專利名稱：探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探測器，尤其用于探測機(jī)床內(nèi)的工件，它包括一個(gè)可徑向和/或軸向偏移的探測頭，探測頭的偏移可借助轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為滑閥的直線運(yùn)動(dòng)，滑閥與一個(gè)為顯示器配設(shè)的操縱裝置配合作用。
背景技術(shù)：
由DE3701730C2已知此類工具。在此已知的裝置中，顯示器設(shè)計(jì)為模擬式顯示器，它有一個(gè)與可運(yùn)動(dòng)的指針配合工作的數(shù)字盤。操縱裝置設(shè)計(jì)為操縱指針的機(jī)構(gòu)。在這里的缺點(diǎn)是，憑經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)確讀出指針位置業(yè)已證明是很困難的，以及通常要求讀表的人非常靠近顯示裝置。此外，讀取模擬顯示器可能導(dǎo)致取決于讀表人的具體視角等造成的誤差。
實(shí)際上也已經(jīng)常使用有純數(shù)字顯示的探測器。雖然它們允許準(zhǔn)確地讀數(shù)，然而同時(shí)存在的缺點(diǎn)是只能在靜止?fàn)顟B(tài)讀出，因?yàn)樗甘镜闹翟谄饎?dòng)過程中以一個(gè)對于人眼不能分辨的速度改變。
因此，業(yè)已證明這些已知的裝置使用還不夠方便。
發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)，本發(fā)明的目的是采取簡單和廉價(jià)的措施，改進(jìn)前言所提及類型的探測器，使之更便于使用。
按本發(fā)明為達(dá)到此目的采取的措施是，令顯示器有數(shù)字顯示和圖形顯示；以及為顯示器配設(shè)的操縱裝置包括一個(gè)電子計(jì)算裝置和一個(gè)設(shè)在它上游、產(chǎn)生電的輸出參數(shù)并具有兩個(gè)可彼此相對運(yùn)動(dòng)的元件的位移測量裝置，其中一個(gè)元件裝在滑閥上，而另一個(gè)相對于它固定設(shè)置的元件將其出口置于電子計(jì)算裝置的進(jìn)口上，電子計(jì)算裝置產(chǎn)生用于顯示器數(shù)字顯示和圖形顯示的控制信號，其中在圖形顯示上由滑閥經(jīng)過的行程的分辨率隨著探測頭接近零點(diǎn)而增加。
采取這些措施在保持已知裝置優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)完全避免了它們的缺點(diǎn)。
圖形顯示實(shí)際上意味著是一種準(zhǔn)模擬式指示，它也可以在起動(dòng)過程中在不中斷起動(dòng)運(yùn)動(dòng)的情況下可靠地讀出。通過使由滑閥經(jīng)過的行程的分辨率在圖形顯示上隨著探測頭接近零點(diǎn)而增加，以有利的方式提供一種非線性的具有接近零點(diǎn)逐漸提高分辨率的行程指示。因此，按本發(fā)明的措施可以在整個(gè)測量行程快速和明白易懂地跟蹤測量過程，其中，通過越來越接近零點(diǎn)逐漸提高行程的分辨率，隨著越來越接近期望的終端位置，持續(xù)地提高了探測頭離期望的終端位置的距離可估算的精度，并因而可以準(zhǔn)確和極快地找到零點(diǎn)。在這里，有利地不需要為了讀表而中斷起動(dòng)過程。同時(shí)設(shè)置的數(shù)字顯示在靜止?fàn)顟B(tài)提供準(zhǔn)確的數(shù)字值，它不僅可以無錯(cuò)誤地讀出，而且還可以傳輸給機(jī)床的控制器。因此按本發(fā)明的措施可以快速而可靠地實(shí)施測量過程，從而縮短機(jī)床的裝備時(shí)間，由此延長機(jī)床的運(yùn)行時(shí)間，從而導(dǎo)致一種出色的經(jīng)濟(jì)性。
上述措施有利的設(shè)計(jì)和恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展記載于從屬權(quán)利要求中。例如，位移測量裝置可恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)為產(chǎn)生與步驟有關(guān)的輸出信號。在這里為了確定探測頭的準(zhǔn)確位置，只需要計(jì)算經(jīng)過的步驟。這就易于產(chǎn)生數(shù)字式數(shù)據(jù)。
因此恰當(dāng)?shù)卦陔娮佑?jì)算裝置的進(jìn)口設(shè)一計(jì)數(shù)器，它計(jì)算位移測量裝置可運(yùn)動(dòng)元件的步驟。以此方式按測量探頭的位置提供數(shù)字式數(shù)據(jù)。
在計(jì)數(shù)器下游設(shè)一個(gè)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)為微處理器的計(jì)算機(jī)，它包含兩個(gè)出口用于與數(shù)字顯示和圖形顯示相關(guān)的控制信號。微處理器可以有利的方式實(shí)現(xiàn)通過軟件方便地適應(yīng)于特殊情況的需要。所期望的隨著探測頭接近零點(diǎn)提高的滑閥經(jīng)過的行程在圖形顯示上的分辨率，在這里可簡單地采取下列措施達(dá)到，即，將計(jì)算機(jī)調(diào)整為，使在圖形顯示上由滑閥經(jīng)過的行程的分辨率隨著探測頭接近零點(diǎn)而增加。
有利地，圖形顯示可由多個(gè)平行并列的發(fā)光直方組成，它們分別屬于滑閥的一個(gè)行程。以此方式可通過數(shù)字的途徑達(dá)到特別明了的圖形顯示，這同樣有利于促使更便于使用和提高精度。在這種情況下恰當(dāng)?shù)孛總€(gè)發(fā)光直方所屬的滑閥行程隨著接近零點(diǎn)而減小，這導(dǎo)致簡單地實(shí)現(xiàn)上面提及的在零點(diǎn)區(qū)內(nèi)更高的分辨率。
按上述措施的一項(xiàng)特別有利的設(shè)計(jì)，位移測量裝置的固定元件包含一塊印刷電路板，在印刷電路板上安裝電子計(jì)算裝置的元件以及具有設(shè)在顯示器旁的電源用的接頭。這些措施導(dǎo)致一種非常緊湊的、具有一個(gè)便于預(yù)裝配的電子計(jì)算裝置的結(jié)構(gòu)方式。
上述結(jié)構(gòu)方式可采取下列措施得到支持，即，將位移測量裝置設(shè)計(jì)為有兩塊可彼此相對移動(dòng)的電容器極片的電容式裝置。由此可以通過簡單的方式產(chǎn)生取決于步驟的輸出信號。
上述這些措施其他有利的設(shè)計(jì)和恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展在其余的從屬權(quán)利要求中說明，并可在下面借助附圖對實(shí)施例的說明中詳細(xì)得出。
下面要說明的附圖表示圖1按本發(fā)明的探測器視圖；圖2通過按圖1的裝置的垂直剖面；圖3按本發(fā)明的探測器為顯示器配設(shè)的操縱裝置框圖；以及圖4按圖1的裝置顯示器的顯示屏放大圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1和2中表示的探測器有一個(gè)從外殼1伸出設(shè)有一球形探測尖2的探測頭3，用于探測一個(gè)夾緊在機(jī)床工件夾頭上的工件上規(guī)定的棱邊。外殼1設(shè)有用于將探測夾緊在機(jī)床工具夾內(nèi)的軸頸4。探測頭3可沿徑向和/或軸向偏移。在圖示的實(shí)施例中，探測頭3可以沿徑向及軸向偏移，從而允許三維地探測一個(gè)工件。
外殼1在其面朝使用者的外殼側(cè)區(qū)域內(nèi)制有一個(gè)窗口狀孔5，可從外面讀取的顯示器6處于此孔5內(nèi)。孔5用一塊透明的例如玻璃制的蓋板7對外封閉。
顯示器6設(shè)計(jì)為數(shù)字式的裝置，它包括一個(gè)顯示屏8，在顯示屏上安排兩個(gè)彼此相鄰的在這里為上下排列的指示行。其中上行設(shè)計(jì)為數(shù)字顯示9。下行設(shè)計(jì)為準(zhǔn)模擬的圖形顯示10。數(shù)字顯示9提供對應(yīng)于探測頭3瞬時(shí)位置的準(zhǔn)確數(shù)值。圖形顯示10提供實(shí)際模擬此數(shù)值的一種圖示。
探測頭3的偏移通過圖2中表示的已知的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)11轉(zhuǎn)換為一個(gè)可移動(dòng)地，在這里可沿軸向移動(dòng)地裝在外殼1內(nèi)的滑閥12的直線運(yùn)動(dòng)，滑閥12與一個(gè)為顯示器6配設(shè)的在圖3內(nèi)示意表示的操縱裝置13配合作用。操縱裝置13如圖3所示包括一個(gè)位移測量裝置14，它產(chǎn)生一個(gè)與滑閥12的移動(dòng)距離有關(guān)的電輸出參數(shù)。位移測量裝置14下游設(shè)電子計(jì)算裝置15，它的進(jìn)口與位移測量裝置14的出口連接，因此它得到位移測量裝置的輸出信號。
電子計(jì)算裝置15借助來自位移測量裝置14的信號產(chǎn)生為控制顯示器6的數(shù)字顯示9和圖形顯示10所需的數(shù)字式控制信號。電子計(jì)算裝置15與之相應(yīng)地有兩個(gè)出口16、17，它們各為一種數(shù)字式開關(guān)信號的類型所配設(shè)以及與顯示器6分別配屬的指示9或10連接。因?yàn)閿?shù)字顯示9和圖形顯示10均以數(shù)字為基礎(chǔ)工作，所以電子計(jì)算裝置15可以產(chǎn)生用于兩種指示9和10的控制信號。
如由圖3還可看出的那樣，位移測量裝置14還包括兩個(gè)可彼此相對運(yùn)動(dòng)的元件18、19。如圖2所示，元件18裝在滑閥12上并因而可以移動(dòng)。另一個(gè)元件19支承在外殼1上并因而相對于滑閥側(cè)的元件18固定。位移測量裝置14的這兩個(gè)可相對運(yùn)動(dòng)的元件18、19設(shè)計(jì)為互相平行的電容器極片，它們可在保持間距不變的情況下彼此平行移動(dòng)。位移測量裝置14構(gòu)成具有沿其平面可彼此平行移動(dòng)的電容器極片的電容器裝置。通過此電容器裝置產(chǎn)生一個(gè)取決于滑閥12經(jīng)過的行程的電輸出信號，其中，行程分成一些小的步驟，它們可以在位移測量裝置的輸出信號內(nèi)識(shí)別。
由圖3可以看出，電子計(jì)算裝置15包括一個(gè)設(shè)在其進(jìn)口的計(jì)數(shù)器20，它的構(gòu)成電子計(jì)算裝置15進(jìn)口的進(jìn)口與位移測量裝置14從位移測量裝置14固定元件19出發(fā)的出口連接，并因而得到由位移測量裝置14產(chǎn)生的信號，如通過信號流箭頭21表示的那樣。計(jì)數(shù)器20設(shè)計(jì)為通過它計(jì)算由位移測量裝置14產(chǎn)生的與步驟有關(guān)的輸出信號。每個(gè)步驟信號屬于一個(gè)確定的行程，所以借助步驟的數(shù)量得出經(jīng)過的總行程。
此外，電子計(jì)算裝置15包含一個(gè)設(shè)在計(jì)數(shù)器20下游的計(jì)算機(jī)22，在計(jì)算機(jī)內(nèi)輸入計(jì)數(shù)器20的輸出值，如通過信號流箭頭23示意表示的那樣。計(jì)算機(jī)22調(diào)整為，它可借助輸入的步驟數(shù)產(chǎn)生期望的用于顯示器6數(shù)字顯示9和圖形顯示10的控制信號。在圖示的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)22設(shè)有兩個(gè)出口，它們對應(yīng)于電子計(jì)算裝置15的出口16、17。計(jì)算機(jī)22恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)為設(shè)有存儲(chǔ)器的微處理器，它可編程從而提供良好的多方面適應(yīng)性。
位移測量裝置14為滑閥12配設(shè)的元件18可通過粘結(jié)等固定在滑閥12上。固定的元件19設(shè)在外殼側(cè)的孔5的區(qū)域內(nèi)，如圖2所示，它制有一個(gè)離外殼外側(cè)有間距的臺(tái)階24。板狀元件19置放在臺(tái)階24上并通過一個(gè)嵌入孔5內(nèi)的固定框25固定，如上面已提及的那樣固定框帶有透明的板7。
在其面朝可運(yùn)動(dòng)的元件18的一側(cè)設(shè)計(jì)為電容器極片的元件19。后側(cè)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)為印刷電路板，在它上面安裝電子計(jì)算裝置15的部件，如圖2所示，以及有用于一個(gè)起電源26作用的電池等的接頭。構(gòu)成電源26的電池裝入固定框25上配設(shè)的室27內(nèi)并可通過一塊可裝上的蓋28固定在電池室內(nèi)。由圖1可以看出，電源處于顯示器6的下方。
電子計(jì)算裝置15裝在前面已提及的印刷電路板上的元件被一電的壓緊罩29覆蓋并通過它與構(gòu)成顯示器6的顯示屏8的電子構(gòu)件觸點(diǎn)接通，所以包括一個(gè)線路等。間隔距離平行于板狀元件19布置的顯示屏8裝在固定框25內(nèi)，后者有一個(gè)為顯示屏8配設(shè)的窗口狀孔，它在顯示屏8后面以及被一透明的保護(hù)盤覆蓋。
成形在位移測量裝置14板狀元件19上的印刷電路板，如圖2所示，還延伸到固定框25為電源26配設(shè)的室27下面，并因而也可穿過室的底部直接與電源26觸點(diǎn)接通，電源提供工作電流，用于位移測量裝置14、電子計(jì)算裝置15和顯示器6。這些部件的供電可借助一個(gè)設(shè)在外殼的孔5的區(qū)域內(nèi)的按鈕開關(guān)30接通和斷開，通過按鈕開關(guān)可以操縱一個(gè)裝在印刷電路板上的微型開關(guān)，從而有可能直接操縱裝在印刷電路板上的微型開關(guān)。
顯示器6的顯示屏8包括為數(shù)字顯示9和圖形顯示10配設(shè)的光敏二極管。由圖4可最清楚地看出，圖形顯示10包括多個(gè)并列的平行發(fā)光直方31。它們可以直接互相連接，或如圖示的實(shí)施例有小的間距并共同構(gòu)成一個(gè)長度變化的指示帶。每個(gè)發(fā)光直方31屬于滑閥12的一個(gè)行程。在簡單的情況下，這些發(fā)光直方31所屬的行程可以是相同的。但恰當(dāng)?shù)赜?jì)算機(jī)22調(diào)整為，換句話說構(gòu)成計(jì)算機(jī)22的微處理器可編程為，使探測頭3越接近零點(diǎn)，發(fā)光直方所屬的行程越小。當(dāng)機(jī)床主軸的軸線準(zhǔn)確地處于被探測的棱邊上時(shí)達(dá)到零點(diǎn)。以此方式隨著接近零點(diǎn)提高由滑閥12經(jīng)過的行程的分辨率。這提高了可達(dá)到的精度和在實(shí)施探測過程期間易于觀察，從而可更快地結(jié)束探測過程。
發(fā)光直方31的高度從邊緣到中心減小，由此表示離零點(diǎn)的距離變小。其高度比相鄰的發(fā)光直方明顯凸起的中央發(fā)光直方31a對應(yīng)于零點(diǎn)或零點(diǎn)區(qū)。這一區(qū)域可選擇得如此之小，以致它處于允許的公差范圍內(nèi)。準(zhǔn)確的值由數(shù)字顯示9顯示，以及可在探測頭3的靜止?fàn)顟B(tài)讀出。在由發(fā)光直方31構(gòu)成的發(fā)光直方系列的端部，在圖示的例子中可設(shè)置用箭頭32表示的符號，若探測頭3處于構(gòu)成圖形顯示10的區(qū)域之外，則此符號發(fā)亮。
權(quán)利要求
1.探測器，尤其用于探測機(jī)床內(nèi)的工件，包括一個(gè)可徑向和/或軸向偏移的探測頭(3)，它的偏移可借助一轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(11)轉(zhuǎn)換為滑閥(12)的直線運(yùn)動(dòng)，滑閥與一個(gè)為一顯示器(6)配設(shè)的操縱裝置(13)配合作用，其特征為顯示器(6)有數(shù)字顯示(9)和圖形顯示(10)；以及，為顯示器(6)配設(shè)的操縱裝置(13)包括一個(gè)電子計(jì)算裝置(15)和一個(gè)設(shè)在它上游的、產(chǎn)生一電的輸出參數(shù)并具有兩個(gè)可彼此相對運(yùn)動(dòng)的元件(18、19)的位移測量裝置(14)，其中，一個(gè)元件(18)裝在滑閥(12)上，而另一個(gè)相對于它固定設(shè)置的元件(19)將其出口置于電子計(jì)算裝置(15)的進(jìn)口上，電子計(jì)算裝置產(chǎn)生用于顯示器(6)數(shù)字顯示(9)和圖形顯示(10)的控制信號，其中，在圖形顯示(10)上由滑閥(12)經(jīng)過的行程的分辨率隨著探測頭(3)接近零點(diǎn)而增加。
2.按照權(quán)利要求1所述的探測器，其特征為位移測量裝置(14)產(chǎn)生與步驟有關(guān)的輸出信號；以及，在電子計(jì)算裝置(15)的進(jìn)口設(shè)置一計(jì)數(shù)器(20)，它計(jì)算位移測量裝置(14)的步驟。
3.按照權(quán)利要求2所述的探測器，其特征為在計(jì)數(shù)器(20)下游設(shè)置一個(gè)設(shè)計(jì)為微處理器的計(jì)算機(jī)(22)，它包含兩個(gè)出口(16、17)，用于數(shù)字顯示(9)和圖形顯示(10)相應(yīng)的控制信號。
4.按照權(quán)利要求3所述的探測器，其特征為計(jì)算機(jī)(22)調(diào)整為，使在圖形顯示(10)上由滑閥(12)經(jīng)過的行程的分辨率隨著探測頭(3)接近零點(diǎn)而增加。
5.按照權(quán)利要求1所述的探測器，其特征為圖形顯示(10)由多個(gè)平行并列的發(fā)光直方(31)組成，它們分別配屬于滑閥(12)的一個(gè)行程，其中，滑閥(12)與每個(gè)發(fā)光直方(31)相應(yīng)的行程的長度隨著探測頭(3)接近零點(diǎn)而減小。
6.按照權(quán)利要求1所述的探測器，其特征為位移測量裝置(14)的固定元件(19)包含一塊印刷電路板，在印刷電路板上安裝電子計(jì)算裝置(15)的部件以及具有與顯示器(6)相鄰的電源(26)用的接頭。
7.按照權(quán)利要求6所述的探測器，其特征為電流供給可借助一個(gè)與顯示器(6)相鄰、在下面與固定元件(1 9)的印刷電路板接合的按鈕開關(guān)(30)活化或鈍化，通過按鈕開關(guān)可操縱一個(gè)優(yōu)選地裝在印刷電路板上的微型開關(guān)。
8.按照權(quán)利要求1所述的探測器，其特征為位移測量裝置(14)設(shè)計(jì)為電容式裝置；以及，可相對運(yùn)動(dòng)的元件(18、19)設(shè)計(jì)為在保持它們的相互距離的情況下可彼此平行移動(dòng)的電容器極片。
9.按照權(quán)利要求1所述的探測器，其特征為顯示器(6)有一顯示屏(8)，包括兩個(gè)優(yōu)選地上下排列、配屬于數(shù)字顯示(9)和圖形顯示(10)的行。
10.按照權(quán)利要求1所述的探測器，其特征為帶探測頭(3)的外殼(1)在一個(gè)外殼側(cè)的區(qū)域內(nèi)有一窗口狀孔(5)，顯示器(6)以及電源(26)和按鈕開關(guān)(30)設(shè)在孔(5)內(nèi)部；以及，構(gòu)成位移測量裝置(14)的固定元件(19)的板裝入一個(gè)制在外殼(1)的孔(5)的邊緣區(qū)內(nèi)的臺(tái)階(24)內(nèi)并通過一個(gè)嵌入孔(5)內(nèi)的固定框(25)固定，固定框帶一塊覆蓋在顯示屏(8)上的透明板(7)以及包含一個(gè)為電源(26)配設(shè)的、可用一蓋(28)封閉的室(27)和一個(gè)為按鈕開關(guān)(30)配設(shè)的孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種探測器，尤其用于探測機(jī)床內(nèi)的工件，它包括一個(gè)可徑向和/或軸向偏移的探測頭(3)，它的偏移可借助轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(11)轉(zhuǎn)換為滑閥(12)的直線運(yùn)動(dòng)，滑閥與一個(gè)為顯示器(6)配設(shè)的操縱裝置(13)配合作用。在這種探測器中，可采取措施達(dá)到更便于使用和有更高經(jīng)濟(jì)性的目的，即，令顯示器(6)有數(shù)字顯示(9)和圖形顯示(10)；以及，為顯示器(6)配設(shè)的操縱裝置(13)包括一個(gè)電子計(jì)算裝置(15)和一個(gè)設(shè)在它上游、產(chǎn)生電的輸出參數(shù)并具有兩個(gè)可彼此相對運(yùn)動(dòng)的元件(18、19)的位移測量裝置(14)，其中一個(gè)元件(18)裝在滑閥(12)上，而另一個(gè)相對于它固定設(shè)置的元件(19)將其出口置于電子計(jì)算裝置(15)的進(jìn)口上，電子計(jì)算裝置產(chǎn)生用于顯示器(6)數(shù)字顯示(9)和圖形顯示(10)的控制信號。
文檔編號G01D7/00GK1576772SQ200410059038
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者弗里多林·默茨 申請人:哈夫·施奈德有限公司及兩合公司