JPH0244368B2 - - Google Patents
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- JPH0244368B2 JPH0244368B2 JP58101448A JP10144883A JPH0244368B2 JP H0244368 B2 JPH0244368 B2 JP H0244368B2 JP 58101448 A JP58101448 A JP 58101448A JP 10144883 A JP10144883 A JP 10144883A JP H0244368 B2 JPH0244368 B2 JP H0244368B2
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
- G01B5/0014—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
本発明は、直線型変位測定機に係り、特に、比
較的短尺のメインスケールを備えた直線型変位測
定機に用いるのに好適な、相対変位を測定される
べき2つの被測定物の一方に連結される枠体と、
該枠体に保持された、該枠体と熱膨脹係数が異な
る材料からなるメインスケールと、前記被測定物
の他方に連結され、メインスケールに沿つて移動
されるインデツクススケールとを有し、前記メイ
ンスケールとインデツクススケールの相対移動か
ら前記2つの被測定物間の相対変位を測定するよ
うにした直線型変位測定機の改良に関する。
The present invention relates to a linear displacement measuring machine, and particularly to a linear displacement measuring machine equipped with a relatively short main scale. A frame body to be connected,
a main scale held by the frame and made of a material having a coefficient of thermal expansion different from that of the frame; and an index scale connected to the other of the object to be measured and moved along the main scale; The present invention relates to an improvement of a linear displacement measuring machine that measures the relative displacement between the two objects to be measured from the relative movement of the main scale and the index scale.
一般に物体の長さ等を測定する測定機におい
て、その本体に対する測定子の移動量、コラムに
対するスライダーの移動量等のように、相対移動
するものの移動量を測定する場合、一方にメイン
スケールを保持した枠体、他方にインデツクスス
ケールを含む検出器を固定し、枠体と検出器の相
対変位量を、例えば光学的方法や電磁的方法によ
つて読取るようにした変位測定機が知られてい
る。
このような変位測定機、特に、透過型の変位検
出装置を備えた直線型変位測定機においては、一
般に、形状が複雑となる枠体が、検出部のシール
性、不燃性及び軽量化等のため、アルミニウム押
出型材で形成され、又、該枠体に保持されるメイ
ンスケールがガラスで形成されているため、温度
変化時に熱膨脹量に差が生じ、メインスケールが
変形して測定精度が低下したり、或いは、甚しい
場合には、メインスケールが破壊されることがあ
るという問題点を有していた。
従つて従来から、例えば第1図に示す如く、メ
インスケール10の直交する2面を、ゴム棒12
により枠体14のガイド面14A,14Bに押圧
した状態で、弾性接着剤16等を用いて、メイン
スケール10を枠体14に直接接着して、メイン
スケール10を弾性的に保持するようにしてい
た。
第1図において、20は、前記メインスケール
10の表面上を摺動する摺動駒22により、前記
メインスケール10と所定の位置関係を保持した
状態で、前記メインスケール10の長手方向に移
動するようにされたスライダー、24は、該スラ
イダー20のメインスケール目盛面10Aに対向
した面に固定された、メインスケール10と同様
な縦縞状の目盛が形成されたインデツクススケー
ル、26,28は、それぞれ前記メインスケール
10及びインデツクススケール24を挾んだ状態
で前記スライダー20に固定された、発光素子及
び受光素子である。
Generally speaking, in a measuring machine that measures the length of an object, when measuring the amount of relative movement of something that moves relative to the main body, such as the amount of movement of the probe relative to the main body, the amount of movement of the slider relative to the column, etc., the main scale is held on one side. A displacement measuring device is known in which a frame body is fixed to the other side and a detector including an index scale is fixed to the other side, and the relative displacement between the frame body and the detector is read by, for example, an optical method or an electromagnetic method. There is. In such displacement measuring machines, especially in linear displacement measuring machines equipped with a transmission-type displacement detecting device, the frame body is generally complicated in shape, and is designed to improve sealability, nonflammability, and weight reduction of the detection part. Because the main scale is made of extruded aluminum, and the main scale held in the frame is made of glass, there is a difference in the amount of thermal expansion when the temperature changes, causing the main scale to deform and reduce measurement accuracy. However, in severe cases, the main scale may be destroyed. Therefore, conventionally, for example, as shown in FIG.
The main scale 10 is directly adhered to the frame body 14 using an elastic adhesive 16 or the like while being pressed against the guide surfaces 14A and 14B of the frame body 14, thereby elastically holding the main scale 10. Ta. In FIG. 1, 20 is moved in the longitudinal direction of the main scale 10 while maintaining a predetermined positional relationship with the main scale 10 by a sliding piece 22 that slides on the surface of the main scale 10. The slider 24, which is configured as shown in FIG. A light emitting element and a light receiving element are fixed to the slider 20, sandwiching the main scale 10 and the index scale 24, respectively.
しかしながら、前記枠体14を形成するアルミ
ニウム押出型材は、その製造方法からして、既
に、例えばその長さ300mm当り0.03mm程度、即ち、
例えば1μmの目盛分解能の30倍程度の曲り、捩
れやうねり等が不規則に発生しており、これを矯
正してメインスケール10と同程度の高精度に仕
上げることは実際上困難である。又、使用状態に
おいては、温度変化に伴つて熱的な変形も発生す
る。従つて従来においては、例えば1μm程度の
目盛分解能を得るべく、メインスケール10をい
かに高精度に仕上げ加工しても、このメインスケ
ール10を枠体14に接着する際に、メインスケ
ール10が枠体14の曲り等になじんで変形して
しまい、目盛が拡大、縮少されて、測定精度が大
幅に低下してしまうという問題点があつた。
今、メインスケール10が枠体14の曲りの影
響を受けて曲つた場合の測定精度に対する影響を
推定してみると、例えば、第2図に示す如く、目
盛10Bをメインスケール10の中立軸Aに対し
て対称に形成した場合は、メインスケール10の
曲りが、矢印Bに示す如く、その高さ方向に発生
した時には、誤差を生じることはない。しかしな
がら、通常、目盛10Bが形成された目盛面10
Aは、メインスケール10の中立面Cとは一致し
ないため、第3図に示す如く、メインスケール1
0の曲りが、その厚さ方向に発生した時には、そ
の曲りの半径をR、誤差を評価するべき単位区間
の見込み角度をΔθ、曲り発生前の長さ、即ち中
立面Cの長さをL、目盛面10Aの長さをL0と
すると、両者の誤差εは、次式で近似的に表わさ
れる。
ε=L0−L …(1)
L0≒(R+t/2)Δθ …(2)
L≒RΔθ …(3)
ここで、tはメインスケール10の厚さであ
る。
ところで、中立面Cの中央部の最大変形量δは
次式で近似的に表わされる。
δ≒R−Rcos(Δθ/2)=R[1−{1−(
1/2!)
×(Δθ/2)2}]=R(Δθ)2/8=L
Δθ/8…(4)
従つて、前記誤差εは、このδを用いることに
よつて、次式で表わされる。
ε≒(t/2)Δθ≒(t/2)×(8δ/L
)≒4tδ/L…(5)
従つて、メインスケール10の誤差評価単位区
間の長さLが300mm、厚さtが5mm、δが0.06mm
の時、誤差εは約4μmとなる。よつて、例えば
全長900mmのメインスケールの場合には12μmの
誤差が発生することになり、1μm以下の測定精
度を要求される直線型変位測定機においては、致
命的な欠陥となつてしまう。
このような問題を軽減するべく、メインスケー
ル10を枠体14に接着する際に、例えば特開昭
54−48574に開示されている如く、テストインジ
ケータや電気マイクロメータ等を用いて、例え
ば、メインスケール10の2面に電気マイクロメ
ータ等を当接させ、長手方向に渡つて精度を測定
し、その凸凹に合わせて調節ねじを調節したり、
メインスケール10と枠体14の間にシムを挿入
することによつて、メインスケール10の位置出
しを行うことも考えられるが、これは極めて能率
が悪いだけでなく、正確な位置出しが非常に困難
であるという問題点を有していた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、枠体を全く位置基準とすることが
なく、従つて、枠体の曲り等に拘わらずメインス
ケールを真直に保持すると共に、枠体とメインス
ケールの熱膨脹量の差を吸収することができ、従
つて、高精度の測定を行うことができる直線型変
位測定機を提供することを目的とする。
However, due to the manufacturing method, the aluminum extruded material forming the frame 14 is already, for example, about 0.03 mm per 300 mm of length, that is,
For example, bending, twisting, waviness, etc. of about 30 times the scale resolution of 1 μm occur irregularly, and it is practically difficult to correct this and achieve the same level of precision as the main scale 10. Furthermore, during use, thermal deformation occurs due to temperature changes. Therefore, in the past, no matter how highly precisely the main scale 10 is finished in order to obtain a scale resolution of, for example, about 1 μm, when the main scale 10 is bonded to the frame 14, the main scale 10 is attached to the frame 14. There was a problem in that the scale would be deformed by adapting to the bends in the curve, etc., and the scale would be enlarged or reduced, resulting in a significant decrease in measurement accuracy. Now, when estimating the effect on measurement accuracy when the main scale 10 is bent due to the bending of the frame 14, for example, as shown in FIG. If the main scale 10 is formed symmetrically with respect to the main scale 10, no error will occur when the main scale 10 bends in the height direction as shown by the arrow B. However, normally, the scale face 10 on which the scale 10B is formed
A does not coincide with the neutral plane C of the main scale 10, so as shown in FIG.
When a bend of 0 occurs in the thickness direction, the radius of the bend is R, the expected angle of the unit section for which the error should be evaluated is Δθ, and the length before the bend occurs, that is, the length of the neutral plane C. L and the length of the scale surface 10A are L0 , the error ε between the two is approximately expressed by the following equation. ε=L 0 −L (1) L 0 ≒(R+t/2)Δθ (2) L≒RΔθ (3) Here, t is the thickness of the main scale 10. By the way, the maximum deformation amount δ at the center of the neutral plane C is approximately expressed by the following equation. δ≒R−Rcos(Δθ/2)=R[1−{1−(
1/2! ) × (Δθ/2) 2 }] = R (Δθ) 2 /8 = L
Δθ/8 (4) Therefore, the error ε is expressed by the following equation using this δ. ε≒(t/2)Δθ≒(t/2)×(8δ/L
)≒4tδ/L…(5) Therefore, the length L of the error evaluation unit section of the main scale 10 is 300 mm, the thickness t is 5 mm, and δ is 0.06 mm.
When , the error ε is approximately 4 μm. Therefore, for example, in the case of a main scale with a total length of 900 mm, an error of 12 μm will occur, which is a fatal flaw in a linear displacement measuring machine that requires measurement accuracy of 1 μm or less. In order to alleviate such problems, when bonding the main scale 10 to the frame body 14, for example,
54-48574, the accuracy is measured in the longitudinal direction using a test indicator, an electric micrometer, or the like, for example, by bringing the electric micrometer or the like into contact with two sides of the main scale 10. Adjust the adjustment screw according to the unevenness,
It is also possible to position the main scale 10 by inserting a shim between the main scale 10 and the frame 14, but this is not only extremely inefficient, but also makes accurate positioning extremely difficult. The problem was that it was difficult. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and does not use the frame as a position reference at all. Therefore, the main scale can be held straight regardless of the bending of the frame, etc. It is an object of the present invention to provide a linear displacement measuring machine that can absorb the difference in thermal expansion between a frame body and a main scale, and therefore can perform highly accurate measurements.
本発明は、相対変位を測定されるべき2つの被
測定物の一方に連結される枠体と、該枠体に保持
された、該枠体と熱膨脹係数が異なる材料からな
るメインスケールと、前記被測定物の他方に連結
され、メインスケールに沿つて移動されるインデ
ツクススケールとを有し、前記メインスケールと
インデツクススケールの相対移動から前記2つの
被測定物間の相対変位を測定するようにした直線
型変位測定機において、前記メインスケールを、
その長手方向の複数箇所で保持するための複数の
メインスケール保持部材を備え、該メインスケー
ル保持部材が、前記メインスケールの目盛面又は
その背面、及び長手方向に沿つたスケール側面の
うち一方の面に対応する2つのガイド面、及び該
ガイド面と一体に成形されたメインスケール係止
部をそれぞれ有し、前記枠体に、該メインスケー
ル保持部材の2つのガイド面の背面にそれぞれ対
応する2つの接着面が設けられ、各メインスケー
ル保持部材の2つのガイド面の背面が、それぞれ
対応する枠体の接着面に接着されると共に、前記
メインスケールが、前記メインスケール係止部を
利用した押圧手段により各メインスケール保持部
材の2つのガイド面の1つにそれぞれ押圧された
状態で、前記複数のメインスケール保持部材にそ
れぞれ接着され、前記メインスケール保持部材と
枠体の接着及び前記メインスケールとメインスケ
ール保持部材の接着の少くともいずれか一方が弾
性接着であるようにして、前記目的を達成したも
のである。
The present invention provides a frame body connected to one of two objects to be measured whose relative displacement is to be measured, a main scale held by the frame body and made of a material having a coefficient of thermal expansion different from that of the frame body; and an index scale connected to the other of the objects to be measured and moved along the main scale, so that relative displacement between the two objects to be measured is measured from relative movement between the main scale and the index scale. In the linear displacement measuring machine, the main scale is
A plurality of main scale holding members are provided for holding the main scale at a plurality of locations in the longitudinal direction, and the main scale holding member is arranged on one side of the graduation face of the main scale or its back face, and the side face of the scale along the longitudinal direction. and a main scale locking part formed integrally with the guide surfaces, and the frame body has two guide surfaces corresponding to the back surfaces of the two guide surfaces of the main scale holding member. Two adhesive surfaces are provided, and the back surfaces of the two guide surfaces of each main scale holding member are adhered to the adhesive surfaces of the corresponding frames, and the main scale is pressed using the main scale locking part. Each of the main scale holding members is adhered to the plurality of main scale holding members while being pressed against one of the two guide surfaces of each main scale holding member by a means, and the main scale holding member and the frame are bonded and the main scale and The above object is achieved by at least one of the adhesives of the main scale holding member being elastic adhesive.
本発明によれば、枠体を一切位置基準とするこ
となく、メインスケールが保持されるので、枠体
の曲り等に拘わらず、メインスケールを真直に保
持することができる。又、前記メインスケール保
持部材が、枠体の長手方向複数箇所で枠体に接着
され、しかも、該メインスケール保持部材と枠体
の接着及び前記メインスケールとメインスケール
保持部材の接着の少くともいずれか一方が弾性接
着とされているので、メインスケールと枠体の熱
膨脹量の差が容易に吸収される。
又、本発明の実施態様は、前記押圧手段を、前
記メインスケール保持部材のメインスケール係止
部とメインスケールの表面間に挿入されるゴム棒
として、メインスケールの保持が確実に行われる
ようにしたものである。
更に、本発明の他の実施態様は、前記押圧手段
を、ばね特性を持たされたメインスケール保持部
材のメインスケール係止部自体として、構成を簡
略化したものである。
According to the present invention, since the main scale is held without using the frame as a position reference, the main scale can be held straight regardless of the bending of the frame. Further, the main scale holding member is adhered to the frame body at a plurality of locations in the longitudinal direction of the frame body, and at least one of the adhesion between the main scale holding member and the frame body and the adhesion between the main scale and the main scale holding member. Since one side is elastically bonded, the difference in thermal expansion between the main scale and the frame is easily absorbed. Further, in an embodiment of the present invention, the pressing means is a rubber rod inserted between the main scale locking portion of the main scale holding member and the surface of the main scale, so that the main scale is surely held. This is what I did. Furthermore, in another embodiment of the present invention, the configuration is simplified such that the pressing means is the main scale locking portion itself of the main scale holding member having spring characteristics.
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。
本発明の第1実施例は、第4図及び第5図に示
す如く、相対変位を測定されるべき2つの被測定
物の一方、例えば工作機械のベツドに固定され
る、例えばアルミニウム押出型材からなる枠体1
4と、該枠体14に保持された、該枠体14と熱
膨脹係数が異なる材料、例えばガラスからなるメ
インスケール10と、前記被測定物の他方、例え
ば被加工物或いは工具に連結され、メインスケー
ル10に沿つて移動されるインデツクススケール
(図示省略)等を有し、前記メインスケール10
とインデツクススケールの相対移動から前記2つ
の被測定物間の相対変位を測定するようにした直
線型変位測定機において、前記メインスケール1
0の直交する2面に対応する2つのガイド面30
A,30Bとメインスケール係止部30Cを有す
るメインスケール保持部材30を、前記ガイド面
30A,30Bの真直性を維持した状態で、弾性
接着剤32により前記枠体14の長手方向に所定
ピツチで接着すると共に、前記メインスケール1
0を、前記メインスケール係止部30Cを利用し
た押圧手段であるゴム棒12により前記メインス
ケール保持部材30のガイド面30Aに押圧した
状態で、弾性接着剤34により前記メインスケー
ル保持部材30に接着固定するようにしたもので
ある。
前記メインスケール保持部材30は、略U字形
状とされている。
前記ゴム棒12のメインスケール10への当接
面積は、前記メインスケール10のメインスケー
ル保持部材30への当接面積よりも小となるよう
にされている。これは、不釣合なモーメントが発
生するのを防止するためである。
前記メインスケール保持部材30のガイド面長
さ1とメインスケール保持部材配設間隔Pの比
は、1:7〜1:11の範囲とされている。これ
は、メインスケール10と枠体14の熱膨脹量の
差を吸収して、熱応力によるメインスケール10
の破損を防止すると共に、測定時の温度変化によ
る測定値のヒステリシスを軽減し、更に、運搬時
の粗雑な取り扱いによるメインスケール位置ずれ
等の不具合を防止するためのものである。
即ち、出願人が既に特開昭58−174806で提案し
ているように、メインスケール10が、例えば
1500mm〜4500mm程度の長尺スケールである場合に
は、メインスケール10の長手方向に、メインス
ケール10、枠体14及び弾性接合部材の材質並
びにメインスケール10の長さによつて決定され
るピツチ及び長さの弾性部材非接合部を設け、温
度変化時に弾性接合部材を介してメインスケール
10に加わる熱応力を軽減することによつて、熱
応力によるメインスケール10の破損を防止する
と共に、測定時の温度変化による測定値のヒステ
リシスを軽減することが可能である。従つて、前
記メインスケール10が、例えば1500mm以上の長
尺物である場合には、前記メインスケール保持部
材30のガイド面長さ1とメインスケール保持部
材配設間隔Pの比を1:15〜1:20の範囲とする
ことができる。一方メインスケール10の長さ
が、例えば1500mm以下の比較的短いものである場
合には、軽く、持運び易いので、運搬時に粗雑に
扱われやすいため、梱包落下に対する配慮を充分
に行い、例えば、最大許容外力を、長尺スケール
の場合の12G程度に対して、短尺スケールの場合
には、20G〜50G程度に高める必要がある。従つ
て、この場合には、前記メインスケール保持部材
30のガイド面長さlとメインスケール保持部材
配設間隔Pの比を1:7〜1:11の範囲とする。
本実施例におけるメインスケール10の枠体1
4に対する取付けは、具体的には、例えば、次の
ようにして行われる。即ち、まず、少なくとも前
記メインスケール保持部材30の配設位置に対応
して設けられた、メインスケール10の直交する
2面に対応する形状の磁石部分を含む位置出し治
具に、磁性体からなるメインスケール保持部材3
0を、所定ピツチで吸引固定する。次いで、前記
位置出し治具に吸引固定されたメインスケール保
持部材30に、前記枠体14を、弾性接着剤32
により接着する。更に、前記位置出し治具を外し
て、その代わりに、メインスケール10を、弾性
接着剤34によりメインスケール保持部材30に
接着する。これによつて、ガイド面30A,30
Bの真直性を維持した状態で、メインスケール保
持部材30を容易に枠体14に接着することがで
きる。
本実施例においては、押圧手段を、前記メイン
スケール保持部材30のメインスケール係止部3
0Cとメインスケール10の表面間に挿入される
ゴム棒12としたので、メインスケール10を確
実に保持することができる。
次に、本発明の第2実施例を詳細に説明する。
本実施例は、前記第1実施例と同様の、メイン
スケール10、枠体14、メインスケール保持部
材30等を有する直線型変位測定機において、第
6図に示す如く、前記メインスケール保持部材3
0のメインスケール係止部30Cにばね特性を持
たせて、このばね特性を持たされたメインスケー
ル係止部30C自体で、メインスケール10をメ
インスケール保持部材30のガイド面30A方向
に押圧するようにしたものである。他の点につい
ては前記第1実施例と同様であるので説明は省略
する。
本実施例においては、押圧手段を、ばね特性を
持たされたメインスケール保持部材30のメイン
スケール係止部30C自体としたので、構成が非
常に簡略化される。
前記実施例においては、いずれも、枠体14と
メインスケール保持部材30の接着、及び、メイ
ンスケール保持部材30とメインスケール10の
接着に際して、いずれも弾性接着剤32,34を
用いているので、メインスケール10と枠体14
間の熱膨脹量の差を吸収する効果が特に高い。な
お、前記接着剤の種類はこれに限定されず、例え
ば、いずれか一方に、弾性を持たない接着剤を用
いることも可能である。
前記実施例においては、いずれも、本発明が、
アルミニウム製の枠体とガラス製のメインスケー
ルが用いられた直線型変位測定機に適用されてい
たが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、他
の材質からなる枠体やメインスケールを用いた直
線型変位測定機にも同様に適用できることは明ら
かである。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 4 and 5, the first embodiment of the present invention is made of one of two objects whose relative displacement is to be measured, for example, an extruded aluminum member fixed to the bed of a machine tool. frame 1
4, a main scale 10 held by the frame 14 and made of a material having a coefficient of thermal expansion different from that of the frame 14, such as glass; It has an index scale (not shown) that is moved along the scale 10, and the main scale 10
In the linear displacement measuring machine, the relative displacement between the two objects to be measured is measured from the relative movement of the main scale 1 and the index scale.
Two guide surfaces 30 corresponding to two orthogonal surfaces of 0
A, 30B and the main scale holding member 30 having the main scale locking portion 30C are held at a predetermined pitch in the longitudinal direction of the frame body 14 with an elastic adhesive 32 while maintaining the straightness of the guide surfaces 30A, 30B. At the same time as adhering, the main scale 1
0 is pressed against the guide surface 30A of the main scale holding member 30 by the rubber rod 12, which is a pressing means using the main scale locking part 30C, and adhered to the main scale holding member 30 with an elastic adhesive 34. It is designed to be fixed. The main scale holding member 30 is approximately U-shaped. The contact area of the rubber rod 12 with the main scale 10 is made smaller than the contact area of the main scale 10 with the main scale holding member 30. This is to prevent an unbalanced moment from occurring. The ratio of the guide surface length 1 of the main scale holding member 30 to the main scale holding member arrangement interval P is in the range of 1:7 to 1:11. This absorbs the difference in thermal expansion between the main scale 10 and the frame 14, and causes the main scale 10 to expand due to thermal stress.
This is to prevent damage to the scale, reduce hysteresis in measured values due to temperature changes during measurement, and prevent problems such as misalignment of the main scale due to rough handling during transportation. That is, as the applicant has already proposed in JP-A-58-174806, the main scale 10 is, for example,
In the case of a long scale of approximately 1,500 mm to 4,500 mm, the pitch and pitch are determined in the longitudinal direction of the main scale 10 by the materials of the main scale 10, the frame 14, and the elastic joint member, and the length of the main scale 10. By providing a long elastic member non-bonded portion to reduce the thermal stress applied to the main scale 10 through the elastic bonding member during temperature changes, damage to the main scale 10 due to thermal stress can be prevented, and It is possible to reduce hysteresis in measured values due to temperature changes. Therefore, when the main scale 10 is a long object of 1500 mm or more, for example, the ratio of the guide surface length 1 of the main scale holding member 30 to the main scale holding member arrangement interval P is 1:15 to 1:15. It can be in the range of 1:20. On the other hand, if the length of the main scale 10 is relatively short, for example, 1500 mm or less, it is light and easy to carry, so it is easy to be handled roughly during transportation. The maximum allowable external force needs to be increased from about 12G for long scales to about 20G to 50G for short scales. Therefore, in this case, the ratio of the guide surface length l of the main scale holding member 30 to the main scale holding member arrangement interval P is set in the range of 1:7 to 1:11. Frame 1 of main scale 10 in this embodiment
Specifically, the attachment to 4 is performed as follows, for example. That is, first, a positioning jig made of a magnetic material is attached to a positioning jig including a magnet portion having a shape corresponding to two perpendicular surfaces of the main scale 10, which is provided at least in correspondence with the arrangement position of the main scale holding member 30. Main scale holding member 3
0 is suctioned and fixed at a predetermined pitch. Next, the frame body 14 is attached to the main scale holding member 30 suction-fixed to the positioning jig using an elastic adhesive 32.
Adhesive. Furthermore, the positioning jig is removed, and the main scale 10 is adhered to the main scale holding member 30 using an elastic adhesive 34 instead. With this, the guide surfaces 30A, 30
The main scale holding member 30 can be easily adhered to the frame body 14 while maintaining the straightness of B. In this embodiment, the pressing means is the main scale locking portion 3 of the main scale holding member 30.
Since the rubber rod 12 is inserted between the 0C and the surface of the main scale 10, the main scale 10 can be held securely. Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail. This embodiment is a linear displacement measuring machine having a main scale 10, a frame 14, a main scale holding member 30, etc., similar to the first embodiment, as shown in FIG.
The main scale locking portion 30C of 0 has spring characteristics, and the main scale locking portion 30C itself having the spring characteristics presses the main scale 10 in the direction of the guide surface 30A of the main scale holding member 30. This is what I did. The other points are the same as those of the first embodiment, so the explanation will be omitted. In this embodiment, since the pressing means is the main scale locking portion 30C of the main scale holding member 30 which has spring characteristics, the configuration is greatly simplified. In the above embodiments, elastic adhesives 32 and 34 are used to bond the frame 14 and the main scale holding member 30, and to bond the main scale holding member 30 and the main scale 10. Main scale 10 and frame 14
It is particularly effective in absorbing the difference in thermal expansion between the two. Note that the type of adhesive is not limited to this, and for example, it is also possible to use an adhesive that does not have elasticity for either one. In all of the above embodiments, the present invention
Although the present invention has been applied to a linear displacement measuring machine that uses an aluminum frame and a glass main scale, the scope of application of the present invention is not limited to this, and can also be applied to a frame and main scale made of other materials. It is clear that the method can be similarly applied to the linear displacement measuring device used.
以上説明した通り、本発明によれば、枠体を位
置基準とすることなく、メインスケールを位置決
めすることができ、枠体の曲り等に拘わらず、メ
インスケールを真直に保持することができる。
又、枠体とメインスケールの熱膨脹量の差を吸収
することができる。従つて、高い測定精度を得る
ことができるという優れた効果を有する。
As described above, according to the present invention, the main scale can be positioned without using the frame as a position reference, and the main scale can be held straight regardless of the bending of the frame.
Furthermore, the difference in thermal expansion between the frame and the main scale can be absorbed. Therefore, it has an excellent effect of being able to obtain high measurement accuracy.
第1図は、従来の直線型変位測定機の一例にお
けるメインスケールの保持構造を示す断面図、第
2図は、メインスケールにおける目盛形成位置と
曲りの方向の関係の例を示す正面図、第3図は、
メインスケールの厚さ方向の曲りによつて発生す
る測定誤差を計算するための平面図、第4図は、
本発明に係る直線型変位測定機の第1実施例にお
けるメインスケール保持構造を示す断面図、第5
図は、第4図のV−V線に沿う断面図、第6図
は、本発明に係る直線型変位測定機の第2実施例
におけるメインスケール保持構造を示す断面図で
ある。
10……メインスケール、12……ゴム棒、1
4……枠体、24……インデツクススケール、3
0……メインスケール保持部材、30A,30B
……ガイド面、30C……メインスケール係止
部、32,34……弾性接着剤。
FIG. 1 is a sectional view showing a main scale holding structure in an example of a conventional linear displacement measuring machine, FIG. 2 is a front view showing an example of the relationship between the scale forming position and the bending direction on the main scale, Figure 3 is
Figure 4 is a plan view for calculating measurement errors caused by bending of the main scale in the thickness direction.
A fifth cross-sectional view showing the main scale holding structure in the first embodiment of the linear displacement measuring device according to the present invention.
The figure is a sectional view taken along line V-V in FIG. 4, and FIG. 6 is a sectional view showing a main scale holding structure in a second embodiment of the linear displacement measuring device according to the present invention. 10...Main scale, 12...Rubber bar, 1
4... Frame body, 24... Index scale, 3
0...Main scale holding member, 30A, 30B
...Guide surface, 30C...Main scale locking portion, 32, 34...Elastic adhesive.
Claims (1)
一方に連結される枠体と、該枠体に保持された、
該枠体と熱膨脹係数が異なる材料からなるメイン
スケールと、前記被測定物の他方に連結され、メ
インスケールに沿つて移動されるインデツクスス
ケールとを有し、 前記メインスケールとインデツクススケールの
相対移動から前記2つの被測定物間の相対変位を
測定するようにした直線型変位測定機において、 前記メインスケールを、その長手方向の複数箇
所で保持するための複数のメインスケール保持部
材を備え、 該メインスケール保持部材が、前記メインスケ
ールの目盛面又はその背面、及び長手方向に沿つ
たスケール側面のうち一方の面に対応する2つの
ガイド面、及び該ガイド面と一体に成形されたメ
インスケール係止部をそれぞれ有し、 前記枠体に、該メインスケール保持部材の2つ
のガイド面の背面にそれぞれ対応する2つの接着
面が設けられ、 各メインスケール保持部材の2つのガイド面の
背面が、それぞれ対応する枠体の接着面に接着さ
れると共に、 前記メインスケールが、前記メインスケール係
止部を利用した押圧手段により各メインスケール
保持部材の2つのガイド面の1つにそれぞれ押圧
された状態で、前記複数のメインスケール保持部
材にそれぞれ接着され、 前記メインスケール保持部材と枠体の接着及び
前記メインスケールとメインスケール保持部材の
接着の少くともいずれか一方が弾性接着であるこ
とを特徴とする直線型変位測定機。 2 前記押圧手段が、前記メインスケール保持部
材のメインスケール係止部とメインスケールの表
面間に挿入されるゴム棒である特許請求の範囲第
1項記載の直線型変位測定機。 3 前記押圧手段が、ばね特性を持たされたメイ
ンスケール保持部材のメインスケール係止部自体
である特許請求の範囲第1項記載の直線型変位測
定機。[Claims] 1. A frame connected to one of two objects to be measured whose relative displacement is to be measured;
a main scale made of a material having a coefficient of thermal expansion different from that of the frame; and an index scale connected to the other of the object to be measured and moved along the main scale; A linear displacement measuring device configured to measure the relative displacement between the two objects to be measured from movement, comprising a plurality of main scale holding members for holding the main scale at a plurality of locations in its longitudinal direction; The main scale holding member includes two guide surfaces corresponding to the graduation surface of the main scale or its back surface, and one surface of the scale side surface along the longitudinal direction, and a main scale integrally molded with the guide surface. The frame body is provided with two adhesive surfaces corresponding to the back surfaces of the two guide surfaces of the main scale holding member, and the back surface of the two guide surfaces of each main scale holding member is , each of the main scales is adhered to the adhesive surface of the corresponding frame, and the main scale is pressed against one of the two guide surfaces of each main scale holding member by a pressing means using the main scale locking part. the plurality of main scale holding members, and at least one of the adhesion between the main scale holding member and the frame and the adhesion between the main scale and the main scale holding member is elastic adhesion. Linear displacement measuring machine. 2. The linear displacement measuring device according to claim 1, wherein the pressing means is a rubber rod inserted between the main scale locking portion of the main scale holding member and the surface of the main scale. 3. The linear displacement measuring device according to claim 1, wherein the pressing means is the main scale locking portion itself of the main scale holding member having spring characteristics.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10144883A JPS59226808A (en) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | Linear displacement measuring instrument |
| US06/616,181 US4569137A (en) | 1983-06-07 | 1984-06-01 | Linear scale type displacement measuring device and main scale attaching method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10144883A JPS59226808A (en) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | Linear displacement measuring instrument |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226808A JPS59226808A (en) | 1984-12-20 |
| JPH0244368B2 true JPH0244368B2 (en) | 1990-10-03 |
Family
ID=14300968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10144883A Granted JPS59226808A (en) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | Linear displacement measuring instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226808A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2627193B2 (en) * | 1989-07-21 | 1997-07-02 | ソニー・プレシジョン・テクノロジー株式会社 | Scale equipment |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2712421C2 (en) * | 1977-03-22 | 1982-06-24 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Encapsulated length measuring device |
| DE2735154C2 (en) * | 1977-08-04 | 1984-04-05 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Length or angle measuring system |
| JPS56112604A (en) * | 1980-02-12 | 1981-09-05 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Linear-scale type measuring apparatus |
-
1983
- 1983-06-07 JP JP10144883A patent/JPS59226808A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59226808A (en) | 1984-12-20 |
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