Unidad de exploración de una instalación de medición de la posición óptica e instalación de medición de la posición con esta unidad de exploración.

Unidad de exploración, con la que se puede explorar ópticamente una escala (1) móvil con relación a ella,

con

- una disposición de detector (6);

- un soporte transparente (5), con una primera superficie (10) y una segunda superficie (9), en el que la disposición de detector (6) está dispuesta en la segunda superficie (9);

- una placa de cubierta transparente (15), que está fijada sobre la primera superficie (10) del soporte transparente (5), y que presenta un blindaje (16) para el blindaje de la disposición de detector (6) frete a campos electromagnéticos, en la que

- el soporte transparente (5) está dispuesto con la disposición de detector (6) en una escotadura (21) de un cuerpo de base (20) y la escotadura (21) está cubierta por la placa de cubierta (15);

- el blindaje (16) es un recubrimiento de la placa de cubierta (15) con material transparente conductor de electricidad, que blinda todo el orificio de la escotadura (2) o es una estructura de rejilla conductora de electricidad, que está configurada de tal forma que no provoca en combinación con la división de medición (3) ninguna modulación dependiente de la posición y es al menos parcialmente transparente para la trayectoria de los rayos de exploración;

- el cuerpo de base (20) es conductor de electricidad y el blindaje (16) está conectado de forma conductora de electricidad con el cuerpo de base (20);

- la placa de cubierta transparente (15) presenta zonas (15.1), que se proyectan lateralmente sobre el soporte transparente (5);

- el blindaje (16) está dispuesto sobre la superficie de la placa de cubierta (15), que está dirigida hacia la primera superficie (10) del soporte transparente (5);

- el blindaje (16) está en contacto eléctrico con el cuerpo de base (20) en las zonas (15.1) sobresalientes de la placa de cubierta (15).

Unidad de exploración de una instalación de medición de la posición óptica e instalación de medición de la posición con esta unidad de exploración

La invención se refiere a una unidad de exploración de una instalación de medición de la posición óptica así como a una instalación de medición de la posición óptica con una escala que puede ser explorada ópticamente por esta unidad de exploración.

Tales unidades de exploración e instalaciones de medición de la posición se realizan como instalación de medición lineal con una escala lineal o como instalación de medición giratoria con una escala en forma de disco o en forma de tambor. Se emplean especialmente en máquinas de mecanización para la medición del movimiento relativo de una herramienta con relación a una pieza de trabajo a mecanizar, en máquinas de medición de coordenadas y muchas veces también en la industria de semiconductores.

La instalación de medición de la posición está expuesta en muchas aplicaciones a campos eléctricos, en particular campos eléctricos alternos perturbadores, que repercuten sobre elementos conductores de electricidad de la unidad de exploración y provocan señales de interferencia eléctricas y a partir de ello provocan una detección errónea de la posición.

En el documento DE 197 52 511 A1 se aplica, por lo tanto, como blindaje una capa metálica fina sobre el soporte de la disposición de detector. En el documento DE 10 2004 045 729 A1 se blinda la disposición de detector por medio de un blindaje transparente aplicados sobre la escala.

En el documento DE 44 02 554 A1 se propone blindar la disposición de detector por medio de un cuerpo de blindaje transparente conductor de electricidad contra campos electromagnéticos perturbadores, de manera que el cuerpo de blindaje está conectado con potencial de masa.

La práctica ha mostrado que la fabricación del blindaje y el contacto eléctrico con el potencial de masa es difícil en esta estructura.

Por lo tanto, el cometido de la invención es crear una unidad de exploración o bien una instalación de medición de la posición compactas y blindadas con seguridad.

Este cometido se soluciona por medio de una unidad de exploración con las características de la reivindicación 1 así como por medio de una instalación de medición de la posición óptica con las características de la reivindicación 9.

La ventaja de la invención reside en que se puede realizar una unidad de exploración o bien unidad de medición de la posición compacta y blindada con seguridad.

En las reivindicaciones dependientes se indican configuraciones ventajosas de la invención.

La invención se explica en detalle con la ayuda de un ejemplo de realización.

En este caso, la figura 1 muestra una sección longitudinal de una instalación de medición de la posición óptica y la figura 2 muestra una representación en perspectiva de un fragmento del cuerpo de base de la unidad de exploración según la figura 1.

Las figuras 1 y 2 muestran un ejemplo de realización de una instalación de medición de la posición óptica. La instalación de medición de la posición es en este caso una instalación de medición de la longitud con una escala lineal 1 y con una unidad de exploración 2 móvil con relación a la escala 1 en la dirección de medición X. La escala 1 presenta una división de medición 3 explorada por incidencia de la luz, es decir, reflectante, que es explorada por la unidad de exploración 2. A tal fi, la unidad de exploración 2 comprende una fuente de luz 4, cuya luz incide sobre la escala 1, allí es modulada en función de la posición por la división de medición y es reflejada sobre una disposición de detector 6.

La disposición de detector 6 está dispuesta en un soporte transparente 5, y en concreto sobre la superficie 9, que está alejada de la escala 1. El soporte transparente 5 está constituido de material transparente aislante de electricidad, en particular una placa de vidrio paralela al plano con dos superficies 9, 10 que se extienden paralelas entre sí y opuestas entre sí. Una de estas superficies 10 está dirigida opuesta a la escala 1, siendo designada esta superficie 10 a continuación como primera superficie 10. La segunda superficie 9 está alejada, en cambio, de la escala 1. Sobre esta segunda superficie 9 está dispuesta una disposición de detector 6. El contacto mecánico y eléctrico de la disposición de detector 6 se realiza de manera conocida en técnica "chip-on-glass", estando configurado sobre la segunda superficie 9 a través de recubrimiento un patrón de banda de conductores 11, con el que están en contacto unas superficies de contacto (Bondpads) de la disposición de detector 6 y las llamadas abolladuras sobre técnica-Flip-Chip y face down. Los espacios entre la disposición de detector 6 y el soporte transparente 5 están rellenos opclonalmente con un relleno inferior, que contribuye a la estabilización mecánica de la

estructura.

El soporte transparente 5 presenta una rejilla de exploración 7, que está constituida de manera conocida por zonas opacas y zonas transparentes dispuestas alternando adyacentes entre sí. La rejilla de exploración 7 sirve para la formación de varis haces parciales de rayos, que ¡nteractúan con la división de medición 3 de la escala 1 e inciden sobre la disposición de detector 6 para la generación de señales de exploración dependientes de la posición y desfasadas entre sí. En el ejemplo representado, la rejilla de exploración 7 está dispuesta sobre la primera superficie 10 del soporte transparente. Esta disposición espacial tiene ventajas en la fabricación, puesto que la rejilla de exploración 7 se puede fabricar como recubrimiento separado Independientemente del patrón de banda de conductores 11 realizado como otro recubrimiento. De manera no mostrada, la rejilla de exploración puede ser también componente de la disposición de detector 6, siendo aplicada de una manera conocida en sí sobre las superficies sensibles a la luz o las superficies sensibles a la luz de la disposición de detector 6 propiamente dicha están estructuradas como rejilla de exploración.

El soporte transparente 5 con la fuente de luz y la disposición de detector 6 se representan solamente de forma esquemática, de manera que una configuración concreta posible se describe, por ejemplo, en un artículo de la revista F&M 106, 1996, 10, páginas 752 a 756.

El soporte transparente 5 con la disposición de detector 6 fijada en él está dispuesto en una escotadura 21 de un cuerpo de base 20. Esta escotadura 21 del cuerpo de base 20 está cubierta por una placa de cubierta transparente 15. El cuerpo de base 20 es conductor de electricidad, estando constituido él mismo de material conductor de electricidad o estando recubierto con material conductor de electricidad y blinda la disposición de detector 6 desde cinco lados contra campos electromagnéticos. El cuerpo de base 20 o bien su recubrimiento conductor de electricidad se puede conectar de forma especialmente sencilla con un potencial de referencia 0V, lo que se realiza durante la formación de la unidad de exploración 2 en una parte de la máquina, cuya posición debe medirse, a través de simple contacto con esta parte de la máquina. Para el blindaje del lado todavía abierto, es decir, del orificio de acceso para la inserción del soporte transparente 5 en la escotadura 21, la placa de cubierta 15 está provista con un blindaje 16. Este blindaje 16 está dispuesto sobre la superficie, que está dirigida hacia la primera superficie 10 del soporte transparente 5. La placa de cubierta 15 es de manera ventajosa igualmente una placa de vidrio paralelo al plano.

SI la unidad de exploración 2 se emplea en una instalación de medición de la posición encapsulada, entonces el cuerpo de base 20 es el carro de exploración que está guiado longitudinalmente por medio de elementos de guía (cojinetes de fricción, rodillos, cojinetes de bolas) en la escala 1 en la dirección de medición X.

El blindaje 16 es un recubrimiento de la placa de cubierta 15 y está constituido por un material transparente conductor de electricidad, en particular por oxido de indio-estaño, llamado también ITO. Este recubrimiento está aplicado en una superficie grande y blinda todo el orificio de la escotadura 21. De manera alternativa, el blindaje puede ser también una estructura de rejilla conductora de electricidad, que está configurada de tal forma que en conexión con la división de medición 3 no provoca ninguna modulación en función de la posición y es al menos parcialmente transparente para la trayectoria de los rayos de exploración.

La placa de cubierta 15 está fijada sobre la primera superficie... [Seguir leyendo]

1.- Unidad de exploración, con la que se puede explorar ópticamente una escala (1) móvil con relación a ella, con

una disposición de detector (6);

un soporte transparente (5), con una primera superficie (10) y una segunda superficie (9), en el que la disposición de detector (6) está dispuesta en la segunda superficie (9);

una placa de cubierta transparente (15), que está fijada sobre la primera superficie (10) del soporte transparente (5), y que presenta un blindaje (16) para el blindaje de la disposición de detector (6) frete a campos electromagnéticos, en la que

el soporte transparente (5) está dispuesto con la disposición de detector (6) en una escotadura (21) de un cuerpo de base (20) y la escotadura (21) está cubierta por la placa de cubierta (15);

el blindaje (16) es un recubrimiento de la placa de cubierta (15) con material transparente conductor de electricidad, que blinda todo el orificio de la escotadura (2) o es una estructura de rejilla conductora de electricidad, que está configurada de tal forma que no provoca en combinación con la división de medición (3) ninguna modulación dependiente de la posición y es al menos parcialmente transparente para la trayectoria de los rayos de exploración;

el cuerpo de base (20) es conductor de electricidad y el blindaje (16) está conectado de forma conductora de electricidad con el cuerpo de base (20);

la placa de cubierta transparente (15) presenta zonas (15.1), que se proyectan lateralmente sobre el soporte transparente (5);

el blindaje (16) está dispuesto sobre la superficie de la placa de cubierta (15), que está dirigida hacia la primera superficie (10) del soporte transparente (5);

el blindaje (16) está en contacto eléctrico con el cuerpo de base (20) en las zonas (15.1) sobresalientes de la placa de cubierta (15).

2.- Unidad de exploración de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el material conductor de electricidad presenta óxido de indio-estaño (ITO).

3.- Unidad de exploración de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el soporte transparente (5) presenta una rejilla de exploración (7).

4.- Unidad de exploración de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la rejilla de exploración (7) está configurada sobre la primera superficie (10) del soporte transparente (5).

5.- Unidad de exploración de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la segunda superficie (9) del soporte transparente (5) presenta un recubrimiento, que forma un patrón de banda de conductores (11), con el que la disposición de detector (6) está en contacto en técnica Flip-Chip.

6.- Unidad de exploración de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el blindaje (16) de la placa de cubierta (15) está en contacto eléctrico con el cuerpo de base (20) por medio de adhesivo (23) conductor de electricidad.

7.- Unidad de exploración de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el paquete, que está constituido por el soporte transparente (5) y la placa de cubierta (15), está posicionado alineado en la escotadura (21) del cuerpo de base (20), de manera que los lados del soporte transparente (5) cooperan con chaflanes (24) del cuerpo de base (20).

8.- Unidad de exploración de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque en el estado posicionado, la placa de cubierta (15) está dispuesta sobre toda la periferia a distancia de las superficies circunferenciales internas, opuestas a los lados de la placa de cubierta (15), de la escotadura (2) del cuerpo de base (20).

9.- Instalación de medición de la posición óptica con una escala (1) y una unidad de exploración (2) móvil con relación a la escala (1) en la dirección de medición (X) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera superficie (10) del soporte transparente (5) está dirigida hacia la escala (1) y la segunda superficie (9) del soporte transparente (5) está alejada de la escala (1).