位置測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的位置測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]這樣的位置測(cè)量裝置尤其被用在加工機(jī)床中用于測(cè)量工具關(guān)于待加工的工件的相對(duì)位置，被用在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中用于測(cè)定試驗(yàn)對(duì)象的位置和尺寸以及還被用在半導(dǎo)體工業(yè)中、例如在晶片分檔器(Waferstepper)以及壓接器(Bonder)中。在此，標(biāo)尺(Massstab)直接被裝在驅(qū)動(dòng)單元(例如線性馬達(dá))處或標(biāo)尺被裝在由驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件處。位置測(cè)量裝置的探測(cè)單元(Abtasteinheit)相對(duì)于移動(dòng)的標(biāo)尺靜止地布置在其位置應(yīng)被測(cè)量的另一機(jī)器部件處。
[0003]—種這樣的位置測(cè)量裝置例如由文件US 7，421，800 B2已知。標(biāo)尺具有用于產(chǎn)生周期性的測(cè)量信號(hào)的增量的測(cè)量分度(Messteilung)以及用于產(chǎn)生參考記號(hào)信號(hào)的、在測(cè)量方向上彼此相間隔的多個(gè)參考記號(hào)。通過(guò)在該位置處將計(jì)數(shù)器置于規(guī)定的計(jì)數(shù)器讀數(shù)上，參考記號(hào)信號(hào)具有對(duì)于參考記號(hào)的位置建立增量的位置測(cè)量的絕對(duì)參考的功能。為了給使用者可選地設(shè)計(jì)該位置，使用者可從多個(gè)參考記號(hào)中選擇一個(gè)。為了選擇，期望的參考記號(hào)在標(biāo)尺的標(biāo)記軌跡(Makierungsspur)中關(guān)聯(lián)有第一標(biāo)記，其在探測(cè)時(shí)生成選擇信號(hào)。在該標(biāo)記軌跡中此外布置有第二標(biāo)記，從其通過(guò)探測(cè)可產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，開(kāi)關(guān)信號(hào)限定極限位置。
[0004]為了區(qū)別在標(biāo)記軌跡中布置在不同的位置處的兩個(gè)標(biāo)記，在第二標(biāo)記的地點(diǎn)處在另外的標(biāo)記軌跡中布置有另外的標(biāo)記。為了提高區(qū)別的可靠性，提出將第二標(biāo)記設(shè)計(jì)得比布置在另外的標(biāo)記軌跡中的另外的標(biāo)記更長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于在這樣的位置測(cè)量裝置中進(jìn)一步提高標(biāo)記和因此限定這些標(biāo)記的位置的區(qū)分的可靠性。
[0006]該目的根據(jù)本發(fā)明通過(guò)一種帶有權(quán)利要求1的特征的位置測(cè)量裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007]該位置測(cè)量裝置包括標(biāo)尺和相對(duì)于其在測(cè)量方向上可動(dòng)的探測(cè)單元。標(biāo)尺具有增量的測(cè)量分度以及在測(cè)量方向上彼此相間隔的多個(gè)參考記號(hào)。通過(guò)探測(cè)測(cè)量分度可產(chǎn)生周期性的測(cè)量信號(hào)而通過(guò)探測(cè)參考記號(hào)相應(yīng)可產(chǎn)生參考記號(hào)信號(hào)。標(biāo)尺此外具有標(biāo)記軌跡，其帶有第一標(biāo)記，其中，第一標(biāo)記與參考記號(hào)中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。通過(guò)探測(cè)該第一標(biāo)記可生成探測(cè)信號(hào)，其具有第一標(biāo)記相關(guān)聯(lián)的參考記號(hào)的選擇信號(hào)的功能。
[0008]在標(biāo)記軌跡中在測(cè)量方向上與第一標(biāo)記相間隔地布置有第二標(biāo)記，其在測(cè)量方向上比第一標(biāo)記更長(zhǎng)且通過(guò)該第二標(biāo)記的探測(cè)可生成開(kāi)關(guān)信號(hào)。
[0009]探測(cè)單元為了探測(cè)標(biāo)記軌跡具有第一檢測(cè)器和在測(cè)量方向上與其相間隔布置的第二檢測(cè)器，其中，這兩個(gè)檢測(cè)器相互的距離大于第一標(biāo)記的長(zhǎng)度而小于第二標(biāo)記的長(zhǎng)度。檢測(cè)器在探測(cè)標(biāo)記中的一個(gè)時(shí)相應(yīng)生成探測(cè)信號(hào)。
[0010]探測(cè)單元構(gòu)造成當(dāng)?shù)谝粰z測(cè)器以及第二檢測(cè)器共同生成探測(cè)信號(hào)時(shí)生成開(kāi)關(guān)信號(hào)。如果僅這兩個(gè)檢測(cè)器中的第一檢測(cè)器生成探測(cè)信號(hào)，探測(cè)單元另外構(gòu)造成產(chǎn)生參考脈沖。
[0011]參考記號(hào)是可選的，該表達(dá)不強(qiáng)制意味著根據(jù)本發(fā)明僅選出唯一的。通過(guò)相應(yīng)使第一標(biāo)記與該多個(gè)參考記號(hào)相關(guān)聯(lián)，由此對(duì)于本發(fā)明還可存在合適的應(yīng)用，在其中選出多個(gè)參考記號(hào)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的位置測(cè)量裝置的有利的實(shí)施方案由在從屬權(quán)利要求中所列舉的措施得出。
【附圖說(shuō)明】
[0013]根據(jù)實(shí)施例的接下來(lái)的說(shuō)明結(jié)合附圖來(lái)闡述本發(fā)明的另外的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)。
[0014]其中:
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的位置測(cè)量裝置的第一實(shí)施例的示意性圖示；
圖2顯示了圖1中的位置測(cè)量裝置的評(píng)估電路(Auswerteschaltung)；
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的位置測(cè)量裝置的第二實(shí)施例的示意性圖示；以及圖4顯示了圖3中的位置測(cè)量裝置的分析電路。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在圖1和2中示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的位置測(cè)量裝置的第一實(shí)施例且接下來(lái)詳細(xì)來(lái)闡述。
[0016]位置測(cè)量裝置包括標(biāo)尺I和相對(duì)于其在測(cè)量方向X上可動(dòng)的探測(cè)單元2。標(biāo)尺I攜帶增量的測(cè)量分度11，其可由探測(cè)單元2的檢測(cè)器單元21探測(cè)。在探測(cè)測(cè)量分度11時(shí)檢測(cè)器單元21以已知的方式產(chǎn)生周期性的電氣的測(cè)量信號(hào)M，利用其實(shí)現(xiàn)相對(duì)的位置測(cè)量。
[0017]標(biāo)尺I此外包括多個(gè)在測(cè)量方向X上彼此相間隔的參考記號(hào)12、13。為了探測(cè)參考記號(hào)12、13，在探測(cè)單元2中設(shè)有參考記號(hào)檢測(cè)器22。在利用參考記號(hào)檢測(cè)器22探測(cè)參考記號(hào)12、13時(shí)相應(yīng)產(chǎn)生參考記號(hào)信號(hào)R。
[0018]可從該多個(gè)參考記號(hào)12、13中選出一個(gè)。為了選出參考記號(hào)12，13中的一個(gè)在標(biāo)尺I處設(shè)置有標(biāo)記軌跡Tl。在該標(biāo)記軌跡Tl中選出的參考記號(hào)12關(guān)聯(lián)有第一標(biāo)記14。為了探測(cè)第一標(biāo)記14在探測(cè)單元2中布置有第一檢測(cè)器23。在借助于第一檢測(cè)器23探測(cè)該第一標(biāo)記14時(shí)產(chǎn)生以第一探測(cè)信號(hào)Al的形式的選擇信號(hào)。如果在探測(cè)單元2中同時(shí)出現(xiàn)參考記號(hào)信號(hào)R和第一探測(cè)信號(hào)Al，產(chǎn)生參考記號(hào)脈沖RI，其使該位置關(guān)聯(lián)絕對(duì)位置。這例如可由此實(shí)現(xiàn)，通過(guò)將增量的位置測(cè)量的計(jì)數(shù)器置于規(guī)定的值上。用于在由第一標(biāo)記14選出的參考記號(hào)12的位置處產(chǎn)生參考記號(hào)脈沖RI的邏輯電路的原理在圖2中示意性地通過(guò)探測(cè)單元2的結(jié)構(gòu)塊40示出。
[0019]第一標(biāo)記14尤其是可由位置測(cè)量裝置的用戶施加到標(biāo)尺I上的標(biāo)記，例如通過(guò)粘上或通過(guò)擰緊可安裝。
[0020]如果位置測(cè)量裝置根據(jù)光電探測(cè)原理工作，第一標(biāo)記14優(yōu)選地是不透明的或非反射性的條帶，其中，標(biāo)記軌跡Tl的其余區(qū)域?qū)Υ嘶パa(bǔ)地來(lái)構(gòu)造，即透明的或反射性的。
[0021]為了確保同時(shí)產(chǎn)生參考記號(hào)信號(hào)R和第一探測(cè)信號(hào)Al，第一標(biāo)記14相對(duì)于參考記號(hào)12以距離a來(lái)安裝，其中，該距離a相應(yīng)于參考記號(hào)檢測(cè)器22和第一檢測(cè)器23的相互的距離a (距離a和b分別在測(cè)量方向X上觀察)。
[0022]以未示出的方式，參考記號(hào)12、13也可集成在測(cè)量分度11中，如本身已知地且例如在開(kāi)頭所提及的文件US 7，421，800 B2中所示。在該情況中距離a可選擇成等于零。
[0023]在多個(gè)情況中在位置測(cè)量時(shí)附加地要求，在標(biāo)尺I的規(guī)定的區(qū)域處發(fā)出盡可能可靠的開(kāi)關(guān)信號(hào)。該開(kāi)關(guān)信號(hào)例如可被用于清楚地識(shí)別出探測(cè)單元2是位于標(biāo)尺的終端位置處還是探測(cè)單元位于參考記號(hào)的右側(cè)上或左側(cè)上。
[0024]在第一實(shí)施例中應(yīng)生成開(kāi)關(guān)信號(hào)SI，其指示標(biāo)尺I的終端位置。為了能夠利用探測(cè)單元2通過(guò)探測(cè)標(biāo)尺I產(chǎn)生這樣的開(kāi)關(guān)信號(hào)SI，在標(biāo)記軌跡Tl中在測(cè)量方向X上與第一標(biāo)記14地間隔布置有第二標(biāo)記15。該第二標(biāo)記15在測(cè)量方向X上具有長(zhǎng)度12，其中，12大于第一標(biāo)記14的長(zhǎng)度II。
[0025]為了探測(cè)標(biāo)記軌跡Tl，探測(cè)單元2具有第一檢測(cè)器23和在測(cè)量方向X上與其相間隔布置的第二檢測(cè)器24，其中，這兩個(gè)檢測(cè)器23和24相互的距離b大于第一標(biāo)記14的長(zhǎng)度Il而小于第二標(biāo)記15的長(zhǎng)度12。因?yàn)闃?biāo)記軌跡Tl由第一檢測(cè)器23以及由第二檢測(cè)器24來(lái)探測(cè)，第一檢測(cè)器23在探測(cè)第一標(biāo)記14時(shí)和在探測(cè)第二標(biāo)記15時(shí)相應(yīng)產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)Al以及第二檢測(cè)器24在探測(cè)第一標(biāo)記14時(shí)和在探測(cè)第二標(biāo)記15時(shí)相應(yīng)產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)A2。
[0026]探測(cè)單元2構(gòu)造成當(dāng)?shù)谝粰z測(cè)器23生成探測(cè)信號(hào)Al以及第二檢測(cè)器24同時(shí)生成第二探測(cè)信號(hào)A2時(shí)生成開(kāi)關(guān)信號(hào)SI。在圖2中為了產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)SI示意性示出評(píng)估單元30。通過(guò)使第二標(biāo)記15比第一檢測(cè)器23和第二檢測(cè)器24相互的距離b更長(zhǎng)以及使第一標(biāo)記14比該距離b更短，確保僅在第二標(biāo)記15處產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)SI。為了另外確保在探測(cè)第一標(biāo)記14以及參考記號(hào)12時(shí)不產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)SI，第一檢測(cè)器23和第二檢測(cè)器24相互的距離b不同于參考記號(hào)12和第一標(biāo)記14相互的距離a。
[0027]當(dāng)?shù)谝粰z測(cè)器23位于這兩個(gè)檢測(cè)器23和24的該側(cè)上(在標(biāo)記軌跡Tl中第一標(biāo)記14相對(duì)第二標(biāo)記15也布置在該側(cè)上)時(shí)，是有利的。由此確保，在探測(cè)單元2駛?cè)氲诙?biāo)記15中時(shí)，在第一檢測(cè)器23駛?cè)氲诙?biāo)記15中之前，總是首先第二檢測(cè)器24生成探測(cè)信號(hào)S2。通過(guò)該設(shè)計(jì)方案確保，在探測(cè)第二標(biāo)記15時(shí)決不會(huì)失誤地生成參考記號(hào)脈沖RI，因?yàn)闊o(wú)論如何先產(chǎn)生第二探測(cè)信號(hào)A2，其阻止參考記號(hào)脈沖RI的發(fā)出。探測(cè)單元2即構(gòu)造成如果僅這兩個(gè)檢測(cè)器23、24中的第一檢測(cè)器23生成探測(cè)信號(hào)Al那么才產(chǎn)生參考脈沖R10
[0028]第二標(biāo)記15在第一實(shí)施例中以有利的方式布置在標(biāo)尺I的極限位置處且開(kāi)關(guān)信號(hào)SI指示探測(cè)單元2的行程的該極限位置(此處右邊的終端位置)。
[0029]第一實(shí)施例的標(biāo)尺I具有另外的標(biāo)記軌跡T2，其如第一標(biāo)記軌跡Tl那樣在測(cè)量分度11旁邊且平行于此在測(cè)量方向X上延伸。在該另外的標(biāo)記軌跡T2中布置有另外的標(biāo)記16。為了探測(cè)該另外的標(biāo)記軌跡T2，探測(cè)單元2具有另外的檢測(cè)器25。該另外的檢測(cè)器25在探測(cè)另外的標(biāo)記16時(shí)生成另外的開(kāi)關(guān)信號(hào)S2。在所示的示例中另外的標(biāo)記16布置在標(biāo)尺I的左邊的極限位置，從而該另外的開(kāi)關(guān)信號(hào)S2對(duì)于探測(cè)單元2指示左邊的終端位置。
[0030]根據(jù)圖3和4接下來(lái)來(lái)闡述另外的根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的位置測(cè)量裝置。此處作用相同的構(gòu)件設(shè)有與在第一實(shí)施例中相同的附圖標(biāo)記。
[0031]該