[发明专利]长度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量两个可以相对地相互移动的物体的位置的长度测量装置。将标尺在测量方向上延伸地布置在所述长度测量装置的空心型材内部以保护所述标尺。这种长度测量装置用于测量长度、距离或者说位置，并且特别地在加工机床上使用以测量刀具关于待加工工件的相对运动，在坐标测量机上使用并且也更多地在半导体工业中使用。

背景技术

通常要求所述长度测量装置构造成用于测量特别长的、超过数米的距离。这样的长度测量装置例如在文献DE 43 18 017 A1中进行了描述。所述长度测量装置在此由多个以在测量方向上串联地布置的空心型材的形式存在的部件组成。标尺以卷尺的形式在所述空心型材的沟槽中在所有空心型材上延伸，并且通过固定元件在所述测量区域内夹紧在所述空心型材之一上。所述空心型材再借助螺纹紧固件位置固定地固定在待测量的物体上。此外，所述空心型材在端侧上通过弹性的密封件与紧邻的空心体相连接，这产生一定程度的机械的脱耦。所述卷尺在其端部上借助张紧装置在所述卷尺的长度上张紧并且借助所述在两端上的张紧装置位置固定地固定在待测量的物体上。

在此不利的是，所述端侧的密封件一方面必须相互可靠地密封所述空心型材并且另一方面必须实现机械的脱耦。所述密封件因此引起相对大的反作用力作用到所述固定元件上，这对测量精度产生不利影响。

因此，本发明的任务在于，创造一种良好操作的并且稳定的长度测量装置，所述长度测量装置具有高测量精度。

发明内容

按本发明的任务通过权利要求1所述的特征来解决。

在所述从属的权利要求中说明本发明的有利的设计方案。

根据本发明，所述用于测量两个可以相对地相互移动的物体的位置的长度测量装置具有空心型材，标尺布置到所述空心型材的内腔中。此外，所述长度测量装置包括固定元件，所述固定元件具有第一部段，所述第一部段为此设计，以便一方面将所述标尺位置固定地固定在所述第一部段上，并且另一方面将所述第一部段位置固定地固定在所述待测量的物体之一上。此外，所述固定元件具有至少一个第二部段，所述固定元件利用所述第二部段固定在所述空心型材上。在所述固定元件的第一部段和第二部段之间设置至少一个长度补偿元件，所述长度补偿元件为此构造，以便实现所述第一部段相对于所述第二部段在测量方向上的运动。

所述至少一个长度补偿元件有利地是固体铰链结构。这种固体铰链的每一个允许通过弯曲在所述第一部段和所述第二部段之间相对运动并且以减小的抗弯刚度构造成在所述第一与所述第二部段之间的连接区域。

所述第一部段在所述待测量的物体上的牢固固定的位置形成所述长度测量装置相对待测量的物体的在测量方向上的基准点。位置固定在此意味着，在测量方向X上的不可移动的固定。

通过本发明保证了所述固定元件从所述空心型材中脱耦，从而不会在所述固定元件上产生反作用力。因此实现所述位置测量的高测量精度，特别是可重复性以及所述基准点的良好的热稳定性。

所述空心型材连同所述固定元件一起操作，这简化了在所述待测量的物体上的装配。

所述空心型材的材料通常由例如铝的材料组成，所述空心型材的材料具有比所述固定元件的材料更大的热膨胀系数。钢或者所谓的零膨胀材料、如INVAR适合作为所述固定元件的材料。所述空心型材由热决定的膨胀性通过本发明得到保证，而来自所述空心型材的不容许的力不会作用到所述固定元件上进而作用到所述基准点上，通过所述不容许的力可能对所述长度测量装置的精度产生不利的影响。

按本发明的固定元件集成到空心型材中并且可以与所述空心型材一起简单地操作。下述情况也是特别有利的，即当所述长度测量装置包括多个在测量方向上串联布置的空心型材时，所述空心型材在其连接位置上分别借助弹性的密封件密封，并且所述标尺在多个空心型材上延伸，其中所述空心型材之一具有所述固定元件。所述端侧的密封部以及机械的脱耦部的功能被分开并且因此可以分别单个地优化设计所述密封件以及所述具有集成的脱耦部的固定元件。

所述标尺优选在其整个长度上在测量方向上仅仅位置固定地固定在所述固定元件上，并且在其它情况下，也就是说在所述固定元件的两侧延伸地、相对于所述多个空心型材以及相对于所述待测量的物体可以纵向移动地布置。所述纵向可移动性可以通过所述标尺在所述空心型材上的简单的支承来实现，其中在所述标尺与所述空心型材之间的摩擦可以通过附加措施、例如通过弹性的中间层来减小。