位置测量机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的位置测量机构。
【背景技术】
[0002]这种位置测量机构尤其在加工机器中用于测量工具关于待加工的工件的相对位置、在坐标测量机中用于获得被测物体的位置和尺寸以及也在半导体工业中使用。在此，标尺(Mafistab)直接组装(anbauen)在第一物体处，例如驱动单元(例如线性马达)处或者标尺组装在通过驱动单元进行驱动的部件处。相对于运动的标尺，位置测量机构的扫描单元固定地布置在第二物体处，该第二物体的位置应该进行测量。
[0003]在位置测量中，要考虑到由温度引起的标尺相对于第一物体的偏移。为此，根据WO2012/114168 Al，标尺的偏移在标尺的参考点处借助于测头(Taster)直接进行测量。为了检测参考点外标尺的温度引起的偏移，将温度传感器配属于标尺。在参考点外的位置处，标尺的温度引起的偏移能够由测量的温度和标尺材料的热膨胀系数求得。
【发明内容】
[0004]本发明的任务在于，说明一种位置测量机构，所述位置测量机构紧凑地进行构造并且利用所述位置测量机构能够尽可能精确地求得标尺的温度引起的偏移，即标尺的线膨胀。
[0005]根据本发明，该任务通过具有权利要求1所述的特征的位置测量机构得到解决。
[0006]所述位置测量机构包括第一组合件和第二组合件，其中，所述第一组合件具有型材，所述型材承载有带有第一测量刻度的标尺，并且所述第二组合件包括第一扫描单元，并且为了测量第一物体相对于第二物体的位置，所述第一组合件能够安装在待测量的第一物体处并且所述第二组合件能够安装在待测量的第二物体处并且所述第一扫描单元能够沿着沿着测量方向的移动路径移动并且在此扫描标尺的第一测量刻度，所述标尺具有第二测量刻度，并且在所述型材处布置至少一个第二扫描单元，利用该第二扫描单元能够扫描第二测量刻度并且为了测量所述标尺相对于第一物体的偏移，如此布置第二扫描单元，从而实现所述第一扫描单元沿着移动路径与第二扫描单元垂直于测量方向间隔地、无碰撞地移动。
[0007]本发明在用于较长的测量长度的位置测量机构中能够尤其有利地使用。在该情况下，在型材处设置多个沿着测量方向相互间隔的第二扫描单元。
[0008]有利的是，所述第二扫描单元沿着测量方向弹性挠性地与所述型材进行连接并且所述第二扫描单元如此进行构造，使得所述第二扫描单元在第一物体处通过以下方式能够固定地进行固定，即所述第二扫描单元具有例如用于拧紧在第一物体处的孔。通过该措施，在位置测量机构的测量运行期间，标尺相对于第一物体的偏移能够在不影响型材的情况下进行测量。第二扫描单元与型材之间的弹性的连接能够借助于沿着测量方向能够偏移的固体关节实现。
[0009]所述第二扫描单元的特别节省空间的和受到保护的布置通过以下方式得到确保，即所述型材具有凹槽，在所述凹槽中装入所述第二扫描单元。
[0010]所述型材优选是空心型材，所述标尺布置在所述空心型材的内腔中并且该内腔形成第一扫描单元的移动路径。在该情况下，特别有利的是，所述第二扫描单元装入型材的凹槽中并且在型材和第二扫描单元之间设置将内腔相对于外部的环境进行密封的密封件。
[0011]有利的是，所述标尺仅仅在一个唯一的位置处位置固定地在所述型材处进行固定(固定点)并且在剩余的区域中如此在所述型材处进行布置，使得所述标尺能够相对于型材沿着测量方向膨胀。至少一个第二扫描单元布置在所述标尺能够相对于所述型材沿着测量方向膨胀的位置处。如果所述标尺是尺寸带，那么该尺寸带在一个端部处能够位置固定地在所述型材处进行固定(固定点)并且在另外的端部处进行张紧。
[0012]标尺和型材沿着测量方向在固定点外的相对偏移通过以下方式得到实现，即所述标尺平放在所述型材的表面处或者在中间连接例如弹性的粘合剂或者油膜的形式的弹性层的条件下平放在型材处。
[0013]此外，有利的是，所述尺寸带布置在型材的纵向槽中。
[0014]利用所述根据本发明进行设计的位置测量机构进行测量的标尺相对于第二扫描单元中的一个以及由此相对于第一物体的偏移的值能够应用于修正利用所述第一扫描单元进行测量的位置。
[0015]根据本发明的位置测量机构的有利的实施方式由在从属权利要求中举出的措施得出。
[0016]本发明的其它细节和优点根据实施例结合附图的以下说明进行解释。
【附图说明】
[0017]附图示出:
图1示出了根据本发明的位置测量机构的示意性的图示；
图2示出了图1的位置测量机构的标尺的第一视图；
图3示出了图1的位置测量机构的标尺的第二视图；
图4示出了位置测量机构的横截面的细节；
图5示出了根据图4的位置测量机构的视图；
图6示出了图5的放大的图示；并且，
图7示出了标尺的替代的设计方案。
【具体实施方式】
[0018]利用所述位置测量机构应该测量第一物体100相对于第二物体200沿着测量方向X的位置。所述位置测量机构包括第一组合件I和第二组合件2。
[0019]第一组合件I包括带有具有测量刻度41的标尺40的型材10，所述测量刻度在位置测量中由扫描单元20进行扫描，所述扫描单元沿着沿着测量方向X的移动路径能够移动并且在此扫描标尺40的测量刻度41。所述第一组合件I固定在待测量的第一物体100处用于位置测量。
[0020]第二组合件2包括扫描单元20，其固定在第二物体200处用于对第一物体100相对于第二物体200进行位置测量。构造所述扫描单元20用于无接触地扫描标尺40的测量刻度41。在有利的实施例中，构造所述扫描单元20用于光电地进行扫描并且所述扫描单元20包括光源22和探测器23。在扫描测量刻度41时，所述扫描单元20以已知的方式产生依赖于位置的电的扫描信号。
[0021]根据本发明，构造所述位置测量机构用于在至少一个测量位置P1、P2处额外地检测标尺40相对于第一物体100的偏移。为此，所述标尺40具有另外的测量刻度42。为了无接触地扫描该另外的测量刻度42，所述第一组合件I包括至少一个扫描单元30。
[0022]构造该另外的扫描单元30 (也称作第二扫描单元30)用于无接触地尤其是用于光电地进行扫描，并且所述另外的扫描单元30至少包括光源31和探测器32。所述探测器32可以是带有沿着测量方向X进行布置的探测器元件的探测器阵列或者是带有沿着测量方向X以及垂直于所述测量方向X进行布置的探测器元件的探测器阵列。
[0023]特别有利的是，构造所述位置测量机构用于在多个沿着测量方向X相互间隔的位置Pl和P2处检测标尺40相对于第一物体100的偏移。如在图1中示出的那样，为此，所述位置测量机构在位置Pl和P2的每个处分别具有所述另外的扫描单元30中的一个。所述扫描单元30构造成在所述位置Pl和P2处分别位置固定地固定在所述第一物体100处。
[0024]如此布置所述至少一个另外的扫描单元30，使得在用于测量沿着测量方向X的位置的测量运行中，实现所述第一扫描单元20沿着移动路径与第二扫描单元30垂直于测量方向X间隔地、无碰撞地移动。在此，垂直于测量方向X间隔意味着，所述扫描单元20能够从所述另外的扫描单元30旁边移过。
[0025]所述测量刻度41布置在标尺40的一侧上。在图2中示出了俯视图。另外的测量刻度42布置在所述标尺40的背侧上。在图3中示出了所述标尺40的背侧的视图。另外的测量刻度42至少在位置P1、P2处的另外的扫描单元30的区域中设置在所述标尺40处。所述另外的测量刻度42能够在标尺40上通过已知的平版印刷的方法进行制造，替代地，所述第二测量刻度42能够存在于条带(Streifen)上，其中，部分地在所述位置P1、P2处分别将所述条带中的一个固定尤其是粘贴在所述标尺40处。
[0026]替代地，另外的测量刻度42.1也能够布置在测量刻度41旁，即沿着垂直于测量方向X的方向观察在测量刻度41旁布置在标尺40.1的共同侧上。在图7中示出了这样进行构造的标尺40.1的俯视图。
[0027]本发明实现了，所述标尺40为了位置测量在一个位置处能够由扫描单元20进行扫描并且在相同的位置处或者在至少尽可能邻近于所述位置处能够由另外的扫描单元30进行扫描。由此，所述标尺40的偏移在该位置处或者至少尽可能邻近该位置处能够进行检测，在所述位置处也进行两个物体