DE2236489A1 - Vorrichtung zum messen der bewegung eines koerpers gegenueber einem anderen koerper - Google Patents

Description

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Vorrichtung zum Messen der Bewegung eines Körpers gegenüber einem anderen Körper

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Bewegung eines Körpers gegenüber einem anderen Körper.

Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen zum Messen der Bewegung eines Körpers gegenüber einem anderen Körper bekannt, von denen jedoch keine wirklich einfach aufgebaut ist und einfach bedienbar ist und gleichzeitig unter geringen Kosten hergestellt werden kann und sehr gute Ergebnisse liefert.

Ziel der Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute, unter niedrigen Kosten herstellbare Vorrichtung zum Messen der Bewegung eines Körpers gegenüber einem anderen Körper zu schaffen,· die sehr zuverlässig arbeitet und sehr einfach zu bedienen ist.

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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen der Bewegung eines Körpers gegenüber einem anderen Körper, die gekennzeichnet ist durch einen photosensiblen Träger, auf dem das Hologramm eines Maßstabes aufgezeichnet -ist und der mit einem der beiden Körper fest verbunden ist, eine Lichtstrahlquelle zur Beleuchtung des Hologramms unter einem im wesentlichen konstanten Winkel, wenn sich einer der Körper gegenüber dem anderen bewegt, und an dem anderen Körper fest angebrachte Einrichtungen zum punktförmigen Anvisieren des von dem beleuchteten Hologramm wiedergegebenen Bildes.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Bewegung eines Körpers gegenüber einem anderen Körper.

Die auf der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient zum Messen der beispielsweise linearen Bewegung eines Wagens 1, der sich gegenüber einem Sockel 2 beispielsweise mit Hilfe von Rädern 2 und 4 bewegen kann, die jeweils auf einer an dem Sockel 2 befestigten Schiene 5 bzw. 6 laufen.

Die Vorrichtung besitzt einen photosensiblen Träger bzw. eine photosensible Platte 7, auf welcher beispielsweise das Hologramm eines Maßstabes aufgezeichnet ist, der beispielsweise wie ein bekannter Maßstab oder ein Mikrometer mit bezifferten, in regelmäßigen Abständen angeordneten Markierungen versehen ist. Die photosensible Platte 7 ist mit dem Wagen 1 fest verbunden und kann von diesem in geradliniger Bewegung oder in Jeder Bewegung mitgenommen werden. Eine Lichtquelle 8 liefert einen Lichtstrahl 9* der

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beispielsweise durch eine afokale Einrichtung 11 verbreitert werden kann. Dieser Lichtstrahl 9 beleuchtet die Platte 7 unter einem im wesentlichen konstanten Winkel, wenn sich der Wagen 1 gegenüber dem Sockel 2 bewegt. Bei starken Relativbewegungen ist die Lichtquelle 8 vorzugsweise mit dem Wagen 1, bei Bewegungen geringer Amplitude ist sie mit dem Sockel 2 fest verbunden. Die einzige Bedingung ist hierbei, daß der Lichtstrahl 9 auf die Ebene der Platte 7 in einem im wesentlichen konstanten Winkel auftrifft.

Die Vorrichtung besitzt ferner Visiereinrichtungen, beispielsweise ein Fernrohr Io mit einem Strichkreuz, das mit dem Sockel 2 fest verbunden ist und so gerichtet ist, daß seine optische Achse 12 eine konstante Ausrichtung hat und ständig im wesentlichen auf das Bild 11 zu gerichtet ist, dessen Umriß auf der Zeichnung mit unterbrochenen-Linien dargestellt ist. Wenn sich der Wagen bewegt, nimmt er die photosensible Platte 7 und damit das Bild 11 mit, das somit mit dem Wagen 1 fest verbunden zu sein scheint. Ein Vorteil der Erfindung beruht darin, daß dank der Holor graphie auf einer photosensiblen Platte 7 mit sehr kleinen Abmessungen das Hologramm einer Meßskala mit großen Abmessungen aufgezeichnet werden kann; beispielsweise wird ein Maßstab von lom Länge auf einem Hologramm von Im Länge aufgezeichnet. Bekanntlich wird nämlich bei der bekannten Technik der Holographie das Bild des aufgenommenen Gegenstandes in der reellen Größe wiedergegeben, wobei die Größe der Platte, auf der das Hologramm aufgezeichnet 1st, keine Rolle spielt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß absolute, nicht inkrementale Messungen vorgenommen werden können, da das Hologramm eine Vergrößerung zuläßt. Dadurch erhält man dte für die Eintragung von Zählen zwischen den Maßteilungen erforderliche Grundlage.

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Die Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Es soll beispielsweise die lineare Bewegung des Wagens 1 gegenüber dem Sockel 2 gemessen werden.

Das auf der Platte 7 aufgezeichnete und durch den Lichtstrahl 9 beleuchtete Hologramm erzeugt das Bild 11, das vorzugsweise das Bild eines Maßstabes mit bezifferten Maßteilungen in Meter, Zentimeter oder Mikron ist. Befindet sich der Wagen in seiner Ausgangsstellung, so wird als erstes nach einem Blick durch das Visierfernrohr Io die Nummer der Markierung notiert, deren Bild beispielsweise mit dem Strichkreuz zusammenfällt. Nach einer Bewegung des Wagens wird die Nummer der Maßteilung notiert, die in dieser neuen Stellung mit dem Strichkreuz des Fernrohrs Io zusammenfällt. Dann ist lediglich die Differenz zwischen der Maßteilung der ersten Stellung und der der zweiten Stellung zu bestimmen, woraus sich die Bewegung des Wagens 1 gegenüber dem Sockel 2 ergibt.

Mit dieser Vorrichtung können auf einfache Weise Bewegungen aller Art, wie lineare Bewegungen oder Bewegungen auf gekrümmten Bahnen, gemessen werden, sofern die möglichen Bewegungen eines Körpers gegenüber einem anderen von vornherein bekannt sind. Das Hologramm kann durch eine kohärente und monochromatische Lichtquelle, beispielsweise einen Laser, beleuchtet werden. Zur Verringerung der Herstellungskosten können die Hologramme jedoch auch mit gebräuchlichen Lichtquellen unter Zuhilfenahme einiger Verbesserungen beleuchtet werden, indem diesen beispielsweise ein Interferenzfilter und eine Blende mit kleiner Öffnung beigegeben wird, mit denen eine für die Herstellung des Bildes des Hologramms ausreichende Kohärenz erreicht werden kann. Auf dem Hologramm können alle Arten von Bildern aufgezeichnet sein, mit denen eine Bewegung bestimmt werden kann, sofern der Abstand zwischen zwei beliebigen

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Punkten dieses Bildes bestimmt werden kann.

Eine derartige Vorrichtung ist in zahlreichen Bereichen, insbesondere zur Messung der Bewegungen der Schlitten von Werkzeugmaschinen, anwendbar. In diesem Anwendungsgebiet behindert nämlich die Ablagerung von Staub, selbst von lichtundurchlässigem Staub, auf einem Teil der Platte, auf der das Hologramm aufgezeichnet ist, nicht die Ablesung der Maßteilungen.» Dies hat lediglich einen sehr geringen Verlust der Leuchtkraft des wiedergegebenen Bildes zur Folge.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere können im Rahmen der Erfindung manche Anordnungen geändert werden oder manche Mittel durch andere entsprechende Mittel ersetzt werden.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   l.j Vorrichtung zum Messen der Bewegung eines Körpers gegenüber einem anderen Körper, gekennzeichnet durch einen photosensiblen Träger, auf dem das Hologramm eines Maßstabes aufgezeichnet ist und der mit einem der beiden Körper fest verbunden ist, eine Lichtstrahlquelle zur Beleuchtung des Hologramms unter einem im wesentlichen konstanten Winkel, wenn sich einer der Körper gegenüber dem anderen bewegt, und an dem anderen Körper fest angebrachte Einrichtungen zum punktförmigen Anvisieren des von dem beleuchteten Hologramm wiedergegebenen Bildes.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k θ η η zeichnet, daß die Einrichtungen zum Anvisieren aus einem Fernrohr mit einem Strichkreuz bestehen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k β n η zeichnet, daß die Lichtstrahlquelle aus einem Laser besteht.

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