[发明专利]角度测量系统及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1或20所述的角度测量系统，并且涉及一种按照权利要求10所述的用于制造一种相应的角度测量系统的方法。

背景技术

这种类型的角度测量系统用于测量机器零件、例如一根轴的旋转运动或者旋转位置。在这种情况中，旋转运动或者是增量式采集或者是绝对采集，输出的测量值例如是一序列计数脉冲、一记数器值或者一代码字。特别是在所谓的拾起及装入(Pick and Place)机器中，相应的角度测量系统用于制造电子元器件，或者在机床中用于测量转动运动。机器零件旋转角度的精确到仅少许几个角度秒(Winkelsekund)的可再生性或者可重复性在所述拾起及装入机器中非常重要。在机床中，特别是角度测量系统的测量结果的绝对精确性起着决定性作用。已公开一些角度测量系统，它们具有可相互相对转动的结构部件自身的支承装置。

角度测量的精确性主要受到角标度的品质、它的偏心度的影响、并受到支承的圆周运动偏差或者摆动误差的影响。

在公开文献DE3036005A1中公开了一种用于制造角度测量系统用的角标度的方法。在该方法中，通过一种激光束将代码磁道设置到一代码盘上。在写入时，代码盘已与一轴连接，这样，在书写代码图形时代码盘已相对于轴定了中心。

这种已公开的方法有如下缺陷，即用此方法制造的角度测量系统没有达到最高的精确度，对于许多用途来说，它的牢固程度不够，此外也需要大的结构空间。

发明内容

本发明的任务是，提供一种牢固的角度测量系统并提供一种制造该系统的方法。该角度测量系统特别的优点是，可以利用简单的结构方式实现一种工作精确且紧凑的角度测量系统。

这个任务通过一种按照权利要求1所述的角度测量系统得以完成。按此该角度测量系统包括一支承装置和一扫描头，其中，支承装置由一刻度环、一外环和滚动体构成，其中，刻度环相对于外环可绕一轴线转动。既在刻度环上也在外环上分别形成一导轨表面，其中，刻度环的导轨表面具有一比外环的导轨表面小的导轨半径。外环的导轨表面和刻度环的导轨表面相对置地设置，其中，滚动体以下述方式设置在所述两个导轨表面之间，即支承装置径向无间隙，也就是它没有径向轴承间隙。此外，一角标度是如此直接设置在刻度环上的，即在一第一区域中的角标度的几何图案(geometrisches Muster)根据支承装置的圆周运动的偏差而与一第二区域中的角标度的几何图案有偏差。在这种情况中，角标度可通过扫描头进行扫描。

也就是说，角度测量系统的角标度的几何图案与各个安装在角度测量系统中的支承装置的单个尺寸或者尺寸偏差有关系。

该刻度环可以是支承装置的一内环的一组成部件。当内环为多部件结构时就是这种情况。当内环设计为一整体件时该内环同时也是刻度环。

此外，导轨表面(Laufflche)是当角度测量装置运行时滚动体沿着它们进行滚动的表面或者导轨。刻度环的导轨表面从轴向平行视觉看为凸起设计，而外环的导轨表面为凹入设计。所述导轨表面的导轨半径应理解为在轴线和相应的导轨表面上的距轴线最近的点之间的最短的连线。

有利地将角标度设置在刻度环的一壳体侧面上。壳体侧面的概念应理解为圆筒形的表面或者圆周表面，这个表面或者是绕360°封闭的，或者仅是一圆周表面的一部分。然后该角标度可以以一方向分量平行于轴线对准。通常角标度由许多个刻度线构成。在这种情况中，这些刻度线以一方向分量平行于轴线对准。特别是角标度也可由多个轨道构成，例如当应从角标度中直接可检测出一待测量的轴的绝对角位置时。