Dispositivo de medición de longitud.

Dispositivo de medición de longitud, que tiene

- una escala (2),

- una unidad de patín (6) que palpa esta escala (2) y que genera un valor de medición de posición,

- una base de escala (1) hueca que aloja la escala (2) y la unidad de patín (6),

estando la escala (2) fijada en contacto con una superficie interior de la base de escala (1) y existiendo aberturas de colocación (25) separadas lateralmente entre sí al lado de la escala (2) en la base de escala (1) en la dirección de medición (X) para la colocación de la base de escala (1), y existiendo superficies de colocación (23) que inciden sobre la superficie en la que se realiza la colocación, caracterizado por que las superficies de colocación (23) están dispuestas en tramos de colocación (21) en la circunferencia de las aberturas de colocación (25) y, visto en la dirección de medición (X), existiendo en cada caso entre dos tramos de colocación (21) una zona de superficie (24) retirada con respecto a las superficies de colocación (23) que no está en contacto con la superficie en la que se realiza la colocación, estando las superficies de colocación (23) y las zonas de superficie (24) retiradas formadas en una sola pieza en la base de escala (1).

Dispositivo de medición de longitud La presente invención se refiere a un dispositivo de medición de longitud que es ideal para la medición de la dimensión de movimiento relativa en el mecanizado mediante máquinas-herramientas o similares, y en particular a un dispositivo de medición de longitud óptico que tiene una estructura que reduce en la medida de lo posible la influencia por deformaciones que aparecen en la fijación durante la instalación.

En máquinas-herramientas o similares es muy importante la medición exacta de la dimensión de movimiento relativa de la herramienta con respecto al objeto a mecanizar para realizar un mecanizado de precisión y se venden los dispositivos de medición de posición más diferentes para ello.

Como un dispositivo de este tipo es conocida una escala óptica en la que se utilizan cintas muaré que se obtienen mediante un solapamiento de dos rejillas ópticas. Esta escala óptica tiene una escala principal para la que está configurada en una superficie de una escala de vidrio reflectora una rejilla (líneas de grabación) para la que están dispuestas zonas permeables a la luz y zonas impermeables a la luz en determinadas longitudes de paso, y también una escala de índice para la que está configurada en una superficie de un vidrio permeable que está configurado en la superficie de una pieza de sensor una rejilla (líneas de grabación) para la que están dispuestas zonas permeables a la luz y zonas impermeables a la luz en determinadas longitudes de paso. La escala principal y la escala de índice están dispuestas enfrentadas entre sí con una distancia diminuta, y la rejilla de la escala de índice está dispuesta con una inclinación con un ángulo pequeño con respecto a la rejilla de la escala principal.

Si se mueve la rejilla con una longitud de paso P, las cintas muaré sólo se desplazan por la distancia de las cintas, y la dimensión de movimiento dentro de una longitud de paso se puede medir exactamente mediante la lectura del cambio de la luz de paso a través de rendijas dentro de la distancia y de la luz de reflexión. La teoría exacta de una escala linear de este tipo, que utiliza cintas muaré, está realizada, por ejemplo, en el documento japonés abierto a inspección pública 2001-317967.

La fijación de un dispositivo de medición de longitud se realiza a menudo exclusivamente en los extremos. Ejemplos de ello se encuentran en el documento GB 1583489 A, el documento DE 4406798 A1 y en el documento EP 0947806 A1.

En el documento GB 1583489 A está prevista una base de escala que se tiene que fijar mediante piezas de extremo independientes. La base de escala no está en contacto en ningún punto con la superficie de instalación en la zona de la escala y tampoco se apoya. Esta disposición global es muy sensible frente a oscilaciones.

Asimismo, en el documento DE 4406798 A1 están previstas piezas de extremo independientes para la fijación. Estas piezas de extremo están acopladas a la base de escala mediante almas elásticas en la dirección de medición. La base de escala no está en contacto en ningún punto con la superficie de instalación en la zona de la escala y tampoco se apoya. Esta disposición global es muy sensible frente a oscilaciones.

En el dispositivo de medición de longitud de acuerdo con el documento EP 0947806 A1, la fijación de la base de escala se realiza exclusivamente en los extremos en zonas en las que no discurre una escala. La escala está 45 tensada libremente. Entre la base de escala y la superficie de instalación están previstas arandelas independientes. La base de escala no está en contacto en ningún punto con la superficie de instalación en la zona de la escala y tampoco se apoya. Esta disposición global es muy sensible frente a oscilaciones y la estructura es complicada.

El documento DE 3601945 A1 muestra un dispositivo de medición de longitud en el que entre un soporte de una escala y una superficie de instalación están dispuestas arandelas. Esta medida requiere una manipulación complicada e introduce imprecisiones.

La estructura de un dispositivo de medición de longitud convencional del que parte la invención y que es similar al dispositivo de medición de longitud descrito en el documento US 4.031.595 se muestra en las figuras 8 a 10. La 55 figura 8 muestra una vista anterior de un dispositivo de medición de longitud 100 convencional, la figura 9 muestra una sección transversal del dispositivo de medición de longitud, y la figura 10 muestra su vista posterior. El dispositivo de medición de longitud 100 mostrado está configurado, entre otras cosas, a partir de un patín 6 que se desliza en una escala de vidrio 2, y un elemento de fijación 11 que está colocado en la parte móvil 31 de una máquina-herramienta (no representada) . El patín 6 está compuesto por una pieza de sensor 7 para leer el cambio de posición, rodillos de guiado 3 laterales izquierdos y derechos que están colocados para un deslizamiento en la escala de vidrio 2, un rodillo de guiado 4 inferior, y un alojamiento 15 en una base de escala 1 para el guiado del rodillo de guiado inferior. En el uso, el patín 6, tal como se muestra en la figura 9, está cubierto por la base de escala 1 cuya abertura está cerrada de manera estanca mediante un elemento de cobertura 19.

El elemento de fijación 11 está colocado en la parte móvil 31 de la máquina-herramienta y está compuesto, entre otras cosas, por un tramo 8 angular, un brazo 9 y un árbol 10. El tramo 8 angular tiene un grado de libertad (giro) en

la unión con el patín 6 debido al árbol 10.

Un segundo cojinete de giro 14 configurado en el elemento de fijación 11 está dispuesto mediante un punto de giro de acoplamiento que se encuentra entre los mismos con respecto a un primer cojinete de giro no representado configurado en el patín 6 y está acoplado con el mismo mediante la tracción dirigida en cada caso en direcciones contrarias de un resorte helicoidal de tracción 16 mediante el punto de giro de acoplamiento. El tramo 8 angular del elemento de fijación 11 está acoplado mediante el punto de giro de acoplamiento mediante la fuerza tensora del resorte 16 en un estado casi flotante con el patín 6 que tiene la pieza de sensor 7.

La base de escala 1 y el elemento de fijación 11 del dispositivo de medición de longitud 100 están colocados en la parte estacionaria 30 o en la parte móvil 31 de la máquina-herramienta, y la dimensión de movimiento (el desplazamiento de posición) de la parte móvil 31 de la máquina-herramienta se establece como dimensión de movimiento relativa entre la escala de vidrio 2 y la pieza de sensor 7 del patín 6 en la dirección de medición X.

Para esta finalidad es necesaria una fijación exacta a lo largo de la dirección de medición X para la colocación del dispositivo de medición de longitud 100, además de la necesidad de un comportamiento común con el banco o similares de la máquina-herramienta. En lo que al comportamiento de fijación se refiere, la superficie de colocación 23a en forma de raya continua en la dirección de medición X del lado posterior de escala se fija a través de aberturas de colocación 25 y tornillos 26 apoyándose en varios puntos contra el banco de la máquina-herramienta, tal como se muestra en las figuras 8 a 10. Dado que la escala de vidrio 2 con la base de escala 1 está recogida como estándar, ésta sigue al estado de colocación de la base de escala 1.

Para el uso del dispositivo de medición de longitud 100 con una buena exactitud es necesaria una colocación con respecto al guiado de máquina con un buen desarrollo del lado superior y de la superficie de colocación de la base 25 de escala 1 en la colocación de la base de escala 1 (de la carcasa) . En lo que al desarrollo del lado superior de la base de escala 1 se refiere se realiza una regulación comprobando el desarrollo con respecto al guiado de máquina mediante un reloj de medición o similares. Dado que en la superficie de colocación 23a existe una dependencia de la exactitud de desarrollo de la superficie en el banco en el que se realiza la colocación, se tiene que fabricar previamente de modo que se obtiene una buena exactitud de desarrollo de la superficie en el banco en el que se realiza la colocación.

Sin embargo, en la superficie de colocación 23a de la base de escala 1 se produce una carga de compresión, debido al apretado de los pernos roscados de colocación, de las zonas en las que se realiza el apretado en la dirección del apretado, por lo que aparecen deformaciones. Por tanto, sólo las zonas en las que se realiza el apretado se prensan y se deforman de manera cóncava, por lo que se producen ondulaciones no planas a lo largo de la dirección longitudinal de la base de escala.... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de medición de longitud, que tiene -una escala (2) , -una unidad de patín (6) que palpa esta escala (2) y que genera un valor de medición de posición, -una base de escala (1) hueca que aloja la escala (2) y la unidad de patín (6) , estando la escala (2) fijada en contacto con una superficie interior de la base de escala (1) y existiendo aberturas de colocación (25) separadas lateralmente entre sí al lado de la escala (2) en la base de escala (1) en la dirección de medición (X) para la colocación de la base de escala (1) , y existiendo superficies de colocación (23) que inciden sobre la superficie en la que se realiza la colocación, caracterizado por que las superficies de colocación (23) están dispuestas en tramos de colocación (21) en la circunferencia de las aberturas de colocación (25) y, visto en la dirección de medición (X) , existiendo en cada caso entre dos tramos de colocación (21) una zona de superficie (24)

retirada con respecto a las superficies de colocación (23) que no está en contacto con la superficie en la que se realiza la colocación, estando las superficies de colocación (23) y las zonas de superficie (24) retiradas formadas en una sola pieza en la base de escala (1) .

2. Dispositivo de medición de longitud de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que las superficies de colocación (23) discurren en forma de banda en la dirección de medición (X) y están dispuestas en cada caso a ambos lados de una abertura de colocación (25) , estando la superficie en el espacio intermedio entre estas superficies de colocación (23) que discurren en forma de banda también retirada con respecto a las superficies de colocación (23) .