探測系統的製作方法
2023-10-04 00:53:14
專利名稱：探測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1的前序部分所述的探測系統。
背景技術：
這種探測系統用於確定一個工具機或一個坐標標測量機的一個工件或一個刀具的相對位置或表面坐標。
該探測系統由一個探測頭組成，該探測頭數控地探測工件或刀具，並在探測時產生一個探測信號。在探測頭上設置至少一個用於根據探測信號發射紅外線的發射元件。這種紅外線被傳遞到一個與探測頭分開設置的接收單元，該接收單元將所接收的紅外線轉換成一個觸發信號並將這個觸發信號傳遞到控制探測頭的運動控制機構。
例如在DE 34 22 180 C2中描述了一種這樣的探測系統。接收單元由一個殼體組成，該殼體的開孔用一個對於紅外線透明的窗口所覆蓋。此外在該窗口中設有一個用於剔出可見光的紅外線過濾器。
對這種探測系統的要求總是越來越高。一方面，該探測系統即使在探測頭與接收單元之間存在相對較大距離時也還應該能夠實現功能，另一方面探測系統要更加放棄幹擾源-輻射的機構，如功率增強型驅動機構。
發明內容
因此本發明的任務是，提高探測系統的功能可靠性。
這個技術問題通過權利要求1的特徵得以解決。
有利的實施形式在從屬權利要求中給出。
藉助於下面的附圖由對下面的實施例的描述給出本發明的細節以及優點。附圖示出圖1 在一個數控工具機上的一個探測系統，圖2 探測系統的接收單元的縱剖面圖，圖3 圖2中接收單元的橫截面圖I-I，
圖4 具有放大表示的塗層的接收單元的窗口，圖5 另一窗口，圖6 探測頭的剖面圖。
具體實施例方式
按照本發明的探測系統與機器、如工具機或坐標測量機的運動控制機構一起運行。在圖1中運動控制機構是一個數字控制器1，而機器是一個工具機2。該探測系統由一個探測頭3和一個接收單元4組成。為了測量一個工件5，所述探測頭3藉助於控制器1相對於工件5數控地移動。為此至少一個驅動器6與控制器1連接。所述探測頭3的運動由至少一個位置測量機構7獲得。該探測頭3的觸針31在工件5上的一次探測在探測頭3中產生一個探測信號。探測信號的產生以公知的方法通過一個運動檢測器、例如以一個光電柵欄形式實現，該光電柵欄檢測觸針31的偏轉。探測信號通過一個發射元件32轉換成紅外線A並無線地傳輸到接收單元4。該接收單元4具有至少一個用於接收這種紅外線A的紅外接收器41。該紅外線A被轉換成觸發信號AT，該信號被傳遞到控制器1並使驅動器6停止以及接受或存儲從位置測量機構7在探測時刻所獲得的瞬時位置P。
在圖2至4中詳細示出所述接收單元4。它由一個殼體42組成，在該殼體的內部設置紅外接收器41。所述殼體42由一個導電基體43組成，它與一個基準電位E連接，並與一個可透穿紅外線A的由塑料或玻璃製成的窗口44連接。該窗口44具有一個使殼體42的內部空間免受電磁輻射的、以導電覆層45形式的屏蔽層。如圖4所示那樣，這個覆層45位於窗口44內側並由此免受環境影響。該覆層45放置在窗口44的固定法蘭46的面對基體43的底側面上，由此使這個覆層在與基體43的裝配法蘭47的端面螺栓連接面的裝配狀態中進行良好的電接觸，並由此與基準電位E實現電連接。
這樣選擇該窗口44的覆層45，使它能夠通過波長約880nm的紅外線A能夠穿過該覆層而沒有額定值損失，但是屏蔽電磁幹擾。這些電磁幹擾尤其是按照EMV測試的專業基礎標準EN 61000-6-2定義的幹擾，並且尤其包括頻率範圍約為80至1000MHz的電磁場。該窗口44最好由塑料製成而導電覆層45是一種金屬氧化物，尤其是一種半導體金屬氧化物或厚度為幾納米的銀層。為了改善紅外線A的傳輸，一個具有反射抑制層、即一個附加的減反射層的多層系統是特別有利的。
在圖示示例中所述覆層45完全平面地塗覆到窗口44上。但是也可以以圖5所示的網格45.1或其它圖形形狀只部分地塗覆並且也可以與基體43結合構成一個法拉第籠(Faradayscher Kfig)，用於至少一個設置在殼體42的內部空間中的紅外接收器41。
所述基體43在示例中是一個穩定的金屬體，但是它同樣可以由塑料製成，它通過添加物導電地構成或進行導電地覆層。
在工具機2中對可靠性的要求越來越高。也就是必需保證，所述驅動器6在探測時可靠地停止。為此紅外線A必需由接收單元4修正並快速檢測。但是，一方面工具機2的工作空間變得越來越大，使得探測頭3與接收單元4之間的傳遞路程同樣變得越來越長，而另一方面驅動器6功率一直越來越大，並由此使所產生的電磁幹擾輻射範圍總是變得更廣。現在通過本發明，這些幹擾輻射不再能夠影響接收單元4。用於紅外接收器41輸出信號的濾波費用更少並且可以使無幹擾的輸出信號更加放大，由此使紅外線A即使在一個長的傳遞距離上也可以可靠地檢測，並可以轉換成觸發信號AT。為了將紅外接收器41的輸出信號轉換成觸發信號AT，設有一個處理單元48，它具有至少一個位於屏蔽殼體42中的放大電路48.1。
為了提高接收單元4的靈敏性，這個單元具有多個紅外接收器41，其輸出信號一起接入到處理單元48上，用於形成觸發信號AT。為了儘可能迅速地檢測到由探測獲得的紅外線A並將其轉換成一個抗幹擾的觸發信號AT，將多個紅外接收器41相互並聯。由此為放大電路48.1提供一個更高的並聯電路輸入電流，並使輸入電流與放大電路48的噪聲之間的比例加大。
在圖2和3中所示的接收單元4附加地包括多個發射元件49，用於將紅外線B通過窗口44在探測頭3方向上發射。為了接收這個紅外線B，在探測頭3上設置至少一個紅外接收器33。如圖6所示，在這個紅外接收器33的前面設置一個用於透穿紅外線B的窗口34，它具有一個使探測頭3的內部空間免受電磁輻射的導電覆層35形式的屏蔽層。有利的是，配有覆層35的窗口34也設置在發射元件32的前面，並且探測頭3的窗口34的導電覆層與一個基準電位E連接，用於導出幹擾電壓。所述紅外線B可以以已知的方式是一個使由電池驅動的探測頭3省電運行的接通信號。
權利要求
1.一種探測系統，該系統包括-一個用於進行檢測探測的探測頭(3)，該探測頭具有至少一個用於根據所檢測的探測來發射紅外線(A)的發射元件(32)；-一個接收單元(4)，它具有一個殼體(42)，在該殼體中設置至少一個紅外接收器(41)以及一個處理單元(48)，其中殼體(42)具有一個用於透穿紅外線(A)的窗口(44)，其特徵在於，所述窗口(44)具有一層使殼體(42)的內部空間免受電磁幹擾的屏蔽層(45)。
2.如權利要求1所述的探測系統，其特徵在於，所述屏蔽層是一層導電的且透穿紅外線(A)的窗口(44)的覆層(45)。
3.如權利要求2所述的探測系統，其特徵在於，所述覆層(45)設置在窗口(44)的內側。
4.如上述權利要求中任一項所述的探測系統，其特徵在於，所述殼體(42)由一個導電基體(43)組成，該基體與一個基準電位(E)連接，所述屏蔽層(45)與基體(43)導電地連接。
5.如權利要求3或4所述的探測系統，其特徵在於，所述基體(43)具有一圈裝配法蘭(47)，所述窗口(44)具有一圈導電塗覆的固定法蘭(45)，由此使覆層(45)與基體(43)導電連接。
6.如上述權利要求中任一項所述的探測系統，其特徵在於，所述處理單元(48)具有一個放大電路(48.1)。
7.如上述權利要求中任一項所述的探測系統，其特徵在於，在所述殼體(42)中設置多個紅外接收器(41)，該紅外接收器都連接到用於形成一個觸發信號(AT)的處理單元(48)上。
8.如權利要求7所述的探測系統，其特徵在於，所述多個紅外接收器(41)相互並聯。
9.如上述權利要求中任一項所述的探測系統，其特徵在於，在所述殼體(42)中對接收單元(41)附加地設置至少一個用於穿過窗口(44)發射紅外線(B)的發射元件(49)；並且在探測頭(3)上設置至少一個用於接收所述紅外線(B)的紅外接收器(33)。
10.如權利要求9所述的探測系統，其特徵在於，在所述紅外接收器(33)前面設置一個用於透穿紅外線(A，B)的窗口(34)，該窗口具有一個使探測頭(3)的內部空間免受電磁幹擾的屏蔽層(35)。
11.如權利要求10所述的探測系統，其特徵在於，所述探測頭(3)的窗口(34)附加地遮蓋發射元件(32)。
全文摘要
一種探測系統由一個探測頭(3)和一個與該探測頭遠離定位的接收單元(4)所組成，通過使接收單元(4)的窗口(44)具有一個導電覆層(45)使得該探測系統對於電磁幹擾輻射是不敏感的。
文檔編號G01B7/012GK1532522SQ200410039979
公開日2004年9月29日 申請日期2004年3月22日 優先權日2003年3月22日
發明者R·肖普夫, R 肖普夫 申請人:約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司