长度测量装置制造方法及图纸

一种长度测量装置包括刻度尺（12）、用于对所述刻度尺（12）的测量分度（14）进行扫描的扫描车（16）和包括耦合元件（22）的接合器（20）。所述耦合元件（22）通过固体铰链（30）被固定在带动件（26）上。所述固体铰链（30）被构造用于以能围绕着第一旋转轴线（R1）相对于带动件（26）自由旋转的方式承载着所述耦合元件（22），所述第一旋转轴线（R1）垂直于所述测量分度（14）的平面（S）来伸展。所述耦合元件（22）具有与钢相比更小的密度和/或与钢相比更大的弹性模量。更小的密度和/或与钢相比更大的弹性模量。更小的密度和/或与钢相比更大的弹性模量。

Length measuring device

【技术实现步骤摘要】
长度测量装置


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的长度测量装置。

技术介绍

[0002]这样的长度测量装置用于测量长度和位移并且尤其是在加工机床中用于测量刀具相对于有待加工的工件的相对运动，在坐标测量机中并且也越来越多地在半导体工业中使用。
[0003]EP 3 228 993 A1 公开了一种长度测量装置，该长度测量装置包括刻度尺和对刻度尺进行扫描的扫描车。该扫描车借助于接合器沿着测量方向是刚性的，否则可运动地被固定在带动件上。该接合器包括沿着测量方向伸展的连接元件，该连接元件可旋转地在第一铰链接合处被支承在扫描车上并且在第二铰链接合处被支承在带动件上。在该连接元件与该带动件之间设置有第一弹簧器件，该第一弹簧器件将压紧力施加到扫描车上并且压紧到导引面上。此外，在该连接元件与该扫描车之间设置有第二弹簧器件，该第二弹簧器件将压紧力施加到扫描车上并且同样压紧到导引面上。该第一弹簧器件以沿着测量方向与第二弹簧器件隔开的方式来布置。
[0004]由EP 2 037 230 B1、EP 1 180 662 B1和DE 36 24 485 A1已知其它带有接合器的长度测量装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的任务在于，说明一种长度测量装置，该长度测量装置容易地且紧凑地构造并且用该长度测量装置实现精确的位置测量。
[0006]根据本专利技术，该任务通过一种具有权利要求1的特征的长度测量装置来解决。
[0007]按本专利技术构成的长度测量装置包括：沿着测量方向纵向延伸的支架，该支架具有布置在其上的刻度尺；用于对该刻度尺的测量分度进行扫描的扫描车，其中该扫描车在至少一个导引面上沿着测量方向得到纵向导引；以及接合器，通过该接合器该扫描车沿着测量方向刚性地并且横向于该测量方向柔性地被耦合到带动件上。该接合器包括耦合元件，该耦合元件布置在该扫描车上的第一耦合部位与该带动件上的第二耦合部位之间。该耦合元件在第二耦合部位处通过固体铰链被固定在带动件上。该固体铰链被构造用于以能围绕着第一旋转轴线相对于带动件自由旋转的方式承载着该耦合元件，该第一旋转轴线垂直于测量分度的平面来伸展。该耦合元件具有与钢相比更小的密度和/或与钢相比更大的弹性模量。
[0008]例如，该耦合元件具有处于钢的密度的10至80%的范围内、20至70%的范围内或25至65%的范围内的密度。
[0009]例如，该耦合元件具有处于100至500 GPa的范围内、160至440 GPa的范围内或250至350 GPa的范围内的弹性模量。
[0010]有利的是，该接合器包括球，如果该耦合元件包括用于接纳球的接纳区域并且如
果该接纳区域没有止挡销和/或用于球支承件的销并且如此构成，使得该球能够沿着垂直于测量方向的方向运动，则该耦合元件就通过该球在第一耦合部位处被耦合到扫描车上。
[0011]此外，有利的是，该接合器包括板形元件，以用于将固体铰链与耦合元件连接起来，并且该耦合元件具有多个栓形元件，这些栓形元件至少部分地延伸穿过板形元件的分别所分配的开口。
[0012]优选的是，该耦合元件大部分或完全由陶瓷构成。
[0013]作为替代方案，该耦合元件能够大部分或全部由碳纤维增强塑料（CFK）制成。
[0014]该固体铰链尤其是板簧。
[0015]通过本专利技术，一方面实现了相对大的固有刚度，并且另一方面实现了该耦合元件的相对小的质量。由此，该系统的固有频率的频带的位置能够显著地朝向较高的频率的方向移动。这又能够实现该长度测量装置的相对于现有技术得到改进的频率特性。除此以外，能够放弃用于实现该接合器的（附加的）质量弹簧系统，该质量弹簧系统的固有频率导致在特定的频带中的测量精度的显著变差。由此，一方面实现了简单而紧凑的结构，并且另一方面实现了精确的位置测量。
[0016]本专利技术的有利的设计方案由从属权利要求获知。
附图说明
[0017]借助于下面对本专利技术的可能的实施例所作的描述结合附图来解释本专利技术的其它细节和优点。
[0018]图1示出了按照一种实施例的长度测量装置的侧视图；图2示出了按照图1的长度测量装置的在耦合元件的区域中的横截面；图3示出了按照图1的长度测量装置的耦合元件的侧视图；图4示出了按照图1的长度测量装置的耦合元件的另一侧视图，以用于图解说明固体铰链与耦合元件的连接；图5示出了按照1的长度测量装置的耦合元件的透视图；图6示出了按照现有技术的长度测量装置的耦合元件的侧视图；图7示出了按照现有技术的长度测量装置的耦合元件的另一侧视图，以用于图解说明固体铰链与耦合元件的连接；并且图8示出了按照现有技术的长度测量装置的耦合元件的透视图，该耦合元件具有用于止挡销和球支承件的销。
具体实施方式
[0019]相同的元件或功能相同的元件在附图中设有相同的附图标记。
[0020]下面借助于图1至5来解释一种实施例。图6至8示出了已知的长度测量装置的组件（元件）。按照本实施例的长度测量装置用于测量两个能够沿着测量方向X相对于彼此移动的物体的相对位置。为了进行位置测量，将该长度测量装置的刻度尺12固定在这些物体之一上，并且将该长度测量装置的扫描车16固定在这些物体中的另一个物体上。在此，该刻度尺12由能够相对于该刻度尺12沿着测量方向X运动的扫描车16来扫描。该长度测量装置具有沿着测量方向X纵向延伸的支架10。该刻度尺12具有测量分度14，其由该扫描车16扫描。
为此，该扫描车16包括照明单元，该照明单元发出光束，该光束由测量分度14根据位置来调制并且最后射到该扫描车16的光敏的扫描传感器上。该扫描车16的照明单元和扫描传感器在附图中未示出。
[0021]该刻度尺12布置在支架10上。如在图2中所示，该支架10是空心型材，在该空心型材中以受保护的方式安置了该刻度尺12和扫描车16。在此，该刻度尺12以已知的方式、例如通过粘接或夹紧与支架10相连接。作为空心型材来构造的支架10沿着其纵向方向具有沿着测量方向X伸展的缝隙，该缝隙通过屋顶状倾斜的密封唇11来封闭，带动件26以剑形的中间件28.1穿过该密封唇。该带动件26具有安装区域28.2，该带动件能够用该安装区域固定在有待测量的物体之一上、例如固定在机床的滑座上。
[0022]该扫描车16为了沿着刻度尺12进行精确的平行导引而在该刻度尺上并且/或者在该支架10上得到导引。该扫描车16在所示出的实施例中为此通过导引元件支撑在多个导引面18.1至18.3上。该导引面18.1至18.3通过被固定在支架10上的导引带来形成。该导引面18.2、18.3平行于测量分度14的平面S来定向。该导引面18.1垂直于这个平面S来定向。该导引元件能够是滑动元件，但特别是滚珠支承的辊子或者滚子。
[0023]该扫描车16通过接合器20沿着测量方向X刚性地并且横向于测量方向柔性地被耦合到带动件26上。该接合器20包括耦合元件22，该耦合元件布置在扫描车16上的第一耦合部位P1与带动件26上的第二耦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.长度测量装置，具有沿着测量方向（X）纵向延伸的支架（10），所述支架具有布置在其上的刻度尺（12），用于对所述刻度尺（12）的测量分度（14）进行扫描的扫描车（16），其中所述扫描车（16）在至少一个导引面（18.1
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18.3）上沿着测量方向（X）得到纵向导引；接合器（20），所述扫描车（16）通过所述接合器沿着测量方向（X）刚性地并且横向于测量方向柔性地被耦合到带动件（26）上，其中所述接合器（20）包括耦合元件（22），所述耦合元件布置在所述扫描车（16）上的第一耦合部位（P1）与所述带动件（26）上的第二耦合部位（P2）之间，其特征在于，所述耦合元件（22）在所述第二耦合部位（P2）处通过固体铰链（30）被固定在所述带动件（26）上，其中所述固体铰链（30）被构造用于以能围绕着第一旋转轴线（R1）相对于所述带动件（26）自由旋转的方式承载所述耦合元件（22），所述第一旋转轴线垂直于所述测量分度（14）的平面（S）来伸展，并且所述耦合元件（22）具有与钢相比更小的密度和/或与钢相比更大的弹性模量。2.根据权利要求1所述的长度测量装置，其中所述耦合元件（22）具有处于钢的密度的10至80%的范围内、20至70%的范围内或者25到65%的范围内的密度。3. 根据权利要求1或2所述的长度测量装置，其中所述耦合元件（22）具有处于100至500 GPa的范围内、160至440 GPa的范围内或250至350 GPa的范围内的弹性模量。4. 根据前述权利要求中任一项所述的长度测量装置，其中所述耦合元件（22） L形地折弯地构成。5.根据前述权利要求中任一项所述的长度测量装置，其中所述第一耦合部位（P1）和所述第二耦合部位（P2）以沿着垂直于所述测量分度（14）的平面（S）伸展的方向（Z）相对于彼此偏移的方式来布置。6.根据前述权利要求中任一项所述的长度测量装置，其中所述接合器（20）包括球（32），所述耦合元件（22）通过所述球在所述第一耦合部位（P1）处被耦合在所述扫描车（16）上，其中所述耦合元件（22）包括用于接纳所述球（32）的接纳区域（Q），其中所述接纳区域（Q）没有...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：约翰内斯，
类型：发明
国别省市：