DE60001193T2

DE60001193T2 - Apparatur zur Positionsbestimmung für eine Koordinaten-Positionierungsmaschine

Info

Publication number: DE60001193T2
Application number: DE60001193T
Authority: DE
Inventors: Jonathan Paul Fuge; David Roberts Mcmurtry; Benjamin Jason Merrifield; Victor Gordon Stimpson
Original assignee: Renishaw PLC
Current assignee: Renishaw PLC
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 2000-05-04
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2020-05-05
Also published as: US6496273B1; JP2000346614A; JP4521094B2; EP1050368B1; DE60001193D1; ATE231043T1; EP1050368A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die einer Koordinatenpositionierungsmaschine (wie beispielsweise einer Werkzeugmaschine) ermöglicht, die Position eines Objektes in Bezug zu einem Referenzpunkt zu bestimmen. Sie kann beispielsweise an einer Werkzeugmaschine für Werkzeugeinstellvorgänge verwendet werden.
Eine bekannte Werkzeugeinstellvorrichtung zur Verwendung an einer Werkzeugmaschine umfasst eine Lichtquelle, die einen feinen Lichtstrahl erzeugt, der auf einen Detektor einfällt. Während eines Werkzeugeinstellvorgangs wird die Maschine betrieben, um das Werkzeug in einer Richtung quer zu der Richtung der Ausbreitung des Lichtstrahls zu bewegen, bis ein Teil des Werkstückes den Durchgang des Lichtstrahls unterbricht. Eine Detektion dieser Unterbrechung resultiert in der Erzeugung eines Auslösersignals in der Detektionseinheit, das durch die Maschine verwendet wird, um die relative Position ihrer bewegenden Teile herzustellen und damit Abmessungen des Werkstücks zu bestimmen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus dem deutschen Patent Nrn. DE 42 38 504 und DE 42 44 869, dem französischen Patent Nr. 2,343,555, dem europäischen Patent Nr. 98 930 und den U.S. Patenten Nrn. 4,518,257, 3,900,738 und 3,749,500 bekannt. Die Vorrichtungen können zusätzlich zur Messung der Länge oder des Durchmessers eines Werkzeugs verwendet werden, um einen Werkzeugbruch oder einen Werkzeugverschleiß zu überwachen.
Die Vorrichtungen, die in den oben beschriebenen Patentbeschreibungen offenbart sind, verwenden einen schmalen Lichtstrahl, in oder durch den das Werkzeug geführt wird. Die Detektionseinheiten detektieren, wenn das Werkzeug in den Strahl einbricht, aus dem resultierenden Abfall der Intensität des auf diese fallenden Lichtes.
Die Genauigkeit, mit der diese Vorrichtungen eine Werkzeugposition messen können, ist abhängig von dem Durchmesser des Laserstrahls, wobei gilt, dass, je kleiner der Durchmesser, um so genauer die Messung ist.
Beispielsweise beschreibt das französische Patent Nr. 2,343,555 ein System, in welchem der Laser einen kohärenten Strahl erzeugt, dessen Durchmesser in der Größenordnung von 0,7 bis 0,8 mm liegt. Das europäische Patent Nr. 98,930 schlägt die Verwendung einer Laserlichtquelle vor, da Laser einen scharf definierten Lichtstrahl für eine hohe Messgenauigkeit liefern. Das U.S. Patent Nr. 4,518,257 beschreibt ein System, in welchem der Laserstrahl auf eine schmale Überprüfungszone fokussiert wird, an der alle Messungen durchgeführt werden.
Ein Problem mit all diesen Vorrichtungen besteht darin, dass es bei kleiner werdendem Laserstrahl zunehmend schwieriger wird, den Laserstrahl mit dem Detektorsystem auszurichten.
Ein anderes Problem mit Systemen nach dem Stand der Technik, die beispielhaft durch das europäische Patent Nr. 98,930 dargestellt werden, besteht darin, dass das optische System sauber gehalten werden muss, um einen Aufbau von Schmutzstoffen an den optischen Komponenten zu vermeiden, die die Intensität von Licht, das durch den Empfänger empfangen wird, verringern können und zur Folge haben können, dass das Signal von dem Detektor zu früh ausgesendet wird. Dies ist insbesondere der Fall bei Vorrichtungen, die sich auf eine Verringerung der Intensität verlassen, die durch die kleinste Behinderung des Strahles erzeugt wird, um ein Messsignal zu erzeugen.
Das europäische Patent Nr. 98,930 beschreibt zwei Verfahren, um ein optisches System rein zu halten, von denen eines das Lenken eines Druckluftstromes an die äußeren Glasflächen der Gehäuse des Senders und Empfängers und das andere den Gebrauch eines bewegbaren mechanischen Verschlusses betrifft. Diese Verfahren erfordern die Vorkehrung zusätzlicher Kosten und zusätzlicher Komplexität für die Vorrichtungen.
Ein Problem mit einem fokussierten System, wie in dem U.S. Patent Nr. 4,518,257 besteht darin, dass das Werkzeug nur in der kleinen Überprüfungszone vermessen werden kann. Nicht fokussierte Systeme besitzen dieses Problem nicht, aber der Strahl muss genau mit einer Verlaufsachse der Werkzeugmaschine ausgerichtet werden, um genaue Messungen an beliebigen Stellen entlang des Strahlweges zu ermöglichen. Frühere nicht fokussierte Systeme waren schwierig auszurichten, da jedes Mal, wenn eine Einstellung bezüglich der Richtung des Strahlweges durchgeführt wurde, die Position des Strahls an zwei unterschiedlichen Positionen entlang des Weges, ggf. gefolgt durch eine weitere Einstellung überprüft werden musste.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sehen alternative Vorrichtungen vor, die zur Werkzeugeinstellung an einer Werkzeugmaschine (oder zu anderen Anwendungen an anderen Koordinatenpositionierungsmaschinen) geeignet sind. Die Vorrichtungen umfassen eine Anzahl technischer Aspekte, in denen sie sich von den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, die oben diskutiert wurden, unterscheiden, und die ermögli chen, dass verschiedene Probleme, die bei diesen Vorrichtungen nach dem Stand der Technik bestehen, beseitigt oder verringert werden können.
Die U.S. 3,900,738 zeigt ein nicht fokussiertes Werkzeugeinstellsystem ohne Schutz für seinen Lichtsender oder seine Lichtempfänger.
Die U.S. 3,749,500 zeigt einen optischen Messtaster und beschreibt den Gebrauch von Lichtstrahlöffnungen, die einen Luftdurchfluss besitzen, um eine Kontaminierung zu verhindern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Positionsbestimmungsvorrichtung für eine Maschine, die eine Koordinatenpositionierung verwendet, vorgesehen, wobei die Vorrichtung eine Lichtsendeeinheit und eine Lichtdetektionseinheit umfasst, wobei die Lichtsendeeinheit ein Gehäuse besitzt, in dem eine Lichtquelle angeordnet ist, um einen Lichtstrahl auszusenden, der sich im Gebrauch in Richtung der Lichtdetektionseinheit ausbreitet, die ihrerseits ein Gehäuse umfasst, um den sich von der Lichtsendeeinheit ausbreitenden Lichtstrahl zu detektieren, wobei eines oder beide der Gehäuse einen Lichtgang für den Strahl in der Form eines Kanals umfassen, durch den Druckluft vom Inneren des Gehäuses/der Gehäuse zu deren Außenseite geleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass sich der oder jeder Kanal quer oder schräg zu der allgemeinen Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahles erstreckt.
Der oder jeder Kanal besitzt bevorzugt eine Querschnittsfläche von 0,8 mm² oder weniger. Bevorzugter besitzt ein Kanal an seinem schmälsten Punkt eine Querschnittsfläche im Bereich von 0,02 mm² bis 0,8 mm². Wenn ein Kanal in etwa kreisförmig ist, würden derartige Flächen einen Durchmesser zwischen 50 Mikrometer und 1 mm haben. Kleine Kanäle dieser Größe werden oftmals als Stiftlöcher (pin holes) bezeichnet.
Bevorzugt ist der Lichtstrahl nicht kollimiert, so dass die Größe des resultierenden Punktes, der auf der Detektionseinheit ausgebildet wird, größer als der Kanal an der Lichtdetektionseinheit ist.
Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung von Aspekten der Ausführungsform von Fig. 1 ist, die nicht Teil der Erfindung sind;
Fig. 3 ein Detail einer Modifikation der Ausführungsform von Fig. 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4a-c Details von Fig. 3 sind;
Fig. 5 ein vertikaler Schnitt einer Lichtsendeeinheit einer alternativen Konfiguration gemäß der Erfindung ist;
Fig. 6 ein Schnitt an der Linie XIII-XIII in Fig. 5 ist; und
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Strahlausrichtung ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst eine Werkzeugeinstellvorrichtung, die beispielsweise zur Verwendung an einer Werkzeugmaschine geeignet ist, eine Lichtsendeeinheit 10, die einen Lichtstrahl 12 sendet, und eine Lichtdetektionseinheit 14, an der der Lichtstrahl 12 detektiert wird. Strom- und Signalsteuerkabel zu den Lichtsende- und Lichtdetektionseinheiten 10, 14 sind über Einlassdurchlässe 16 geführt, und beide Einheiten 10, 14 sind vorteilhafterweise über Ständer 18 an der Basis der Maschine entweder über eine Zwischenbasis 20, an der sie beide befestigt sind, oder direkt an der Basis der Maschine befestigt, auf der sie verwendet werden sollen.
Im Betrieb wird die Vorrichtung derart zur Werkzeugeinstellung verwendet, dass die Maschine, an der die Vorrichtung befestigt ist, so betrieben wird, um das Werkzeug in einer Richtung quer zu der Richtung zu bewegen, in der sich der Strahl 12 ausbreitet. Wenn ein vorbestimmtes Niveau an Verblendung/Verschließung des Strahls hergestellt worden ist, sendet die Detektionseinheit 14 ein Auslösesignal, das von der Maschine dazu verwendet wird, die relative Position ihrer relativ bewegbaren Teile zu bestimmen, wodurch ermöglicht wird, Abmessungen des Werkzeugs zu bestimmen.
Wie zusätzlich zur Verdeutlichung in Fig. 2 gezeigt ist, umfasst die Lichtsendeeinheit 10 eine Laserdiode 30, die den Strahl 12 erzeugt. Der Strahl 12 verläuft durch einen Lichtgang, in diesem Fall eine Öffnung 22, die durch einen Schirm 32 vorgesehen ist, und anschließend durch ein durchsichtiges oder transparentes Fenster 34, das in dem Gehäuse 36 der Lichtsendeeinheit vorgesehen ist. Der Strahl 12, der aus Laserlicht besteht, ist im Wesentlichen parallel, ist aber typischerweise unter einem kleinen Winkel divergent, sofern er nicht kollimiert ist. Bei dem vorliegenden Beispiel ist der Strahl absichtlich nicht kollimiert, und es wird zugelassen, dass dieser divergieren kann.
Die Lichtdetektionseinheit umfasst eine fotodetektierende Diode 40, die in Ausrichtung mit einer Öffnung 24 angeordnet ist, welche in einem Schirm 42 vorgesehen ist, der seinerseits hinter einem durchsichtigen Fenster 44 in dem Gehäuse 46 der Einheit 14 befestigt ist. Wenn sich der Strahl 12 von der Lichtsendeeinheit 10 ausgebreitet hat und auf das Fenster 44 einfällt, wird der Punkt, der durch seinen Einfall erzeugt wird, im Wesentlichen größer als die Öffnung 22 in den Schirm 42. Typischerweise liegt der Strahldurchmesser über einen Abstand von einem Meter zwischen der Lichtsendeeinheit 10 und der Lichtdetektionseinheit 14 in der Größenordnung von 4 mm an der Detektionseinheit 14, während die Öffnung 24 in dem Schirm 42 in der Größenordnung von 300 Mikrometer oder kleiner liegen kann.
Die Schirme 32/42 können eine Beschichtung auf Fenstern 34/44 sein, beispielsweise eine Chrombeschichtung, oder können eine geätzte Oberfläche auf dem Fenster sein.
Um sicherzustellen, dass beide Fenster 34 und 44 eine Außenfläche besitzen, die frei von Schmutzstoffen ist, sind beide Fenster einem Druckluftstrom ausgesetzt. Hochdruckluft wird über Einlassdurchlässe 60 bzw. 62 an die Sende- und Detektionseinheiten 10, 14 geliefert und ist auf die Oberfläche des Fensters über pilzartige Elemente 70 gerichtet.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sind bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung entweder eines oder beide Fenster 34, 44 hinter einem weiteren Schirm 100 positioniert. Luft wird an die Kammer 102, die zwischen den Fenstern 34, 44 und dem Schirm 100 gebildet ist, bei einem Druck von beispielsweise 1,5 bar geliefert und tritt aus der Kammer 102 über einen Kanal 104 in dem Schirm 100 aus. In diesem Fall bildet der Kanal 104 einen Lichtgang und ist so ausgestaltet, dass er sich in einer Richtung quer oder schräg zu der Ausbreitungsrichtung des Strahls 12 erstreckt (beispielsweise unter 10-20º zu der allgemeinen Ausbreitungsrichtung des Strahls 12), und daher besitzt die resultierende Luftströmung eine minimale Wirkung auf die Strahlausbreitung. Wenn der Kanal parallel zu dem Strahl wäre, dann könnten Turbulenzen entlang des Weges des Strahls die Genauigkeit der Messung beeinflussen. Der Strahl 12 verläuft durch den Kanal 104 aufgrund der inneren 110 und äußeren 112 Öffnungen desselben, die teilweise in Ausrichtung zueinander liegen, wie in dem Vorderseitenaufriss und den perspektivischen Ansichten der Fig. 4a bzw. 4b und in der Schnittansicht von Fig. 4c gesehen werden kann.
Ein ähnlicher Kanal 104 kann an der Detektoreinheit 14 wie auch an der Sendeeinheit 12 oder statt dessen nur an der Sendeeinheit 12 ausgebildet sein. Typischerweise ist dieser oder sind diese Kanäle ein Stiftloch, das sich unter 15º zu der allgemeinen Ausbreitungsrichtung des Strahls 12 erstreckt/erstrecken und einen Durchmesser von 1 mm oder kleiner oder eine Querschnittsfläche von 0,8 mm² oder kleiner besitzt/besitzen. Wenn das Stiftloch schräg gestellt/geneigt ist, ist seine wirksame Querschnittsfläche kleiner, und es stellt einen nicht kreisförmigen Querschnitt für hindurchgelangendes Licht dar.
Die Öffnungen 22 oder 24 können einen kleineren Durchmesser als der Kanal 104 besitzen und können genauso gut weggelassen werden. Fig. 4 zeigt einen feinen Strahl 12, der sich durch den Kanal 104 ausbreitet, ohne die Seiten zu berühren. In diesem Fall besitzt die Öffnung 22 einen kleineren Durchmesser als der Kanal 104. Wenn eine Öffnung 22/24 vorgesehen ist, besitzt sie eine Querschnittsfläche von 0,8 mm² oder kleiner.
Die vorher beschriebenen Ausführungsformen verwenden alle einen Lichtgang, der eine relative kleine Querschnittsfläche von beispielsweise 0,8 mm² oder kleiner besitzt. Die kleine Fläche erlaubt einen feinen Strahl, was eine verbesserte Genauigkeit bei der Bestimmung einer Position ergibt, wenn ein Objekt den Strahl verschließt/verblendet. Die Verwendung eines divergenten Strahls verschlechtert diese Genauigkeit nicht, vorausgesetzt, es wird ein Lichtgang mit kleiner Fläche an zumindest dem Detektor verwendet. Die Genauigkeit wird in einer derartigen Anordnung beibehalten, da der Detektor dann nur eine Lichtsäule von der Lichtquelle und nicht den restlichen divergenten Strahl "sieht". Als Folge davon wird nur diese Säule durch den Lichtdetektor detektiert, und das restliche divergente Licht wird ignoriert. Die Verwendung von divergentem Licht besitzt den Vorteil, dass der Detektor nicht exakt in Linie mit dem Sender sein muss. Eine geringfügige Fehlausrichtung wie auch eine geringfügige Vibration ist somit möglich. Der Detektor sieht unter diesen Umständen immer noch eine schmale Lichtsäule, die überwacht werden kann.
Nachfolgend wird die Ausführungsform gemäß der Fig. 5-7 beschrieben.
Die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Lichtsendeeinheit umfasst ein Gehäuse 300, das eine Laserdiode 302 und eine kollimierende Linse 304 umfasst. Somit verwendet diese Ausführungsform einen kollimierten Lichtstrahl anstatt eines divergierenden Strahls. Jedoch ist der Strahl nicht fokussiert, und daher (sobald der Strahl mit den Achsen der Werkzeugmaschine ausgerichtet worden ist) sind Werkzeugeinstellmessungen an einer beliebigen Stelle entlang der Länge des Strahles möglich. Wie zuvor beträgt der Durchmesser des Strahles etwa 1 mm oder weniger. Folglich besteht kein Bedarf nach relativ großen Öffnungen, um den Strahl von der Lichtsendeeinheit zu leiten oder in die Lichtdetektionseinheit zu leiten.
Die Laserdiode 302 und die Linse 304 sind zusammen in einer Einstelleinheit 306 befestigt. Diese ist einstellbar an dem Gehäuse 300 durch eine kugelförmige Lagerfläche 308 befestigt. Diese ist bei der vorliegenden Ausführungsform als eine Oberfläche der Einstelleinheit 306 gezeigt, könnte aber gleichermaßen eine Oberfläche des Gehäuses 300 sein, die mit der Einstelleinheit zusammenpasst.
Die Einstelleinheit 306 besitzt Stellschrauben 310. Mit deren Verwendung kann die optische Achse, entlang der die Laserdiode 302 und Linse 304 den Laserstrahl projizieren, sowohl vertikal als auch horizontal über einen kleinen Winkel eingestellt werden.
Die Wirkung dieser Einstellung kann Fig. 7 entnommen werden. Diese Figur zeigt die Lichtsendeeinheit 300 und auch die Lichtdetektionseinheit 320. Es kann gesehen werden, dass die kugelförmige Lagerfläche 308 an einem Punkt 312 zentriert ist, der entlang des Weges des Laserstrahls zwischen der Lichtsendeeinheit 300 und der Detektionseinheit 320 angeordnet ist. Fig. 7 zeigt drei mögliche Strahlwege 314 für drei mögliche Einstellpositionen der Einstelleinheit 306, und all diese möglichen Wege verlaufen durch den Punkt 312.
Die Werkzeugeinstellvorrichtung wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 wie folgt eingestellt. Wenn die Laserdiode 302 Licht aussendet, wird die Detektionsseinheit 320 zunächst sowohl vertikal (Pfeile 322) als auch horizontal eingestellt, um so den Laserstrahl zu empfangen. Als nächstes wird der Strahl an dem Punkt 312 durch ein Werkzeug oder ein anderes Objekt 330, das in der Maschinenwerkzeugspindel 332 befestigt ist, abgetastet. Die vertikalen und horizontalen Positionen des Strahles werden an diesem Punkt 312 aufgezeichnet.
Für eine genaue Werkzeugeinstellung ist es erforderlich, dass der Laserstrahl mit einer der Verlaufsachsen der Werkzeugmaschine ausgerichtet wird. Um dies sicherzustellen, muss die Ausrichtung des Strahls so eingestellt werden, dass dieser an einer weiteren Position 318 an denselben vertikalen und horizontalen Koordinaten wie bei der Position 312 angeordnet ist. Daher wird das Werkzeug 330 durch die Spindel 332 an den Ort 318 bewegt, wie in gestrichelten Linien angezeigt ist, und der Strahl wird wiederum an diesem Ort 318 abgetastet.
Es ist selbstverständlich unwahrscheinlich, dass der Strahl anfangs korrekt ausgerichtet worden ist, und folglich werden die horizontalen und vertikalen Koordinaten des Strahles an dem Ort 318 nicht mit denjenigen übereinstimmen, die an dem Punkt 312 genommen wurden. Die Einstelleinheit 306 wird daher unter Verwendung der Schrauben 310 eingestellt, um den Strahl neu auszurichten. Da die Lagerfläche 308 an dem Punkt 312 zentriert ist, ist sichergestellt, dass der Strahl weiterhin durch den Punkt 312 verläuft. Daher ist es, wenn der Strahl eingestellt wird, nur erforderlich, diesen an dem Ort 318 erneut abzutasten, wobei weitere Einstellungen gemacht werden, wie erforderlich ist, um den Strahl mit der Maschinenachse auszurichten. Während dieser Einstellungen wird die Detektoreinheit 320 selbstverständlich nach Bedarf neu positioniert, um den Strahl abzufangen.
Das eben beschriebene Verfahren zur Einstellung ist aufgrund der kugelförmigen Lagerfläche 308 erheblich einfacher. Dies ist darauf zurückzuführen, dass es nur erforderlich ist, den Laserstrahl nach jeder Einstellung an dem Ort 318 neu abzutasten und ihn nicht an dem Ort 312 nach jedem Einstellschritt neu abzutasten. Jedoch ist es selbstverständlich möglich, wenn es gewünscht ist, an der Position 312 als eine Endüberprü fung erneut abzutasten, wenn die gesamte Einstellung durchgeführt worden ist.
Aus den Fig. 5 und 6 kann gesehen werden, dass die Einstelleinheit 306 einen Austrittskanal 340 für den Laserstrahl umfasst. Dieser wird mit Druckluft versorgt, wie zuvor. Ebenfalls wie zuvor ist der Kanal 340 quer oder schräg zu dem Laserstrahl geführt, so dass die Luftströmung eine minimale Störung bezüglich des Strahles bewirkt, wenn sich dieser in Richtung der Detektoreinheit 320 ausbreitet.
Die Druckluft zu dem Kanal 340 wird durch Durchgänge in der Vorderwand des Gehäuses 300 geliefert, die durch einen ringförmigen Raum 342 zwischen der Einstelleinheit 306 und dem Gehäuse 300 verlaufen. Wenn dies so ist, steht sie in Kontakt mit einem Körperteil 344 der Einstelleinheit 306, die in thermischem Kontakt mit der Laserdiode 302 steht. Dieses Körperteil besteht aus einem thermisch leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium, und wirkt als eine Wärmesenke/Kühlkörper. Das Ergebnis ist, dass die Druckluft, die durch den ringförmigen Raum 342 strömt, die Laserdiode kühlt.
Die Einstelleinheit 306 ist mit geeigneten O-Ringen versehen, um die Druckluft abzudichten, wobei ein O-Ring 346 und ein O-Ring 348 vorgesehen sind. Der O-Ring 348 dichtet zwischen dem Gehäuse 300 und der kugelförmigen Lagerfläche 308 ab. Der O-Ring 346 sieht eine ausreichende Flexibilität vor, um die Schrägstellung der Einstelleinheit 306 horizontal und vertikal zuzulassen, während die Dichtung beibehalten wird.
Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen muss der Kanal 340 nur klein sein, da der Laserstrahl nicht fokussiert ist und selbst auf einen kleinen Durchmesser kollimiert ist. Der Luftverbrauch ist daher gering.
Da die Druckluft sicherstellt, dass der Kanal rein bleibt, ist ein Verschluss /eine Blende über dem Kanal nicht erforderlich, obwohl ein solcher ggf. vorgesehen werden kann.
Selbstverständlich ist es bei den Ausführungsformen der Fig. 4 und der Fig. 5-7 möglich, einen quer verlaufenden oder schräg verlaufenden Kanal vorzusehen, der zu dem Photodetektor in der Detektionseinheit führt, und diesen mit Druckluft auf dieselbe Art und Weise wie bei der Lichtsendeeinheit rein zu halten.
Die vorliegende Erfindung ist unter Verwendung einer Laserdiode als eine Lichtquelle beschrieben und veranschaulicht worden, von der der Lichtstrahl 12 erzeugt wird. Jedoch können andere Formen elektromagnetischer Strahlung verwendet werden, und es kann eine beliebige Lichtquelle verwendet werden, um den Strahl 12 zu erzeugen, vorausgesetzt, dass eine ausreichend hohe Helligkeit von dem Strahl an der Detektionseinheit 14 erhalten werden kann.

Claims

1. Positionsbestimmungsvorrichtung für eine Maschine, die eine Koordinatenpositionierung verwendet, wobei die Vorrichtung eine Lichtsendeeinheit (10) und eine Lichtdetektionseinheit (14) umfasst, wobei die Lichtsendeeinheit ein Gehäuse (36) besitzt, in dem eine Lichtquelle (30) angeordnet ist, um einen Lichtstrahl (12) auszusenden, der sich im Gebrauch in Richtung der Lichtdetektionseinheit (14) ausbreitet, die ihrerseits ein Gehäuse (46) und eine Lichtdetektionsvorrichtung (40) umfasst, um den sich von der Lichtsendeeinheit (14) ausbreitenden Lichtstrahl (12) zu detektieren, wobei eines oder beide der Gehäuse einen Lichtgang für den Strahl (12) in der Form eines Kanals umfassen, durch den Druckluft vom Inneren des Gehäuses/der Gehäuse zu deren Außenseite strömen kann, dadurch gekennzeichnet, dass sich der oder jeder Kanal quer oder schräg zu der allgemeinen Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahles erstreckt.

2. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Kanal eine Querschnittsiläche von 0.8 mm² oder kleiner besitzt.

3. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl (12) nicht kollimiert ist, so dass die Größe des resultierenden Punktes, der auf der Detektionseinheit (14) gebildet wird, größer als der Kanal an der Lichtdetektionseinheit ist.