线性编码器制造技术

本发明专利技术涉及线性编码器，具体而言，所述线性编码器具有安置在壳体中的标尺。为了位置测量使得扫描结构单元能够相对于所述标尺沿测量方向移位。所述扫描结构单元具有扫描头，所述扫描头布置成对置于所述标尺并且扫描所述标尺并且输出位置信息。所述扫描头布置在支架上，所述支架通过带动件固定在装配底座处，利用所述装配底座使得所述扫描结构单元能够固定在待测量的物体处。在所述支架或所述扫描头处设置有振动缓冲器，所述振动缓冲器抑制关于所述测量方向的横向波动。所述振动缓冲器通过组合缓冲器质量和弹性的元件来形成，其中，所述缓冲器质量通过所述弹性的元件固定在所述扫描结构单元的安置面处。

Linear encoder

The present invention relates to linear encoders, in particular, the linear encoder having a scale disposed in the housing. In order to position measurement, the scanning structural unit can shift along the measuring direction with respect to the ruler. The scanning structure unit has a scanning head arranged in pairs in a scale and scans the ruler and outputs position information. The scanning head is arranged on the bracket, and the support is fixed at the assembly base through the driving component, and the scanning structural unit can be fixed at the object to be measured by using the assembly base. A vibration buffer is provided at the bracket or the scanning head, which suppresses lateral fluctuations in the measuring direction. The vibration buffer is formed by combining a buffer mass and an elastic element, wherein the buffer mass is secured to the placement surface of the scanning structural unit by the elastic element.

【技术实现步骤摘要】
线性编码器
本专利技术涉及线性编码器，利用所述线性编码器实现准确的位置测量并且所述线性编码器适用于使用在机床处。
技术介绍
线性编码器的基本的结构例如由JP2007-040873A已知。所述线性编码器由在壳体之内的标尺和扫描结构单元构成。所述扫描结构单元包括扫描头以及由支架构成，所述扫描头为了扫描所述标尺而布置成对置于所述标尺并且能够沿测量方向相对于所述标尺移位，所述扫描头在所述壳体的内部中固定在所述支架处。所述扫描头本身通过在所述标尺处的引导元件来引导。所述支架通过带动件与布置在所述壳体之外的装配底座耦联。在所述支架和所述带动件之间设置有平衡联结件，所述平衡联结件将所述扫描头沿测量方向刚性地并且沿横向于所述测量方向的方向挠曲地耦联到所述带动件处。所述平衡联结件能够基于空隙（尤其在方向变换的情况下）在所述位置测量时引起错误。因此开发如下的线性编码器，其在没有这样的联结件的情况下应对并且在其中所述扫描头没有在所述标尺处来引导。这样的线性编码器在JP2014-182054A中描述。因为在所述支架和所述扫描头之间不存在平衡联结件，故没有联结件的转化误差会消极影响所述位置测量。在JP2006-147989A中描述了曝光装置，在其中使用由弹性的元件和缓冲器质量构成的振动缓冲器。在DE102008060839A1中描述转动式编码器，在其中在固定的壳体处在外部安置有振动缓冲器。所述振动缓冲器由弹性的元件构成，在所述弹性的元件处安置有缓冲器质量。
技术实现思路
所待解决的任务是提供如下的线性编码器，利用其来实现高精密的测量。利用本专利技术来避免测量误差并且实现稳定的测量。本专利技术的专利技术人已经发现，机械的振动（其从待测量的物体出发）传递至所述扫描头。通过所述带动件导致所述扫描头的振动加强并且这结果是出现测量误差。此外发现，如果出现共振现象，则甚至会导致所述带动件和所述扫描头的损伤。为了防止所述共振现象，也可以考虑如下的结构，在其中如根据JP2007-040873A那样在所述扫描头和所述测量物体之间插入有平衡的联结件，从而所述振动不被传递。可是由此如上面描述的那样所述测量准确度下降。由此本专利技术的专利技术人已经检验了各种用于抑制所述扫描头的振动的方法并且发现了，在此将动态的振动缓冲器布置在所述扫描头处或在所述扫描头附近是特别有效的。通过本专利技术的线性编码器能够提供线性编码器，由此尤其在高精密的测量的情况下防止无规律地出现测量误差并且实现稳定的测量。此外也实现，甚至在准备阶段就防止在形成所述线性编码器的结构元件中引起干扰的行为。据此，本专利技术包括如下的线性编码器，带有在壳体之内的标尺以及扫描结构单元，所述扫描结构单元能够沿测量方向相对于所述标尺移位并且具有下列构件:扫描头，其为了扫描所述标尺而对置于所述标尺地布置在所述壳体之内，支架，所述扫描头固定在所述支架处，带动件，所述支架通过所述带动件与布置在所述壳体之外的装配底座耦联。根据本专利技术，在所述支架处或在所述扫描头处布置有振动缓冲器，所述振动缓冲器抑制横向于所述测量方向的振动，其中，所述振动缓冲器由缓冲器质量和弹性的元件形成，并且其中，所述缓冲器质量借助于所述弹性的元件固定在所述支架的或所述扫描头的安置面处。所述振动缓冲器优选地受保护地布置在所述壳体之内。通过使得所述扫描头不在所述标尺处引导并且由此不与所述标尺接触（无接触），使得在所述扫描头和所述装配底座之间的连接能够在没有平衡联结件的情况下并且由此沿所有的方向相对刚性地实施，这提高了所述测量准确度。尤其为此使得所述带动件沿测量方向伸延地剑形地并且抗弯曲地构造。所述带动件沿垂直于所述测量方向伸延的第二方向实施成相对薄的，因为所述带动件在该区域中必须穿过所述壳体的开口并且穿过所述唇形密封件来引导。所述带动件的这种在横截面中构造成相对薄的区域引起横向振动的易发生性，所述横向振动应该利用本专利技术来缓冲。由此，所述弹性的元件以有利的方式如下地布置和构造，使得其释放所述缓冲器质量沿所述第二方向的运动。那么所述安置面为由所述测量方向和所述第二方向撑开的平面。如果所述弹性的元件为在所述支架和所述缓冲器质量之间的粘结材料层，则获得特别有利的结构。所述粘结材料能够基于丙烯酸并且能够通过其固有的粘结力固定在所述安置面处。如果所述振动缓冲器布置在所述支架处的如下部位处，所述部位关于所述扫描头沿测量方向纵向排列，则能够实现紧凑的结构。通过这样至少在所述扫描头附近提供所述动态的振动缓冲器来抑制具有所述扫描头的扫描结构单元的共振现象并且能够防止由过度的振动所引起的错误运行和损伤。作为应对措施，关于上面的点也能够考虑其它的多个解决可行方案：（1）通过在所述扫描头和所述带动件之间插入弹性的元件来吸收所述振动。然而如已经提及的那样对于实施高精密的测量而言不值得推荐的是，在所述扫描头和所述带动件之间布置有弹性的元件;（2）为了提高所述带动件的刚度也能够考虑厚的构造方案。可是为了以高的速度和高的加速度实施高精密的测量，期望的是，所述带动件的滑动阻力是尽可能小的。此外困难的是，所述带动件的横截面为了保证所述刚度而设计成足够大;（3）也能够考虑所述扫描头的轻量的构造方案。可是用于高精密地测量的扫描头通常需要带有集成的信号处理和监视。已经在其它的线性编码器中使用的现有的扫描头的使用通常还强制结构部件的标准化;（4）还可行的是，从所述测量物体传递的振动的共振点机械地移位。可是因为产生所述共振现象的振动频率取决于存在的测量物体、所述线性编码器的类型而是各种各样的，从而相应的匹配是不实际的。作为用于主动地防止振动的措施有效的是，使用动态的振动缓冲器。所述动态的振动缓冲器在本专利技术中通过组合缓冲器质量和弹性的元件来形成。能够用作缓冲器质量的是无机的材料如例如具有相对高的密度的金属、玻璃、陶瓷或类似物。尤其优选的是金属如铁、优质钢、铜、黄铜、铅、锡、钛、钨、钼或类似物或合金，为此使用所提及的金属中的两种或更多种。金属具有如下优点，即加工是容易的并且所述质量的调节是简单的。对于所述缓冲器质量的质量而言基本上不存在限制，足够的是，其与待抑制的或者说待减弱的共振特性相协调地调节到理想的质量。对于通常的扫描头，到1至100g以及优选地8至80g的范围上的调节是足够的。即使当减弱特性在一定的质量中被牺牲时，也需要的是，其具有如下的大小，使得其能够容纳在所述壳体中。所述形状也没有受限，可是通常的块形如例如六面体是优选的并且如下形状的构造方案是适宜的，在其中能够保证与所述弹性的元件的粘合面在整个面的1/10至1/6的范围中。为了使得所述缓冲器质量的振动运动变得容易，所述粘合面的面尺寸能够有意地设计得小或也可行的是，例如在侧面中形成阶形并且所述缓冲器质量的侧面区域的外周缘在所述粘合面附近如下实施，使得所述外周缘变得小。与所述缓冲器质量形成所述动态的振动缓冲器的所述弹性的元件也称为粘结的弹性的元件。虽然基本上不存在限制，但基于天然的或合成的弹性体的材料是优选的。因为给所述弹性的元件也赋予作为粘结的元件的功能，故所述弹性的元件自身作为粘结材料起作用并且所述缓冲器质量能够由此被固定。具体地，能够提出基于天然橡胶的粘结材料（为此给天然橡胶增加粘性引起物（Klebrigmacher））、基于硅酮的粘结材料、基于聚氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
线性编码器，带有在壳体（10）之内的标尺（6）；扫描结构单元（1），所述扫描结构单元能够沿测量方向（X）相对于所述标尺（6）移位，所述扫描结构单元包括扫描头（5），所述扫描头为了扫描所述标尺（6）而对置于所述标尺地布置在所述壳体（10）之内，以及，支架（4），所述扫描头（5）固定在所述支架（4）处，带动件（41），所述支架（4）通过所述带动件与布置在所述壳体（10）之外的装配底座（3）耦联，其特征在于，在所述支架（4）处或在所述扫描头（5）处布置有振动缓冲器（2），所述振动缓冲器抑制横向于所述测量方向（X）的振动，其中，所述振动缓冲器（2）由缓冲器质量（21）和弹性的元件（22）形成，并且其中，所述缓冲器质量（21）借助于所述弹性的元件（22）固定在所述支架（4）的或所述扫描头（5）的安置面（4a）处。

【技术特征摘要】
2016.01.07 JP 2016-0014371.线性编码器，带有在壳体（10）之内的标尺（6）；扫描结构单元（1），所述扫描结构单元能够沿测量方向（X）相对于所述标尺（6）移位，所述扫描结构单元包括扫描头（5），所述扫描头为了扫描所述标尺（6）而对置于所述标尺地布置在所述壳体（10）之内，以及，支架（4），所述扫描头（5）固定在所述支架（4）处，带动件（41），所述支架（4）通过所述带动件与布置在所述壳体（10）之外的装配底座（3）耦联，其特征在于，在所述支架（4）处或在所述扫描头（5）处布置有振动缓冲器（2），所述振动缓冲器抑制横向于所述测量方向（X）的振动，其中，所述振动缓冲器（2）由缓冲器质量（21）和弹性的元件（22）形成，并且其中，所述缓冲器质量（21）借助于所述弹性的元件（22）固定在所述支架（4）的或所述扫描头（5）的安置面（4a）处。2.根据权利要求1所述的线性编码器，其中，所述振动缓冲器（2）布置在所述壳体（10）之内。3.根据前述权利要求中任一项所述的线...

【专利技术属性】
技术研发人员：下田大介，元行胜己，渡边好雄，
申请(专利权)人：约翰内斯·海德汉博士有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE