[發(fā)明專利]長(zhǎng)度測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810136161.8
• 申請(qǐng)日: 2008-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN101344380A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·阿法;J·豪恩賴特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G12B15/06
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹若;梁冰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種長(zhǎng)度測(cè)量裝置。?

背景技術(shù)

例如DE?29?29?989?A所述的，這樣一種類型的長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)用于測(cè)量長(zhǎng)度以及行程，并且特別是在加工機(jī)器中用于測(cè)量刀具相對(duì)于待加工的工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中得到應(yīng)用，并且也在半導(dǎo)體工業(yè)中得到越來越多的應(yīng)用。?

在這種情況中刻度尺用作尺度。為了防止外界環(huán)境的影響將刻度尺設(shè)置在殼體中。在殼體內(nèi)部溫度的變化會(huì)根據(jù)刻度尺材料引起刻度尺的長(zhǎng)度的變化。這些長(zhǎng)度的變化導(dǎo)致測(cè)量誤差。?

為了使這種溫度的變化盡可能的小，根據(jù)DE?101?64?404?A1建議對(duì)有外殼的長(zhǎng)度測(cè)量裝置的內(nèi)腔室進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。其措施是經(jīng)調(diào)節(jié)的冷卻介質(zhì)流過該內(nèi)腔室。通過這一措施應(yīng)達(dá)到刻度尺具有機(jī)床的溫度水平。其中的缺點(diǎn)是，其中并未考慮由于長(zhǎng)度測(cè)量裝置的電元器件本身所產(chǎn)生的溫度變化。?

通常所要求的分辨率越高，位置測(cè)量的精度和可重復(fù)性越高對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量裝置的要求也越來越高。在這種情況中應(yīng)具有一種結(jié)構(gòu)緊湊以及一種簡(jiǎn)單和抗干擾的測(cè)量值生成和測(cè)量值傳輸裝置。?

這些要求需要具有外殼的長(zhǎng)度測(cè)量裝置，并且刻度尺有保護(hù)地設(shè)置。高的分辨率規(guī)定了越來越小的，并且在整個(gè)測(cè)量長(zhǎng)度上恒定的掃描距離。這一方面通過小的100μm的比較小的掃描距離，并且另一方面通過掃描單元在刻度尺和/或殼體上導(dǎo)引達(dá)到，其中，為了掃描單元的無干擾的精確導(dǎo)引，隨動(dòng)件通過僅沿著測(cè)量方向?yàn)閯傂缘鸟詈蠙C(jī)構(gòu)耦合在掃描單元上。這種耦合機(jī)構(gòu)使得隨動(dòng)件沿所有其它方向的運(yùn)動(dòng)成為可能，同時(shí)對(duì)掃描單元沿測(cè)量方向的精確導(dǎo)引和運(yùn)動(dòng)沒有反作用。?

一種緊湊的結(jié)構(gòu)和一種抗干擾的測(cè)量值生成以及測(cè)量值傳輸裝置要求將越來越多的電元器件集成在掃描單元本身中。為此使用越來越多的傳感器芯片。一系列的掃描傳感器，例如可光電掃描的刻度尺中的光敏探測(cè)器，以及信號(hào)處理機(jī)構(gòu)，例如A/D變換器，放大器，微處理器和接口都以最小的空間設(shè)置在這些傳感器芯片中。其結(jié)果是在掃描單元中產(chǎn)生越來越多的熱量。由于要求掃描距離要小，這種熱產(chǎn)生過度地加熱了刻度尺。這種加熱導(dǎo)致刻度尺的長(zhǎng)度發(fā)生變化，并且導(dǎo)致測(cè)量不精確。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是提供一種具有高的測(cè)量精確度的長(zhǎng)度測(cè)量裝置。?

根據(jù)本發(fā)明這個(gè)任務(wù)通過一種用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體的相對(duì)位置的長(zhǎng)度測(cè)量裝置得以完成。其中為了所述測(cè)量，該長(zhǎng)度測(cè)量裝置的殼體能固定在所述物體中的一個(gè)物體上，并且長(zhǎng)度測(cè)量裝置的隨動(dòng)件能固定在所述物體中的另一個(gè)物體上，其中該長(zhǎng)度測(cè)量裝置具有?

-在所述殼體中的刻度尺，?

-相對(duì)于刻度尺和殼體單元沿測(cè)量方向X能夠移動(dòng)的掃描單元，其中，所述掃描單元設(shè)置在殼體內(nèi)，并具有至少一個(gè)產(chǎn)生熱的電元器件；?

-所述隨動(dòng)件，該隨動(dòng)件通過沿測(cè)量方向X為剛性的、而橫交于測(cè)量方向X為柔性的耦合機(jī)構(gòu)固定在掃描單元上，并且該隨動(dòng)件朝向設(shè)置在殼體外的安裝區(qū)域延伸；?

根據(jù)本發(fā)明設(shè)置一種導(dǎo)熱元件，這個(gè)導(dǎo)熱元件被構(gòu)造用于將在電元器件上產(chǎn)生的熱傳遞到隨動(dòng)件上，并且這個(gè)導(dǎo)熱元件允許在隨動(dòng)件和掃描單元之間至少橫交于測(cè)量方向X進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。?

采用本發(fā)明可使長(zhǎng)度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，其中，也可達(dá)到高的測(cè)量精確度和位置測(cè)量的可重復(fù)性。?

通過在掃描單元的產(chǎn)生熱的電元器件，特別是傳感器芯片和隨動(dòng)件之間設(shè)置一種導(dǎo)熱元件，在電元器件和隨動(dòng)件之間提供了一種導(dǎo)熱通道，以便將在電元器件上生成的熱量傳遞到隨動(dòng)件上。隨動(dòng)件在殼體的外部通到安裝區(qū)域，這樣熱量會(huì)繼續(xù)沿著隨動(dòng)件傳到外部。參加導(dǎo)熱通道的構(gòu)件具有小的傳熱阻力。此外，導(dǎo)熱元件是如此設(shè)計(jì)的，即它允許在掃描單元和隨動(dòng)件之間至少橫交于測(cè)量方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就是在這樣的一些方向中，即位于掃描單元和隨動(dòng)件之間的耦合機(jī)構(gòu)所允許的那些方向。也就是說采用本發(fā)明，有針對(duì)性地從傳感器芯片朝著殼體外的方向提供了導(dǎo)熱通道。?

本發(fā)明還涉及一些有利的方案。?

附圖說明

借助實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。?

這些附圖是：?

圖1：長(zhǎng)度測(cè)量裝置的縱向截面圖。?

圖2：根據(jù)圖1的長(zhǎng)度測(cè)量裝置的A-A截面圖。?

圖3：截面詳圖。?

圖4：圖3中B-B的俯視圖。?

具體實(shí)施方式