[发明专利]光学位置测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学位置测量装置。

背景技术

从申请人的US 2012/105862 A1中描述的第二实施例中已知了包括两个可以相互运动的整体量具的光学位置测量装置。在前述出版物中被称为扫描格栅的第一整体量具包括设计为入射光线性格栅的第一测量分度。在该出版物中被称为分度盘的第二整体量具包括由透射光径向格栅和反射器构成的第二测量分度。第一整体量具和第二整体量具相对彼此可移动地布置；在这里，两个整体量具可以彼此独立地运动。第一整体量具沿线性的第一测量方向可移动地布置；第二整体量具围绕旋转轴线可旋转地布置。借助于这个位置测量装置产生关于相应的一个整体量具或多个整体量具的位置的位置信号，该位置信号在可能的应用中被输送给下游布置的分析单元，该分析单元由此控制机器组件的定位。

为了能够将这种位置测量装置用于高精度应用的机器，在用于修正所使用的测量分度的、通常存在的短距离格栅缺陷的测量运行中使用取决于整体量具的位置修正表。这种位置修正表例如在制造相应测量分度的过程中或在校准机器的过程中制订生成。然后，将存储在其中的修正数据用在测量运行中，以修正产生的位置信号。为了能够以这种方式和方法修正当前的格栅缺陷，必须联系用于所属测量分度的相应位置修正表；下文中称之为参照。为了进行参照，在此需要在所用测量分度上的定义的参考位置处对扫描射线束的位置进行测量技术测定，以便能够在测量运行中与参考位置相联系地使用相应的位置修正表。在此，通常通过在相应的整体量具上的一个或多个标记或参考标记预先确定相应的参考位置。但是，如果将这种参考标记集成到测量分度中，就会对位置信号产生不受欢迎的影响。

在由US 2012/105862 A1已知的具有可彼此独立定位的整体量具、各自测量分度的光学位置测量装置的情况下，对于这两个所使用的每个测量分度来说都需要这种参照。

除了在使用位置修正表的情况下的参照，特别是还可能在增量的位置测量装置中需要进行参照，以便在沿测量距离的已知位置处建立增量测量的绝对引用；在这种参照中也可能出现以上所述的问题。

在下文中，参照这一概念应包括前文所述的两种工作方式的变体方案，也就是说，既包括在所用测量分度上的定义的参考位置处对扫描的射线束的位置进行测量技术测定，又包括在增量测量中建立绝对的位置引用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学位置测量装置，所述的光学位置测量装置能实现参照至少一个测量分度，而不会因此显著地干扰原本的位置测量。

根据本发明，这一目的通过光学位置测量装置来实现。

根据本发明的光学位置测量装置包括具有第一测量分度的第一整体量具，该第一整体量具可移动地沿第一测量方向布置。第一整体量具在沿第一测量方向的至少一个定义的位置处具有空间上受限的第一标记，该第一标记与第一测量分度不同。还设置了具有第二测量分度的第二整体量具，该第二整体量具可移动地沿第二测量方向布置。第二整体量具在至少一个位置处具有第二参考标记，该第二参考标记只在第一整体量具位于沿第一测量方向的那个由第一标记预定的定义的位置时才能用于在第二整体量具的参考位置处产生至少一个第二参考信号。

可以设置为，

-第一整体量具包括作为第一测量分度的线性格栅，该线性格栅具有周期性地沿线性的第一测量方向(x)布置的分度区域，并且

-第二整体量具包括作为第二测量分度的圆环形格栅，该圆环形格栅具有周期性地沿圆周方向布置的分度区域，并且能围绕旋转轴线旋转地布置，使得第二测量方向沿圆周延伸。

在另一种可能的实施方式中，

-第一整体量具包括作为第一测量分度的线性格栅，该线性格栅具有周期性地沿线性的第一测量方向布置的分度区域，并且

-第二整体量具包括作为第二测量分度的另一个线性格栅，该另一个线性格栅包括周期性地沿线性的第二测量方向布置的分度区域，其中，该第二测量方向垂直于第一测量方向取向。

有利地，

-第一测量分度被设计为入射光相阵(Phasengitter)，该入射光相阵具有周期性布置的具有不同相位差的分度区域，并且

-第二整体量具包括作为第二测量分度的至少一个透射光格栅和反射器，其中透射光格栅和反射器沿第二测量方向延伸。

在此，可以将透射光格栅设计为组合的径向圆周格栅，该格栅具有周期性布置的具有不同衍射特性的分度区域。