(57)【要約】      （修正有）【課題】規則的な測定誤差に対する補償を行った位置測定装置を提供する。【解決手段】相互に移動し得る２つの物体の相対位置を検出するための位置測定装置は、物体の一方に接合された目盛と、他方の物体に接合されて目盛を読み取るためのスキャンヘッド（ＭＫ）とを有する測定基準部を含む。スキャンヘッドは、電子評価ユニットに接続されている。電子評価ユニットは、不揮発性メモリを有し、当該メモリ内において、スキャンヘッドにより記録された測定値のための補正値が、記憶され、補正値は、少なくとも１つの他方のスキャンヘッドを使用して同じ測定基準部をスキャンするとともに、これより前の位置測定装置の較正中に、確定される。【選択図】図２ａ
2008129018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に移動し得る２つの物体の相対位置を検出するための位置測定装置であって、当該装置は、
前記物体の一方に接合された目盛を有する測定基準部と、
他方の物体に接合されて前記目盛を読み取るスキャンヘッドと、
を備え、
前記スキャンヘッドは、不揮発性メモリを有する電子評価ユニットに接続され、前記不揮発性メモリ用の補正値は、前記スキャンヘッドにより記録された測定値を記憶するように構成されており、
前記補正値は、前記スキャンヘッドの測定値、および同じ前記測定基準部をスキャンする少なくとも１つの追加の、一時的に装着されるスキャンヘッドの測定値に基づいて、前記位置測定装置を較正している間に確定される、装置。
【請求項２】
相互に移動し得る２つの物体の相対位置を検出するための方法であって、当該方法は、
前記物体の一方に接合された測定基準部を、前記他方の物体に接合されたスキャンヘッドによってスキャンするステップと、
前記スキャンヘッドにより記録された測定値を、これより前の較正中に、前記スキャンヘッドの測定値と、前記同じ測定基準部をスキャンするように一時的に装着された少なくとも１つの追加のスキャンヘッドの測定値とから、確定され、記憶された補正値によって、補正するステップと、
を含む方法。
【請求項３】
相互に移動し得る２つの物体の相対位置を検出するための位置測定装置を較正する方法であって、
当該位置測定装置は、前記物体の一方に接合された目盛を有する測定基準部と、前記目盛をスキャンするように前記他方の物体に接合されたスキャンヘッドとを備え、前記スキャンヘッドは、電子評価ユニットに連結され、
前記方法は、
前記同じ測定基準部をスキャンするために少なくとも１つの追加のスキャンヘッドを前記位置測定装置に追加するステップと、
前記各スキャンヘッドにより測定値を確定するステップと、
前記電子評価ユニットの不揮発性メモリ内に前記補正値を記憶する前記個々のスキャンヘッドにより記録された前記測定値同士の間の偏差から、補正値を確定するステップと、
続いて、前記位置測定装置から前記追加のスキャンヘッドを取り外すステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に移動し得る２つの物体の相対位置を検出するための位置測定装置に関し、当該装置は、測定基準部を含み、測定基準部は、一方の物体に接合された目盛と、他方の物体に接合された、目盛を読み取るスキャンヘッドとを有し、スキャンヘッドは、電子評価ユニットに接続されている。
【背景技術】
【０００２】
正確な角度検出を行うためのスキャン部を複数有する測定装置が、先行技術において知られている。このタイプの角度測定装置は、基本的に、測定用目盛と１つまたはそれ以上のスキャン装置とを有する円盤形キャリヤの形態の測定基準部からなる。２つの部材が相互に相対移動すると、スキャン装置は、測定基準部の角度位置の検出をアブソリュート式またはインクリメンタル式に行う。このような装置が角度測定をきわめて高い精度で行うことが、非常に重要である。この精度は、以下のシステムの特性により本質的に影響を受ける。
・回転軸に対する測定用目盛全体の偏心、
・目盛の支持体の形状の、円筒形の理想形状からのずれ、
・回転方向にまたは当該回転方向と垂直に行われる理想のコード化方式からの、局所的な幾何偏差という形態の目盛の誤差、
・軸受の振れ、
・軸受の遊びまたは荷重による材料の変形のような、偶然生じる幾何偏差、
・電子評価ユニットにより起こる、角度位置の検出における偏差。
【０００３】
目盛の単一の周期（目盛マーク）をスキャンするのに、センサ装置を有するスキャンヘッドを１つしか使用しないのは、不十分であるというのが、周期的な目盛をスキャンする原則である。その代わりに、このようないくつかの周期は、所望の信号を生成するためだけでなく信号を平均化し得るように、同時に検出されて、個々の目盛マークの誤差が抑止され得る。これは、個々の目盛マークにより生成される信号の平均値を電子的に計算することにより、目盛のスキャン範囲に対して角度データのより正確なセットが得られることを意味する。この原理によって、外挿法による推定が行われる、すなわち、測定基準部の円周全体を完全に円形に測定することによって、理想の結果が得られる。後述するように、このタイプのスキャンはまた、上述の誤差の他の原因の全てを抑止する。この装置の設計は、実際には、技術的に実現されることは殆どなく、このため、種々の代替解決方法が、これまで、展開されてきた。
【０００４】
これらの解決方法の殆どが、直径の両端をスキャンすることに基づいており、これは、目盛の偏心により生じる誤差を完全に抑止し、平均値からの他の偏差の残りも減少させる。この原理の正確な説明を以下に行う。
【０００５】
２台のスキャン装置からの個々の信号の総和という重要な面は、２台のスキャン装置からの信号が、振幅が狭くならないように同じ許容偏差（「０」に近い位相差）のみで同調していなければならないことである。あるいは、極端な場合、すなわち、位相差が１８０°（逆位相）の場合、全部の信号が、合計「ゼロ」に低減することになる。
【０００６】
独国特許出願公開公報第１  ８１１  ９６１号明細書は、直径の両端に対向したスキャン装置を有する角度測定装置を開示する。４台のスキャン装置は、誤差補償のために使用される。位相差の問題を解決するために、直径の両端に対向したスキャン装置を有する円形の第２の基準目盛が、測定基準部の第１の測定用目盛に加えて使用される。この解決方法は、非常に複雑で、実施するにはコストが高い。
【０００７】
欧州特許第０  ３０２  １９４号明細書には、角度測定装置の個々のスキャン装置同士の間の位相差をモニターする回路が記載され、角度測定装置は、個々のスキャン装置同士の間の位相差が限界を超えると起こり得る誤差を抑止するための、直径の両端に対向した検出センサを有する。これは、角度値が失われて取り戻せなくなることを妨げ、すでに完全にスキャンされた目盛の周期が、保護される。
【０００８】
独国特許発明第１９  ９２０  ５９６号明細書には、角度測定装置の種々の直径の両端に対向させたスキャン装置からの全ての個々のアナログ入力信号をデジタル値に変換するための特別で複雑な電子回路が、記載されている。これらの信号が測定データを得るためにいかに補償されるかも記載している。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、例えば、規則的な測定誤差に対する補償を行い、かつマルチヘッドスキャンシステムの精度と同じ精度を有する、角度または直線距離（linear distances）を検出するための位置測定装置を提供することであって、当該装置では、それと同時に、実施の複雑さが、ハードウェアおよびソフトウェアの両方についてかなり減少するとともに、先行技術において個々のスキャン装置同士の間に起こる位相差に関連する問題が、悪影響を及ぼさない。
【００１０】
この目的は、電子評価ユニットが不揮発性メモリを有し、当該不揮発性メモリ内に、スキャンヘッドにより記録された測定値に対する補正値が記憶される上述のタイプの位置測定装置において果たされ、当該装置では、補正値は、少なくとも１つのスキャンヘッドを追加して使用することで、これより前の位置測定装置の較正の間に確定される。
【００１１】
よって、作動中に高精度で相対位置を検出することができる。この目的のために、スキャンヘッドは１つだけでよく、このことは、追加のスキャンヘッドはもはや不要であるばかりでなく、作動中に必要な計算機能力が、かなり低くて済むことを意味する。このタイプの位置測定装置は、角度と距離の両方を測定するように設計され得る。「較正ヘッド」とも呼ばれる追加のスキャンヘッドが、「測定ヘッド」とも呼ばれるスキャンヘッドが連結されたのと同じ物体に装着される。よって、スキャンヘッド同士の相対位置は、較正手順の間同じままである。追加のスキャンヘッドは、測定ヘッドとして、ただし同じ測定基準部の異なる位置をスキャンする。
【００１２】
上記課題はまた、相互に移動し得る２つの物体の相対位置を検出する方法により、達成される。当該方法では、物体の一方に接合された測定基準部が、他方の物体に接合されたスキャンヘッドによりスキャンされ、少なくとも１つのスキャンヘッドを追加して使用することで、スキャンヘッドにより記録された測定値が、これより前の較正手順の間に確定されて記憶された補正値により補正されることを特徴とする。
【００１３】
補正値は、較正後に常時利用可能である。このタイプの測定システムの誤差および偏差は、本質的に再現され得るので、既に確定された補正値と、当該補正値を測定値に適用することとは、補正後の測定値の精度を保証するための信頼できる手続である。
【００１４】
本発明の目的は、相互に移動し得る２つの物体の相対位置を検出するための位置測定装置を較正する方法によっても、達成される。位置測定装置は、物体の一方に接合された目盛を有する測定基準部と、他方の物体に接合されて目盛をスキャンするスキャンヘッドと、を備え、スキャンヘッドは、電子評価ユニット（ＡＥ）に接続されており、当該方法において、少なくとも１つの別のスキャンヘッドを、同じ測定基準部をスキャンするように位置測定装置に追加し、測定値を、スキャンヘッド（ＭＫ、ＣＫ）により確定し、補正値を、個々のスキャンヘッド（ＭＫ、ＣＫ）により記録された測定値同士の間の偏差から確定し、これらの補正値は、電子評価ユニット（ＡＥ）の不揮発性メモリ内に記憶され、次に追加のスキャンヘッド（ＣＫ）を位置測定装置から取り外す。
【００１５】
本発明は、高精度の角度測定の応用に対して、高精度で、遊びがなく、剛性が高く予め張力がかけられた軸受を具える必要もあるという認識に基づいている。その結果、生じる恐れのある測定の偏差は、主に規則的で、再現され得る経過をたどるのに対して、偶然による影響は、ごくわずかなままである。直線位置測定の場合も、角度ではなく、むしろ距離が問題であって、誤差は、規則的で再現され得ると思われる。本発明を、まず角度測定装置に基づいて説明し、最後に、直線測定システム（linear measuring systems）の実現化も示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を特徴づける新規性の種々の特徴を、開示の一部分をなす添付の特許請求の範囲において詳細に示す。本発明、本発明の作動上の利点、本発明を用いることにより得られる特定の目的をさらによく理解してもらうために、本発明の好ましい実施形態を図示した図面と、当該実施形態を説明する説明文を参照しなければならない。
【００１７】
図１に、周期的な目盛を有する測定基準部が設けられた測定用ディスク５を示す。測定用ディスクは、直径の両端に配置された４つのスキャンヘッド１、２、３、４を通過して「ｅ」だけ偏心して回転する。目盛は、別の電気特性、光学特性、または磁気特性の領域などを含み得る。
【００１８】
スキャンヘッドは、基本的に、目盛の、接線方向の相対移動のみを検出することができ、接線方向に垂直な移動に対する感度は低い。したがって、例えば、スキャンヘッド１および２（図１）は、Ｘ方向に逆の記号を有する移動は検出しても、測定用ディスクの、Ｙ方向への位置の変化に対する感度は低い。角度データが、偏心「ｅ」によるばかりではなく、軸の振れのような他の規則的な偏差、局所的な目盛の誤差、形状のずれなどによっても得られると推測される。このような条件で、ある角度に対する信号が生成される方法を、以下のように表すことができる。
【００１９】
【数１】
2008129018.tif 000003
ここで、αｉは、実際の角度または角度の変化、すなわち理想値を表し、α１ｉ、α２ｉ、α３ｉ、およびα４ｉは、個々のスキャンヘッド１、２、３、４により記録された測定値を表し、「ｅ」は、偏心により生じた誤差を表し、ε１ｉ、ε２ｉ、ε３ｉ、ε４ｉは、規則的なまたは局所的な偏差の計算を表す。
【００２０】
一対の直径の両端に対向したスキャンヘッドから、測定信号の平均値を出すのは、
【００２１】
【数２】
2008129018.tif 000004
である。これは、偏心誤差ｅｘｉが排除され、残りの個々の規則的な誤差の平均値を出すことにより、残りの個々の規則的な誤差が減少したことを意味する。同様に、直径の両端に配置された二対のスキャンヘッドから得られる信号の平均値の形成は、以下のように表される。
【００２２】
【数３】
2008129018.tif 000005
これは、角度出力値に含まれる規則的な誤差がさらに減少したことを意味する。
【００２３】
厳密に規則的な動作に付随するこれらの誤差は、目盛が回転する度に繰り返し起こり得るものであって、本発明に係る角度測定装置を設置した後の準備操作の間に検出され記憶され得る。したがって、作動中、本装置は、これらの誤差に対応する補正値を、測定された各角度に適用することで、偏差を排除しまたは最小限にすることができる。
【００２４】
図２ａに示すような測定用の配置において、以下の記号を使用する。
ＭＫ＝  測定ヘッド
ＣＫ  ＝  較正ヘッド
ＡＥ  ＝  電子評価ユニット
ＴＳ  ＝  目盛のマークを有するディスクの形態の測定基準部
後述するように、測定および較正ヘッドの測定基準部の全回転に対する測定値を、測定システムの設置後に実行される較正手順において用いることができ、その結果、補正値が、全角度範囲について、電子評価ユニット内において「ルックアップテーブル」または較正テーブル内に記憶され得る。
【００２５】
この補正は、設置による誤差および他の局所的な目盛の誤差から生じる偏心のような全ての規則的な測定偏差を含む。
【００２６】
較正手順の間、追加のスキャンヘッドが、測定基準部の隣に据え付けられる。補正係数が、スキャンヘッドの測定値から計算され、不揮発性メモリに記憶された後、以下で「較正ヘッド」とも呼ばれる追加のスキャンヘッドが、取り外される。したがって、通常の作動が行われている間、較正ヘッドＣＫは、図２ｃにおいて分かるように、もはや存在せず、測定システムは、測定ヘッドＭＫとともにしか作動しないが、それでもなお、補正された測定値を送り出す。これは、これより前の較正手順において得られた補正値を測定ヘッドＭＫの測定値に適用することによって、行われる。
【００２７】
精度をさらに高めるために、較正ヘッドは、４ヘッドスキャン手順をシミュレートするために、較正手順の間に第１の測定軸線から９０°離れた別の２つの場所に順次取り付けることができる（図２ｂ）。このように、偏差は、全部で４つの位置において検出され、電子評価ユニット内に記憶された補正値を計算することに用いられる。
【００２８】
この構成を用いると、繰り返すが、本装置の作動中、測定ヘッドＭＫだけが作動している。このタイプの測定装置の利点は、一連の位置測定装置を使用する場合、それらの全てを単一の較正ヘッドで較正し得ることから、分かる。
【００２９】
本発明に係るこの測定および較正方法は、以下の特許請求の範囲における特徴を有するが、角度または距離測定装置を機能させ得る基本となる物理的原理のどの物理的原理に関連しても用い得る。したがって、本装置は、光電子、磁気、誘導性、容量性、または他の適切などんな手段によっても、当該値を検出できる。
【００３０】
この測定用の構成の、好ましく、信頼でき、簡単な実施方法を以下に説明するが、当然ながら、それが、唯一の方法というわけではない。
【００３１】
図３ａおよび図３ｂに、図２ａおよび図２ｂに示した較正手順の間の、また通常の作動の間の信号処理方法のような、信号が本発明に係る位置測定装置内において処理される方法の詳細なブロック図を示す。評価ユニットＡＥは、測定ヘッドＭＫ用入力、較正ヘッドＣＫ用入力、設定確定用入力Ｋｉの３つの入力を有する。
【００３２】
測定ヘッドは、完全な電子検出システムを有し、角度ごとに、増分角度データの完全なセットを送り出し、これは、一回転毎に行われ、この場合、当該データは、正弦および余弦を表す周期的な信号の対と、基準位置信号とからなると考えられ、当該基準位置信号は、測定基準部に対して絶対であり、以後「ＲＥＦ」とも呼ばれる。
【００３３】
簡易化された電子回路を有する較正ヘッドＣＫは、測定基準部の一周期毎に単一の短信号Ｐ１のみを送出し、この場合、一周期内の電気角「α」がゼロの値をとると、これを行う（図３ａおよび図４）。
【００３４】
較正手順の第１の段階の間、較正ヘッドＣＫは、測定ヘッドＭＫの反対側の直径端の、目盛ディスクをスキャンするための「２」の位置に装着され、ＡＥに接続されており、設定スイッチＫｉは、「２」の位置に設定される。
【００３５】
目盛ディスクが相対的に回転している間、ディスク上の基準マークが測定ヘッドＭＫ内に基準信号ＲＥＦを生じさせると、較正手順が開始される。測定ヘッドＭＫからのアナログ測定信号は、（逆正接、トラッキングなどの）任意の評価方法によって各測定周期の間に電気角絶対値「θ」に変換される。これらの角度値「θ」は、較正ヘッドＣＫに対する相対角度の偏差を検出するための差分ブロック（difference block）△に送られ、加算ブロック（summation block）Σにも送られ、ここで、計算された絶対角度補正が、関連づけられる電流「θｉ」角度に適用される。補正された角度値「θｃ」は、アナログ出力インターフェース用の正弦／余弦デジタル−アナログ変換器に、または矩形の既知のＴＴＬエンコーダ型出力（Ａ、Ｂ、Ｒｅｆ）用のコード変換ブロックに送られる。
【００３６】
２つのスキャンヘッドが、直径の両端に正確に同調されて装着されるというこれらの条件および推定の下で、基準パルスの後、第１の周期は、以下のように得られる。
【００３７】
【数４】
2008129018.tif 000006
当該式において、
【００３８】
【数５】
2008129018.tif 000007
θｊｉ   ｊ＝測定ヘッドの位置（図３では１、２、３または４）
ｉ＝周期の順番
θｃｉ  開始角度
ｅｉ  測定ヘッドの軸の偏心
εｊｉ  規則的誤差の和
θｉ  理想角度
角周期ごとに、一般に以下が得られる。
θ１ｉ＝θｉ＋ｅｉ＋ε１ｉ
θ２ｉ＝θｉ−ｅｉ＋ε２ｉ
Δ’ｉ＝θ１ｉ−θ２ｉ＝２ｅｉ＋ε１ｉ−ε２ｉ
θｃｉ＝θｉ＋（ε１０＋ε２０）／２
補正された開始角度θｃｉは目盛ディスクの偏心「ｅ」による影響をもはや受けず、また、他の全ての規則的な誤差は、その符号は合計において重要ではないが、低減して平均値になることは、明らかである。
【００３９】
精度の程度をもっと高めるために、較正手順は、図２および図３に示すその他の位置「３」および「４」における対などの対において直径の両端で外挿法により行われ得る。較正手順は、これよりももっと多くの回数繰り返すことができ、精度のばらつきが、回転している間均一なままの単なるバックグランドノイズに過ぎない低いレベルまで実際に減少するまで、位置ずれが何度起こっても、理論的に制限はない。
【００４０】
較正手順の間、周期の全てに割り当てられる補正値△’iが、図３に示すように、電子評価ユニットＡＥの不揮発性メモリＭに記憶される。
【００４１】
個々の補正値を、関連づけられる較正ヘッドの位置と基準角度とに割り当てることは、制御装置Ｒ（図３）によって、当該較正位置に関連して外部から供給されるデータＫｉに基づいて行われる。
【００４２】
測定ヘッドは、図２ｃおよび図３ｂに示す角度測定システムをさらに作動させるために１つだけ必要である。出力として利用される角度データは、あたかもそれより前に誤差補正のための測定データを提供するいくつかのスキャンヘッドの存在下で生成されていたかのように、すでに補正されている。
【００４３】
較正手順の間には、数台のスキャン装置が使用され、また作動中には、スキャン装置は、１台だけアクティブなままなので、個々のスキャン装置同士の間の位相が変動するという問題は、初めから起こらない。
【００４４】
数台のスキャン装置が使用されているときに起こり得る位相差は、振動、不正確な「各点ごとの（pointwise）」位置特定、または目盛の汚れによって、生じる恐れがあり、それが、複数のスキャン装置を有する、先行技術に係る測定装置の主な問題である。
【００４５】
簡略化のために、これまで、測定基準部の、周期的に増加する目盛を有する測定装置を１台のみ示してきた。本発明の測定システムは、絶対位置の測定に基づいて作動する測定装置にまさに適切であることは明らかである。この場合、目盛に対して直径の両端に相互に対向させて装着されているスキャンヘッド、すなわち、測定ヘッドおよび較正ヘッドの、２つの測定値同士の差が検出されるので、基準信号ＲＥＦは、不要である。
【００４６】
角度位置対測定基準部に関連するこの差の変動は、測定装置の規則的な、ある程度の誤差であり、また、前述のように、記憶されていれば、角度補正データを出力として作動中に提供するように、後から用いられ得る。次の作動段階の間、検出された角度に対する測定値の補正が、記憶された補正データを用いることだけで実行されることから、単一の測定ヘッドで十分である。
【００４７】
インクリメンタル式の位置検出と、アブソリュート式の位置検出との組み合わせは、上述の原理に従ってもまた理解してもらえる。
【００４８】
本発明の較正手順は、例えば、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）システムとも呼ばれる、正確なコンピュータ制御システムのための回転軸の較正のために用い得る。
【００４９】
図５に示すようなＣＮＣ工作機械の回転式作業台を一例として挙げることができ、この図で、１１は回転プレートを指し、１２は作業台本体を指し、１３は軸受を指し、１４はモーターを指す。
【００５０】
台の角度位置は、ＣＮＣ機械により閉ループ制御で測定され、モーターの位置は、角度測定装置からのフィードバックデータとして測定される。
【００５１】
角度測定装置は、回転する部分に連結された目盛ディスクＴＳと、ステーターの部分に装着されて、いわゆるエンコーダ入力ＥＮＣ１によりコントローラに接続された測定ヘッドＭＫと、からなる。
【００５２】
高い精度を要する応用のために、先行技術によって、軸受の振れ、目盛ディスクの偏心、局所的な目盛の誤差などのような回転軸の規則的な誤差を補償することが、一般に知られており、それ自体完全な第２の角度測定装置が、重複して第１の装置に取り付けられて、完全なシステムが設置された後較正が行われ得る。
【００５３】
２台の角度測定装置からの測定データは、相互に比較されて、偏差が、測定され、ＣＮＣ機械の次の作動のための補正データとして記憶される。この手続きの後、第２の角度測定装置が取り外される。
【００５４】
測定用多角形１７を有するレーザーオートコリメーターＡＫ（図４）、または継手１５により回転軸に締め付けられた第２の角度測定装置１６を、このタイプの「基準装置」として使用してよい。出力として生成された角度データは、第２のエンコーダ入力ＥＮＣ２を経てＣＮＣシステムに直接送られて、補正値が、適切なコンピュータアルゴリズムにより自動的に得られ、次に記憶され、または、例えば、位置表示装置から読み取られ、誤差補償データとしてＣＮＣシステムに手動入力され得る。
【００５５】
しかしながら、この較正手順は、非常に複雑であり、よって、得られる補正値は、基準測定システムの設置における偏差により、または、周知のように、使用される継手の送信エラーにより、影響を受ける。本発明に係る上述の較正方法によれば、第２の較正ヘッドＣＫ（図４）をこの測定構成内に単に一時的に装着するだけで、直径の両端に対向させた同じ目盛ディスクＴＳをスキャンするには十分だろう。まとめると、これは、本発明では、一時的に装着されるスキャンヘッドは１つだけでよいが、測定ヘッドとして同じ測定基準部をスキャンし、この場合、測定ヘッドおよび測定基準部は、常時組み込まれたままで、作動の間測定値を供給することを意味する。
【００５６】
この較正ヘッドの角度データは、ＣＮＣシステムの入力ＥＮＣ２に送られ、そこで、軸の較正が、既述の電子評価ユニットＡＥにおいて用いられたのと同等の方法で信号を処理することにより、行われる。
【００５７】
この測定構成において誤差の抑止をさらに行うために、較正ヘッドは、追加の直径の対向した両端の位置に再度配置されて、評価のためのデータを供給することができる。
【００５８】
較正手順が完了すると、較正ヘッドは、補正値がすでにＣＮＣシステム内に記憶されているので、取り外すことができ、ＣＮＣシステムにおいて、補正値は、軸がさらに作動している間、利用できる状態にある。
【００５９】
次に、直線測定装置において、角度を測定するためでなく距離を測定することにも、本発明に係る位置測定方法がいかに用いられるかを説明する。高精度の測定装置などのシステム、例えばツールの直線軸が、本発明に係る方法で設計され、同様の方法で較正され得る。誤差が抑止できるように、測定誤差が本質的に規則的で再現され得る誤差の原因に基づくことが再度利用され、当該原因には、局所的な機械の幾何誤差、すなわち測定基準部の局所的な目盛の誤差、衝撃、振動などにより生じる偏差が含まれる。
【００６０】
このタイプの直線型の応用を図６に示す。この場合、較正ヘッドＣＫは、較正手順の間測定ヘッドＭＫに加えて使用される。この追加のヘッドはまた、機械のスライドに取り付けられる。測定ヘッドと較正ヘッドとは、同じ本体に連結され、較正手順の間の相対位置が変化しない。両方が、同じ測定基準部の異なる場所を読み取る。
【００６１】
測定が完了した後、長さが、測定されて、２つのスキャンヘッドにより測定された位置または距離の差が、補正値の形で確定され記憶される。較正ヘッドＣＫを取り外した後、作動中に、測定ヘッドＭＫにより与えられた位置の各値は、すでに検出済みの補正値および偏差により補正される。較正ヘッドＣＫは、他の直線軸の較正のためにどこにおいても使用できる。
【００６２】
本発明の原理を示すために本発明の特定の実施形態を詳細に説明してきたが、本発明が、このような原理から逸脱せずに実施され得ることが理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】４つのスキャンヘッドが常時取り付けられている、従来技術に係る位置測定装置を示す図である。
【図２ａ】較正手順の間の、本発明に係る位置測定装置の形態を示す図である。
【図２ｂ】較正手順の間の、本発明に係る位置測定装置の形態を示す図である。
【図２ｃ】較正手順後の、本発明に係る位置測定装置を示す図である。
【図３ａ】電子評価ユニットを有する、較正手順の間の、本発明に係る位置測定装置を示す詳細図である。
【図３ｂ】電子評価ユニットを有する、較正手順後の、本発明に係る位置測定装置を示す詳細図である。
【図４ａ】測定ヘッドにより記録され較正ヘッドにより変換される測定データのグラフである。
【図４ｂ】測定ヘッドにより記録され較正ヘッドにより変換される測定データのグラフである。
【図５】位置測定装置とともに、工作機械の回転式作業台を示す図である。
【図６】直線距離を検出するための本発明に係る位置測定装置の応用を示す図である。
【図３ａ】
2008129018.tif 000008
【図３ｂ】
2008129018.tif 000009
【図４ａ】
2008129018.tif 000010
【図４ｂ】
2008129018.tif 000011
【図５】
2008129018.tif 000012
【図１】
2008129018.tif 000013
【図２ａ】
2008129018.tif 000014
【図２ｂ】
2008129018.tif 000015
【図２ｃ】
2008129018.tif 000016
【図６】
2008129018.tif 000017
【外国語明細書】
2008129018000001.pdf
2008129018000002.pdf
2008129018000003.pdf
2008129018000004.pdf