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1. WO2010028909 - OPTISCHE POSITIONSMESSEINRICHTUNG

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Patentansprüche

1. Optische Positionsmesseinrichtung zur Erfassung der Relativposition einer Abtasteinheit sowie einer hierzu in der Maßverkörperungsebene angeordneten und mindestens in einer Messrichtung beweglichen Maß- Verkörperung, die sich entlang einer ersten Geraden oder einer ersten gekrümmten Line erstreckt,

- wobei die Abtasteinheit eine Lichtquelle sowie eine in einer Detektionsebene angeordnete und sich entlang einer zweiten Linie erstreckende Detektoranordnung umfasst, deren Krümmung verschie- den von der ersten Geraden oder der ersten gekrümmten Linie ist und

- wobei eine Transformation eines aus der Abtastung der Maßverkörperung resultierenden Streifenmusters in ein sich entlang der zweiten Linie erstreckendes Streifenmuster erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Transformation die Maßverkörperungsebene (10) und die Detektionsebene (20) nicht-parallel zueinander angeordnet sind.

2. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Maßverkörperung (11) als Linear-Maßverkörperung ausgebildet ist, die sich entlang der ersten Geraden erstreckt und die Detektoranordnung (21) sich entlang der gekrümmten zweiten Linie erstreckt, so dass eine Transformation eines aus der Abtastung der Linear-Maßverkörperung resultierenden Streifenmusters in ein sich entlang der gekrümmten zweiten Linie erstreckendes Streifenmuster erfolgt. 3. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Maßverkörperung (11) als Winkel-Maßverkörperung ausgebildet ist, die sich entlang der ersten gekrümmten Linie erstreckt und die Detektoranordnung (21) sich entlang der zweiten Linie erstreckt so dass eine Transformation eines aus der Abtastung der Winkel-Maß- verkörperung resultierenden Streifenmusters in ein sich entlang der zweiten Linie erstreckendes Streifenmuster erfolgt.

4. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekenn- zeichnet, dass die zweite Linie eine Gerade ist.

5. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle derart angeordnet ist, dass ein von der Lichtquelle (23) emittierter Zentralstrahl lotrecht auf die Maßver- körperung (11) auftrifft.

6. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle derart angeordnet ist, dass ein von der Lichtquelle (23) emittierter Zentralstrahl nicht-lotrecht auf die Maßverkörperung (11) auftrifft.

7. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsebene (20) gegenüber der Maßverkörperungsebene (10) um einen definierten Verkippwinkel (α) verkippt ange- ordnet ist, wobei der Verkippwinkel (α) als Winkel zwischen der tatsächlichen Detektionsebene (20) und einer Ebene (20') definiert ist, in der die Detektionsebene (20) parallel zur Maßverkörperungsebene (10) angeordnet wäre.

8. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verkippwinkel (α) aus der Beziehung

a, sιnα _ a α,2 - =

ergibt, mit: α := Verkippwinkel a-, := lotrechter Abstand von der der Maßverkörperung nächstgelegenen Kante der Detektoranordnung auf die Maßverkörperungsebene a2 := lotrechter Abstand von der der Maßverkörperung am weitesten entfernten Kante der Detektoranordnung auf die Maßverkörperungsebene

L := Ausdehnung der Detektoranordnung senkrecht zur Messrich- tung

9. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einer vorgegebenen Geometrie und Anordnung der Detektoranordnung (21) die Teilungsperiode (d) der Linear-Maßver- körperung (11) gemäß

d = b - b + a.

ergibt, mit: d := Teilungsperiode der Linear-Maßverkörperung b := Abstand der Lichtquelle lotrecht auf die Linear-Maßverkörperung

C2 := Ausdehnung in Messrichtung der von der Lichtquelle am weitesten entfernt liegenden Kante eines zu einem Teilungsbereich zuge- hörigen Bereichs auf der Detektoranordnung a2 := lotrechter Abstand von der der Linear-Maßverkörperung am weitest entfernten Kante der Detektoranordnung auf die Maßverkörperungsebene

10. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der lotrechte Abstand (a^ von der der Linear-Maßverkörperung (11) nächstgelegenen Kante der Detektoranordnung (21) auf die Maßverkörperungsebene (10) bei einer vorgegebenen Geometrie und Anordnung der Detektoranordnung (21) gemäß ergibt, mit: ai := lotrechter Abstand von der der Linear-Maßverkörperung nächstgelegenen Kante der Detektoranordnung auf die Maßverkörperungsebene b := Abstand der Lichtquelle lotrecht auf die Linear-Maßverkörperung

C1 := Ausdehnung in Messrichtung der der Lichtquelle am nächsten benachbarten Kante eines zu einem Teilungsbereich zugehörigen Bereichs der Detektoranordnung d := Teilungsperiode der Linear-Maßverkörperung

11. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einer vorgegebenen Geometrie und Anordnung der Detektoranordnung (21) die Länge (s'O der Sehne des Bogenseg- ments auf der innen- oder außenliegenden Seite der Winkel-Maßver- körperung gemäß

s' = b ~ b + a,

ergibt, wobei i =1 , 2, und mit c := Breite eines einem Teilungsbereich zugehörigem Bereichs auf der Detektoranordnung ai := lotrechter Abstand von der der Winkel-Maßverkörperung nächstgelegener Kante der Detektoranordnung auf die Maßverkörpe- rungsebene a2 := lotrechter Abstand von der der Winkel-Maßverkörperung am weitesten entfernte Kante der Detektoranordnung auf die Maßverkörperungsebene s'i := Länge der Sehne des Bogensegments auf der innen liegen- den Seite der Winkel-Maßverkörperung s'2 := Länge der Sehne des Bogensegments auf der außen liegenden Seite der Winkel-Maßverkörperung

12. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung (21) eine Mehrzahl einzelner, identisch ausgebildeter Detektorelemente (21.1) umfasst, welche entlang der zweiten Linie periodisch angeordnet sind.

13. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßverkörperungsebene (10) und die De- tektionsebene (20) dergestalt nicht-parallel zueinander angeordnet sind, dass der Modulationsgrad der über die Mehrzahl von Detektorelemen- ten (21.1) erfassten Signale möglichst gleich ist.

14. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (23) ein divergentes Lichtbündel emittiert.

15. Optische Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Maßverkörperung (11 ) als Durchlicht-Maßverkörperung oder als Reflexions-Maßverkörperung ausgebildet ist.