Aus Einzelstücken zusammengesetzter Längenmassstab
Die Erfindung betrifft einen aus Einzelstücken zusammengesetzten und an den Übergangsstellen einen Spalt aufweisenden Längenmassstab, wie er beispielsweise in Verbindung mit optischen Ableseeinrichtungen oder lichtelektronischen Weggebern an Werkzeugmaschinen zur Positionierung der Maschinenschliften angewendet wird.
Bekannte aus Einzelstücken zusammengesetzte Massstäbe sind m den Übergangsstellen so ausgebildet, dass sie sich dort entweder unmittelbar berühren oder aber einen geringen Spalt zwischen den Einzelstücken aufweisen. Die Übergangsstellen sind dabei so gelegt, dass sie sich zwischen zwei Teilstrichen befinden. Die Trennkanten der beiden Einzelstücke werden rechtwinklig oder schräg zum Massstabrand gelegt. Die Teilstriche derartiger Masstäbe sind bei der Verwendung der optischen Ableseeinrichtungen meist als nichtreflektierende Einfach- oder Doppelstriche auf einer polierten Fläche und bei Anwendung mit lichtelektronischen Weggebern als reflektierende Stege auf mattem Grunde aufgebracht.
Ein Nachteil der bekannten an den tSbergangsstel- len mit Berührung arbeitenden Massstäbe besteht darin, dass ihre Herstellung sehr teuer ist. Nach dem Aufbringen der Teilung muss an den beiden Enden so lange eine spanabhebende Bearbeitung erfolgen, bis der über den Stoss gemessene Abstand der nächstliegenden Teilstriche dem eines Intervalles des betreffenden Massstabes entspricht. Beim Zusammenstossen des Massstabes ist jedoch, wenn nicht die äusserste Sorgfalt angewendet und die peinlichste Sauberkeit der Endflächen erreicht wird, eine fehlerfreie Reproduktion des Stosses nicht gewährt.
Die bekannte Ausbildung der Übergangsstellen der Einzelstücke des Massstabes als Spalt beseitigt die vorgenannten Nachteile, erfordert aber, dass beim Zusammenstossen der Einzelstücke Messeinrichtungen angewendet werden, mit denen der zu justierende Abstand zwischen dem letzten Teilstrich des ersten Einzelstükkes und dem ersten Teilstrich des zweiten Einzelstükkes ausgemessen werden kann. Die für den Abstand der beiden Teilstriche und damit den Anschluss des zweiten Einzelstückes an das erstere erreichbare Genauigkeit wird damit duroh die systematischen und zufälligen Fehler der verwendeten Messeinrichtungen beschränkt.
Ausserdem sind für das Zusammensetzen derartiger Massstäbe immer die beschriebenen Messeinrichtungen erforderlich, die jedoch nicht in jedem Fall, zum Beispiel bei der Montage einer Wegmesseinrichtung zu einer numerischen Positionssteuerung an einer Werkzeugmaschine vorhanden sind.
Zweck der Erfindung ist es, die den beschriebenen zusammengesetzten Längenmassstäben anhaftenden Mängel zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus Einzelstücken zusammensetzbaren Längenmassstab zu schaffen, der sich ohne teure Bearbeitung der Endflächen der Einzelstücke und ohne das Gebundensein an komplizierte Messeinrichtungen mit hoher Genauigkeit, z. B. an einer Werkzeugmaschine aneinander setzen lässt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass als Übergangsstelle zwischen den Einzelstükken ein Spalt vorgesehen ist, der mindestens einen oder mehrere den beiden Einzelstücken gemeinsame Teilstriche quer zu ihrer Längsachse schneidet. Vorteilhaft ist dabei der Spalt mit zwei Knickstellen ausgeführt, wobei der zwischen den Knickstellen liegende Spaltbereich einen oder mehrere den beiden Einzel drücken gemeinsame Teilstriche auf der Teilungsmittellinie des Massstabes oder parallel zu dieser schneidet.
Die ausserhalb der Knickstellen verlaufenden und die Einzelstücke weiter trennenden Spaltlinien sind zwischen jeweils zwei Teilstrichen gelegt und verlaufen in einem rechten oder einem spitzen Winkel zum Rand des Massstabes hin.
Durch diese Spaltausführung wird erreicht, dass die Einzelstücke des Massstabes, ohne eine besondere Messeinrichtung verwenden zu müssen, aneinander gesetzt werden können. Die Einzelstücke brauchen nur unter Zuhilfenahme einer Lupe so zueinander justiert zu werden, dass der oder die durch den querliegenden Spalt getrennten Strichhälften des vorangehenden und des nachfolgenden Einzelstückes fluchten. Nach den Erfahrungen der physiologischen Optik lassen sich bei dem hier angewendeten Koinzidenzabgleich mit unbewaffnetem Auge Einstellunsicherheiten bis I 15 Winkelsekunden das sind 20 drm bezogen auf die deutliche Sehweite von 250 mm erreichen.
Wird bei der Einstellung eine 10-fach vergrössernde Lupe angewendet, so beträgt der zu erwartende Fehler für das Ansetzen der Einzelstücke nicht mehr als + 2, am. Die Genauigkeit kann weiter gesteigert werden, wenn diese Lupe durch eine Blende im hinteren Brennpunkt als telezentrische Lupe gestaltet wird und in dem vorderen Brennpunkt eine den Teilstrich eingabelnde Symmetriemarke angebracht wird.
Der den oder die Teilstriche schneidende Spalt kann vorteilhaft auch in der Form gestaltet sein, dass er einen gerade durchgehenden Verlauf besitzt und in einem spitzen Winkel zum Massstabrand angeordnet ist.
Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf Massstäbe, die optisch oder fotoelektronisch abgetastet werden, sondern auch auf solche für kapazitive, induktive oder pneumatische Abgriffe.
Die Erfindung soll nachstehend an den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt die Übergangsstellen von zwei Teilstükken 1 und 2 eines Längsmassstabes, bei denen der Spalt 3 zwei Knickstellen aufweist und zwischen den Knickstellen auf der Mittellinie 4 der Teilung verläuft und einen den Einzelstücken 1 und 2 gemeinsamen Teilstrich 5 schneidet. Ausserhalb der Knickstellen rerläuft der Spalt 3 zwischen jeweils zwei Teilstrichen 5 und 6 rechtwinklig auf den Massstabrand 7 zu.
In Fig. 2 schneidet der zwischen den Knickstellen liegende Bereich des Spaltes 3 parallel zur Teilungsmittellinie 4 mehrere Teilstriche.
Bei Fig. 3 liegen die ausserhalb der Knickstellen verlaufenden Linien des Spaltes 3 in einem spitzen Winkel zum Massstabrand 7.
Fig. 4 zeigt einen Massstab mit geneigten Rasterfeldern 8 und einen zwei Knickstellen aufweisenden Spalt 3.
In Fig. 5 und 6 sind die Übergangsstellen zwischen den Teilstücken 1 und 2 des Massstabes als ein in einem spitzen Winkel zum Massstabrand 7 liegender Spalt 3 ausgebildet, der einen beziehungsweise zwei den beiden Teilstücken 1 und 2 gemeinsame Teilstriche 5 schneidet.
Fig. 7 zeigt einen aus den Teilstücken 1, 2 und 9 zusammengesetzten, erfindungsgemässen Massstab.