る保
持体１を持つており、この方形管の上側壁は必要
な曲げ強さを得るために非常に厚くされている。
実施例においては保持体１の空所３の中にガラス
スケール４が、一方の縁が溝５にはめ込まれかつ
そこにおいて弾性帯６、締付け片などによりその
位置で抜け止めされているように、取り付けられ
ている。スケール４の空所３の中へ突き出ている
主要部は測定ピツチ、例えば線格子から成る増分
ピツチを持つている。

測定すべき物体に対応した測定検出器は、例え
ば刃保持体と共に工作機械の主軸８上に案内され
る結合片７と、スリツト２を通される刀状片９と
空所３の中に収納された、測定車とも称せられる
走査装置１０とを持つている。部分７，９，１０
は互いに固定的に結合されている。刀状片９は、
防塵に役立つ密封唇片の間にあるスリツト２に係
合するので、スケール４および走査装置１０は空
所３の中に包まれている。

測定車１０に、発光ダイオード１２を持つ台板
１１およびフオトトランジスタ１４を持つ台板１
３が互いに対向してねじ１５によつて取り付けら
れている。各ダイオード１２にトランジスタ１４
が間隔を置いて対向している。ダイオード１２と
トランジスタ１４との間にスケール４および走査
板１６が存在する。走査板１６は、互いにずらさ
れかつダイオード−トランジスタ対１２，１４に
対応した読取り区域を持つており、それぞれのダ
イオード１２がスケール４と走査板１６の付属の
読取り区域とを通つて付属のフオトトランジスタ
１４を照らす。フオトトランジスタの照度はスケ
ール４に対する走査板１６の読取り区域の相対位
置の変化と共に変化するので、トランジスタの出
力端に、照度および相対移動に応じて変化する信
号が発生し、これらの信号が評価装置へ供給さ
れ、この評価装置が、互いに移送された信号から
スケールに対する測定車１０の移動方向を弁別し
かつ全信号列、例えば信号列の零点通過の計数に
よりかつ（あるいは）電子的細分あるいは補間計
算によつて、基準ピツチにより与えられるスケー
ルのそれ以上の細分を行ない、かつ必要の場合に
は計算機により出力信号を発生させ、これらの出
力信号が測定結果として表示されあるいは（か
つ）工作機械の制御装置へ供給される。

走査板１６はプラスチツク摺動片１８ａにより
スケール４の対応する側に支持されている。さら
に走査板１６は、走査区域をあけておく保持体１
７と結合されており、この保持体は、上面に設け
られた摺動片１８ａにより鋼帯１８に支持されて
おり、この鋼帯は上方において溝５の側で管空所
３の中にはめ込まれかつ縦方向に締め付けられて
いる。スケール４の走査板１６に向いた面および
鋼帯１８の下方に向いた面が、走査板１６の摺動
片１８ａの案内面を形成している。走査装置の他
の部分を含む測定車１０にばね１９がはまつてお
り、このばねが端部に玉２０を持ち、この玉が遊
隙なしに保持体１７の凹所に係合する。ばね１９
は初応力をかけられかつほぼ対角線方向に、上述
の両案内面により形成された縁に向かつて押圧す
る。それによつてばね１９は玉２０により走査板
１６を付属の案内部４，１８に係合させている。
これらの案内部および走査板１５に移動方向に対
して測定車１０したがつてまた検出器全体７，
９，１０の高さ方向および側方への移動が可能で
ある。

帯１８により形成された案内面の経過を正確に
決めるために、保持体１に間隔を置いてねじ穴２
２が設けられており、これらのねじ穴の中で、ウ
オームねじとして構成されかつ帯１８に向かつて
接近可能な調節ねじ２３が案内されている。

本発明の範囲を逸脱することなしに構造上の変
更が可能であることは勿論のことであり、特に、
走査板、照明装置および感光受信機が同じスケー
ル面に配置され、かつ受信機が、スケールピツチ
から走査板を通つて反射される光を受けまたはス
ケールが裏側で反射しかつ受信機および光源がス
ケールに対して直角方向にずらされている、入射
光方式で動作する走査装置においても、適当な構
造を実現することができる。案内面、係合片およ
び押圧ばねを、図示されたものと別様に構成する
ことができる。走査板１６をスケールの縦方向に
測定車１０に対して相対可能に設けかつ調整装置
を設けることができ、この調整装置はこのような
相対移動を訂正異形断面に関係して行なう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による長さ測定装置の正面図、
第２図は第１図による長さ測定装置の側面図であ
る。 １……保持体、４……スケール、７……結合
片、８……主軸、９……刀状片、１０……走査装
置、１１，１３……台板、１２……発光ダイオー
ド、１４……フオトトランジスタ、１６……走査
板、１８……鋼帯、１９……ばね、２０……玉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スケール４が保持体１に取り付けられ、光電
   子走査装置が走査板１６と照明装置１１，１２と
   感光受信機１３，１４とを持ち、この走査装置
   が、測定検出器を形成する係合片７，８，９を介
   してスケール４の縦方向に移動可能であり、スケ
   ールに従う走査方向を得るために補助案内部４，
   １８が設けられ、係合片との結合部が測定方向に
   対して直角に撓むことができるように構成されて
   いる長さ測定装置において、走査板１６だけが補
   助案内部４，１８で案内され、これらの補助案内
   部のうちの一方がスケール４自体であり、しかし
   走査装置の照明装置１１，１２および感光受信機
   １３，１４が係合片７，９，１０に取り付けら
   れ、測定方向に対して直角に撓むことができる結
   合部１９，２０，２１が係合片７，９，１０と走
   査板１６との間に設けられていることを特徴とす
   る、長さ測定装置。 ２ 補助案内部４，１８がスケール４自体とスケ
   ールに対し垂直に保持体１に設けられた摺動面１
   ８とから成り、この摺動面が、締め付けられた金
   属帯１８により形成され、この金属帯の経過が、
   間隔を置いて取り付けられかつ保持体の中で案内
   される調節ねじ２３により調節可能であることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の長さ
   測定装置。 ３ 走査板１６が摺動片１８ａによりスケール４
   およひ摺動面１８に支持され、かつ案内面４，１
   ８のなす角度のピツチ面内で作用する共通の圧縮
   ばね１９を介して走査装置の他の部分１０と結合
   されていることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項および第２項のうち１つに記載の長さ測定装
   置。