DE102004059844B4 - Linearführungsanordnung - Google Patents

Linearführungsanordnung Download PDF

Info

Publication number
DE102004059844B4
DE102004059844B4 DE200410059844 DE102004059844A DE102004059844B4 DE 102004059844 B4 DE102004059844 B4 DE 102004059844B4 DE 200410059844 DE200410059844 DE 200410059844 DE 102004059844 A DE102004059844 A DE 102004059844A DE 102004059844 B4 DE102004059844 B4 DE 102004059844B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
state drive
linear guide
solid
screw
guide arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200410059844
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004059844A1 (de
Inventor
Toralf Kliem
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RAITH GmbH
Original Assignee
RAITH GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RAITH GmbH filed Critical RAITH GmbH
Priority to DE200410059844 priority Critical patent/DE102004059844B4/de
Publication of DE102004059844A1 publication Critical patent/DE102004059844A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004059844B4 publication Critical patent/DE102004059844B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/04Constructional details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

Linearführungsanordnung (100)
– mit einem Schlittenelement (40), das auf wenigstens einem Führungselement (31, 32) längsverschieblich geführt ist,
– mit wenigstens einem parallel zu dem Führungselement (31, 32) ausgerichteten Gewindetrieb, jeweils bestehend aus einer Gewindespindel (10) und wenigstens einer darauf geführten Gewindemutter (11), welche mit dem längsverschieblichen Schlittenelement (40) verbunden ist, und
– mit wenigstens einem Festkörperantriebselement (20, 21, 23) zur Feinpositionierung des Schlittenelementes (40),
– wobei zwischen der Gewindemutter (11) des Gewindetriebs und dem beweglichen Schlittenelement (40) eine symmetrische Anordnung mit mindestens zwei punktsymmetrisch zu jeder Gewindetriebachse (12) angeordneten Festkörperantriebselementen (21, 23) gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die symmetrische Anordnung aus wenigstens zwei Festkörperantriebselementen (21, 23) besteht, welche in einer Ebene mit dem Gewindetrieb liegen und symmetrisch um die Gewindetriebachse (12) angeordnet sind;
– dass die Verbindung der Gewindemutter (11) und des Schlittenelements (40) direkt über die Festkörperantriebselemente (21, 23) erfolgt;...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Linearführungsanordnung
    • – mit einem Schlittenelement, das auf wenigstens einem Führungselement längsverschieblich geführt ist,
    • – mit wenigstens einem parallel zu dem Führungselement ausgerichteten Gewindetrieb, jeweils bestehend aus einer Gewindespindel und wenigstens einer darauf umlaufenden Gewindemutter, welche mit dem längsverschieblichen Schlittenelement verbunden ist, und
    • – mit wenigstens einem Festkörperantriebselement zur Feinpositionierung des Schlittenelementes,
    • – wobei zwischen der Gewindemutter des Gewindetriebs und dem beweglichen Schlittenelement eine symmetrische Anordnung mit mindestens zwei punktsymmetrisch zu jeder Gewindetriebachse angeordneten Festkörperantriebselementen gebildet ist sowie eine Linearführungsanordnung
    • – mit einem Schlittenelement, das auf wenigstens einem Führungselement längsverschieblich geführt ist,
    • – mit wenigstens zwei parallel zu dem Führungselement ausgerichteten Gewindetrieben, jeweils bestehend aus einer Gewindespindel und wenigstens einer darauf geführten Gewindemutter, welche mit dem längsverschieblichen Schlittenelement verbunden ist und
    • – mit einem Festkörperantriebselement zur Feinpositionierung des Schlittenelementes,
    • – wobei jeweils zwischen der Gewindemutter des Gewindetriebs und dem beweglichen Schlittenelement eine symmetrische Anordnung mit einem symmetrisch zu den Gewindetriebachsenangeordneten Festkörperantriebselement gebildet ist.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Linearführungsanordnung.
  • Piezoelektrische Verstelleinrichtungen für Positioniersysteme wie z. B. Lineartische sind bekannt und werden für hochgenaue Zustellbewegungen in vielfältigen Anwendungen genutzt. Dabei ist der Stellweg auf den Ausdehnungsbereich der Piezoaktoren begrenzt.
  • Ein vom Ausdehnungsbereich des Piezoaktors unabhängiger Stellweg kann durch das aus der US 3 902 084 A bekannte Inch-Worm-Prinzip realisiert werden. Dabei werden drei tubusförmige Piezoelemente in aneinander stoßender Anordnung um eine Welle angeordnet und bewegen die Welle durch geeignete Spannungsabfolge. Durch die gewählte Ansteuerung ist ein Step- als auch ein Linearbetrieb möglich.
  • Weitere Verstelleinrichtungen, bestehend aus mehreren Piezoelementen zur Klemmung und Verstellung, die zu einer Baugruppe zusammengefasst sind, sind z. B. aus DE 297 09 878 U1 bekannt.
  • Weitere Möglichkeiten bieten Ultraschall-Piezoantriebe, wobei Piezoelemente mit hoher Frequenz schwingen und dadurch stoßweise angekoppelte Bauteile bewegen.
  • Eine Stellwegserweiterung bei Aufrechterhaltung hoher Positioniergenauigkeit ist nach der DE-Z „Application Note: XY-Positioning and stiching improvements for conventional SEM based lithography solutions by piezoelectric sub stage assemblys Raith GmbH 2004” durch eine Kombination aus Linearantrieb und Piezoelement oder Gewindetrieb und Piezoelement innerhalb eines Führungssystems möglich. Auch eine Kombination von linearmotor- oder gewindegetriebenem Lineartisch und daran befestigtem Piezopositioniersystem ist möglich.
  • In Verbindung mit dem Piezoelement können zusätzlich weg- oder kraftübersetzende Getriebe verwendet werden, wie aus der DE 92 09 515 U1 bekannt.
  • Auch aus der DE 692 30 137 T2 wird eine Linearführungsanordnung bekannt, die ein Schlittenelement aufweist, das auf wenigstens einem Führungselement längsverschieblich geführt ist und die wenigstens einen parallel zu dem Führungselement ausgerichteten Gewindetrieb, jeweils bestehend aus einer Gewindespindel und wenigstens einer darauf umlaufenden Gewindemutter, welche mit dem beweglichen Schlittenelement verbunden ist, aufweist und die wenigstens ein Festkörperantriebselement zur Feinpositionierung des Schlittenelementes aufweist.
  • Die bekannten Verstelleinrichtungen haben folgende Nachteile:
    • – Verstelleinrichtungen, angetrieben durch ein oder mehrere Piezoelemente, weisen einen zu kleinen Verstell bereich auf. Durch Verwendung von wegübersetzenden Getrieben kann der Stellbereich nicht ausreichend vergrößert werden.
    • – Piezoantriebe nach dem Inch-Worm-Prinzip und Ultraschallpiezomotoren benötigen eine aufwändige Ansteuerungselektronik und erschweren, durch prinzipbedingt in die Anschlusskonstruktion eingebrachte hochfrequente Schwingungen, die Einbindung von üblichen Wegmeßsystemen.
    • – Inch-Worm- und Ultraschallpiezomotoren erzeugen keramischen Abrieb, welcher zu erhöhtem Verschleiß in der Anschlusskonstruktion führen kann.
    • – Die Anforderungen an die Fertigungs- und Justagegenauigkeit der Anschlusskonstruktion sind sehr hoch.
    • – Bei mehrstufigen Linearachsen aus linearmotor- oder gewindegetriebenem Lineartisch zur Grobpositionierung und daran befestigtem piezogetriebenem Lineartisch oder Positioniersystem treten montage- und fertigungsbedingte Winkelfehler zwischen den Stellrichtungen der Einzelachsen auf.
    • – Aufbauten aus Gewindetrieb und einem Piezoelement innerhalb eines Führungssystems verursachen bei der Zustellbewegung eine Momentbelastung der Mutter des Gewindetriebes. Diese weisen aber für Momentbelastungen sehr geringe Steifigkeiten auf, so dass bei Ansteuerung des Piezoelementes nicht nur eine Relativbewegung des Lineartisches sondern auch eine Verkippung der Mutter des Gewindetriebes stattfindet. Dadurch sind der Dynamik der Ansteuerung Grenzen gesetzt und die Systemsteifigkeit in Stellrichtung wird verringert.
    • – Zusammengesetzte Antriebe aus Gewindetrieb und fluchtend auf der Spindelachse angeordnetem Piezoelement sind auch nur für begrenzte Stellwege realisierbar und vergrößern den Bauraum der Antriebsvorrichtung in axialer Richtung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Zustellbewegungen mit hoher Präzision und in einem großen Dynamikbereich innerhalb eines Führungssystems zu ermöglichen.
  • Die vorgenannten Aufgaben werden durch eine Linearführungsanordnung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
  • Erfindungswesentlich ist die auf die Gewindetriebachse symmetrisch ausgerichtete Anordnung von Festkörperstellelementen, durch die sich eine rein axiale Belastung der Antriebsvorrichtung, insbesondere der Gewindemutter eines Gewindetriebs, ohne zusätzliche Biegemomente und daraus resultierende Verkippungen des Schlittens ergibt, vorausgesetzt, dass innerhalb einer symmetrischen Anordnung nur gleichartige Festkörperstellelemente eingesetzt werden.
  • Die erfindungsgemäße Lösung beinhaltet mehrere Anordnungen, die alternativ aber auch gleichzeitig verwirklicht sein können, nämlich:
    • – ein ringförmiges Festkörperstellelement, dessen Wirkungslinie des axialen Verstellbereichs mit der Mittelachse des Gewindetriebs fluchtet;
    • – mehrere Festkörperstellelemente, die in einer punktsymmetrischen Anordnung um die Mittelachse eines Gewindetriebs herum angeordnet sind;
    • – ein oder mehrere Festkörperstellelemente, die zwischen mehreren Gewindetrieben angeordnet sind, wobei die Gewindetriebe in einer punktsymmetrischen Anordnung in Bezug auf das wenigstens eine zwischen ihnen liegende Festkörperstellelement positioniert sind.
  • Der Erfindungsgedanke lässt sich durch Kombinationen symmetrischer Anordnungen fortsetzen, beispielsweise könnte bei der zuletzt dargestellten Variante auch ein in sich symmetrisches Ensemble von mehreren Festkörperantriebselementen inmitten zweier Gewindespindeln liegen, sofern nur die Gesamtanordnung so ausgelegt ist, dass Biegemomente auf einen Gewindetrieb gar nicht erst auftreten bzw. sich gegenseitig kompensieren.
  • Die Gesamtsteifigkeit des Lineartisches in axialer Richtung wird nur durch die axialen Komponenten der Einzelsteifigkeiten gebildet. Bei hoher Stellgenauigkeit von < 100 nm können große Verstellbereiche von mehreren 100 mm realisiert werden. Die Erfindung kann in einem geschlossenen Regelkreis betrieben werden. Weiterhin kann die Erfindung zur Schwingungsgegenkopplung aktiv, innerhalb eines Regelkreises, oder ungeregelt, innerhalb des Lineartisches, verwendbar sein. Die erfindungsgemäße Linearführungsanordnung kann also die eigentliche Positionierbewegung und eine überlagerte Schwingungsbewegung zugleich ausführen. Der mechanische Aufbau verfügt über eine hohe Steifigkeit, um sich bei den dabei auftretenden Beschleunigungen nicht zu verformen und die Bandbreite der Gegenkopplung nicht zu begrenzen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die symmetrische Anordnung aus zwei Festkörperantriebselementen, welche in einer Ebene mit dem Gewindetrieb liegen und symmetrisch um die Gewindetriebachse angeordnet sind. Hierdurch ist eine flache Bauweise möglich, die sich ein fach in den bei vielen Lineartischen gegebenen Luftraum integrieren lässt, der seitlich durch die Linearführungselemente und nach oben und unten durch Basis- und Tischelement begrenzt ist.
  • Bei einer symmetrischen Anordnung aus drei oder mehr Festkörperantriebselementen, welche punktsymmetrisch zur Gewindetriebachse angeordnet sind, ergibt sich der Vorteil, dass neben einer evtl. Gierbewegung auch eine Nickbewegung des Schlittenelements ausgeregelt werden kann.
  • Unter Festkörperstellelementen werden erfindungsgemäß solche Elemente verstanden, die sich bei Veränderung einer elektrischen Größe, wie insbesondere einer angelegten elektrischen Spannung, in ihrer Geometrie in wenigstens einer Dimension ändern. Besonders bevorzugt sind Piezoverstellelemente, auch Piezo-Aktoren genannt, als Festkörperantriebselemente. Die bekannten günstigen Eigenschaften des Piezo-Effekts wie Erzeugung hoher Kräfte, Ansteuerungsmöglichkeit auch mit hohen Frequenzen, und einfache und präzise Regelung sind bei einer erfindungsgemäßen Linearführungsanordnung vorteilhaft zur Mikropositionierung nutzbar.
  • Die Piezoelemente können mit unterschiedlichen Spannungen, zum Ausgleich von Toleranzen zwischen den beiden Elementen, oder mit gleicher Spannung angesteuert werden. Der Ausgleich der Toleranzen der beiden Piezoelemente findet dann über die Materialelastizitäten der Ankopplungsteile statt.
  • Geeignet als Festkörperantriebselement ist aber auch ein Formgedächtnislegierungselement.
  • Der Gewindetrieb ist vorzugsweise als Kugelgewindespindel mit wenigstens einer Kugelumlaufmutter ausgebildet. Hierüber kann zunächst eine schnelle Vorpositionierung des Schlittenelements über einen großen Verstellbereich, auch im Eilgang, bewirkt werden, der dann eine Mikropositionierung über die Festkörperantriebselemente folgt.
  • Sind zwei Festkörperantriebselemente vorgesehen, so weisen diese vorzugsweise wenigstens eine Ausdehnungskomponente auf, die parallel zu der Verschieberichtung des Schlittenelements liegt. Hierdurch kann die Mikropositionierung des Schlittens direkt vom Festkörperantriebselement ohne Zwischenelemente erfolgen.
  • Alternativ kann diese Ebene senkrecht zu der Ebene der Führungseinrichtungen liegen, wenn es die baulichen Gegebenheiten erfordern. Es muss dann eine Kraftumlenkung in die Bewegungsrichtung über Zwischenelemente wie Kipphebel vorgenommen werden.
  • Bei einem unterschiedlichen Dehnungsverhalten zweier paralleler Piezo-Aktoren in der symmetrischen Anordnung wird das bewegliche Schlittenelement um seine Hochachse rotiert, es tritt eine so genannte Verkippung ein. Der Verkippungswinkel kann dadurch verkleinert werden, dass die Festkörperantriebselemente in einem neben dem Gewindetrieb liegenden und durch die Führungseinrichtungen begrenzten Bauraum außen angeordnet sind, also einen möglichst großen seitlichen Abstand zum Gewindetrieb aufweisen. Damit wirken die Piezo-Aktoren über einen vergleichsweise langen Hebelarm in Bezug auf die Hochachse des Schlittenelements, die die Gewindetriebachse schneidet, und rufen dadurch kleinere Verkippungen hervor, als bei einer Anordnung nahe der Gewindetriebachse.
  • Vorzugsweise ist die symmetrische Anordnung von Festkörperantriebselementen derart zum beweglichen Teil der Linearführungsanordnung angeordnet, dass die mechanische Verbindung von Mutter und Festkörperantriebselement in ihrer axialen Lage mittig zum beweglichen Schlittenelement angeordnet ist. Damit liegt der Drehpunkt in der Mitte unter dem Tisch und Verkippungen durch ungleichmäßige Ausdehnung der Piezoverstellelemente wirken sich nicht so stark aus, als wenn der Drehpunkt in einer Ecke des Tisches liegen würde.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
  • 1 eine erste Ausführungsform einer Linearführungsanordnung in perspektivischer Ansicht;
  • 2 die Linearführungsanordnung in seitlicher Ansicht;
  • 3 eine Anordnung von drei Festkörperantriebselement in seitlicher Ansicht; und
  • 4 eine dritte Ausführungsform einer Linearführungsanordnung in perspektivischer Ansicht.
  • 1 zeigt eine Linearführungsanordnung 100, die Wesentlichen aus einem Basisteil 50 und einem dazu längsverschieblich gelagerten Schlittenelement 40 besteht. Das Basiselement 50 ist ortsfest angeordnet, ist seinerseits auf einem nicht dargestellten Schlittenelement einer weiteren Linearführungsanordnung befestigt oder ist sogar integraler Bestandteil des Schlittenelements einer weiteren Linearführungsanordnung.
  • Das Schlittenelement 40 ist über zwei Linearführungselemente 31, 32 geführt. Seine Lage gegenüber dem Basiselement 50 kann über einen Gewindetrieb verändert werden, welcher in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Kugelgewindespindel 10 mit einer Kugelumlaufmutter 11 ausgeführt ist.
  • Die Kugelgewindespindel 10 ist durch nicht dargestellte Lager drehbar auf dem Basiselement 50 gelagert und über einen ebenfalls nicht abgebildeten Elektromotor angetrieben.
  • Seitlich neben der Gewindemutter 11 angeordnet und mit dieser an ihrer einen Seite verbunden sind Piezo-Aktoren 21, 23 als Festkörperantriebselemente. Diese stützen sich an ihrer anderen Seite über eine Strebe 26 und Schrauben 27 an dem Schlittenelement 40 ab. Längenänderungen der Piezo-Aktoren 21, 23 führen somit zu einer Relativbewegung des Schlittenelements 40 gegenüber der Kugelumlaufmutter 11 und damit zu einer Feinpositionierung des Schlittenelements 40 gegenüber dem Basiselement 50. Die Bewegungsrichtung der Piezo-Aktoren 21, 23 ist parallel zu einer Gewindetriebachse 12 ausgerichtet.
  • Wie die seitliche Ansicht dieser Ausführungsform in 2 zeigt, sind die beiden Piezo-Aktoren 21, 23 seitlich in gleichem Abstand neben der Gewindetriebachse 12 angeordnet. Die Verbindungslinie ihrer Mittelachse läuft durch die Gewindetriebachse 12, so dass sich alle evtl. Kipp- oder Biegemomente innerhalb der symmetrischen An ordnung in Bezug auf den Gewindetrieb selbst kompensieren.
  • Dies gilt auch bei einer in 3 dargestellten punktsymmetrischen Anordnung von drei Piezo-Aktoren 21', 23', 25', die punktsymmetrisch in Bezug auf den Mittelpunkt der Kugelumlaufmutter 11' bzw. die Gewindetriebachse 12 angeordnet sind.
  • 4 zeigt eine Linearführungsanordnung 300, bei der ein Piezo-Aktor 20 zwischen zwei Gewindespindeln 10, 10' mit Kugelumlaufmuttern 11, 11' angeordnet ist. Beide Muttern 11, 11' sind mit dem gemeinsamen Festkörperantriebselement 20 verbunden sind, wobei hier die Gewindetriebachsen 12, 12' punktsymmetrisch zur Mittelachse des Festkörperantriebselements 20 angeordnet sind.

Claims (15)

  1. Linearführungsanordnung (100) – mit einem Schlittenelement (40), das auf wenigstens einem Führungselement (31, 32) längsverschieblich geführt ist, – mit wenigstens einem parallel zu dem Führungselement (31, 32) ausgerichteten Gewindetrieb, jeweils bestehend aus einer Gewindespindel (10) und wenigstens einer darauf geführten Gewindemutter (11), welche mit dem längsverschieblichen Schlittenelement (40) verbunden ist, und – mit wenigstens einem Festkörperantriebselement (20, 21, 23) zur Feinpositionierung des Schlittenelementes (40), – wobei zwischen der Gewindemutter (11) des Gewindetriebs und dem beweglichen Schlittenelement (40) eine symmetrische Anordnung mit mindestens zwei punktsymmetrisch zu jeder Gewindetriebachse (12) angeordneten Festkörperantriebselementen (21, 23) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die symmetrische Anordnung aus wenigstens zwei Festkörperantriebselementen (21, 23) besteht, welche in einer Ebene mit dem Gewindetrieb liegen und symmetrisch um die Gewindetriebachse (12) angeordnet sind; – dass die Verbindung der Gewindemutter (11) und des Schlittenelements (40) direkt über die Festkörperantriebselemente (21, 23) erfolgt; – dass die Festkörperantriebselemente (20, 21, 23) eine parallel zu der Verschieberichtung des Schlittenelements (40) liegende Ausdehnungskomponente aufweisen.
  2. Linearführungsanordnung (300) – mit einem Schlittenelement (40), das auf wenigstens einem Führungselement (31, 32) längsverschieblich geführt ist, – mit wenigstens zwei parallel zu dem Führungselement (31, 32) ausgerichteten Gewindetrieben, jeweils bestehend aus einer Gewindespindel (10) und wenigstens einer darauf geführten Gewindemutter (11), welche mit dem längsverschieblichen Schlittenelement (40) verbunden ist, und – mit einem Festkörperantriebselement (20) zur Feinpositionierung des Schlittenelementes (40), – wobei jeweils zwischen der Gewindemutter (11) des Gewindetriebs und dem beweglichen Schlittenelement (40) eine symmetrische Anordnung mit einem symmetrisch zu den Gewindetriebachsen (12) angeordneten Festkörperantriebselement (20) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die symmetrische Anordnung aus einem Festkörperantriebselement (20) besteht, welches in einer Ebene mit dem Gewindetrieb liegt und symmetrisch zwischen den Gewindetriebachsen (12, 12') angeordnet ist; – dass die Verbindung der Gewindemuttern (11, 11') und des Schlittenelements (40) direkt über das Festkörperantriebselement (20) erfolgt und – dass das Festkörperantriebselement (20) eine parallel zu der Verschieberichtung des Schlittenelements (40) liegende Ausdehnungskomponente aufweist.
  3. Linearführungsanordnung (100, 300) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörperantriebselement (20, 21, 23) ein Piezoverstellelement ist.
  4. Linearführungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörperantriebselement ein Formgedächtnislegierungselement ist.
  5. Linearführungsanordnung (100, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindetrieb als Kugelgewindespindel (10, 10') mit wenigstens einer Kugelumlaufmutter (11, 11') ausgebildet ist.
  6. Linearführungsanordnung (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkörperantriebselemente (20, 21, 23) in einem neben dem Gewindetrieb liegenden und durch die Führungselemente (31, 32) begrenzten Bauraum außen angeordnet sind.
  7. Linearführungsanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die symmetrische Anordnung von Festkörperantriebselementen (21, 23) derart zum beweglichen Teil der Linearführungsanordnung (100; 200; 300) angeordnet ist, dass die mecha nische Verbindung von Gewindemutter (11) und Festkörperantriebselement (21, 23) in ihrer axialen Lage mittig zum längsverschieblichen Schlittenelement (40) angeordnet ist.
  8. Linearführungsanordnung (100, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens einen mit einem Basiselement (50) verbundenen Positionssensor zur Messung der Position des beweglichen Schlittenelementes (40).
  9. Linearführungsanordnung (100, 300) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor ein Laserinterferometer ist.
  10. Linearführungsanordnung (100, 300) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor ein inkrementeller Längenmaßstab ist.
  11. Kreuztisch, bestehend aus zwei mit ihren Gewindetriebachsen senkrecht zueinander ausgerichteten Linearführungsanordnungen (100, 300) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Kreuztisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement einer zweiten Linearführungsanordnung durch das Schlittenelement einer ersten Linearführungsanordnung gebildet ist.
  13. Verfahren zum Betreiben einer Linearführungsanordnung (100, 300) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder eine. der darauf rückbezogenen Ansprüche 3 bis 10, mit: – einer Grobpositionierung des Schlittenelements (40) durch Rotation der Gewindespindel(n) (10; 10'), und – einer Feinpositionierung durch Änderung einer elektrischen Spannung an den Festkörperantriebselementen (20, 21, 23), wobei eine auftretende Verkippung des Schlittenelements (40) mit Hilfe von Sensoren registriert wird und dieses Signal zur Regelung der Festkörperantriebselemente verwendet wird, um die Verkippung auszuregeln.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die bei einer Verkippung registrierten Sensorsignale an einen nachgeschalteten Rechner weitergeleitet werden und die Verkippung mit Hilfe eines mathematischen Algorithmus' rechnerisch kompensiert wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor die Position des Schlittenelements (40) misst und bei Erreichen einer Sollposition das durch Vibrationen der Linearführungsanordnung hervorgerufene, verbleibende Fehlersignal, das als Abweichung der Istposition von der Sollposition definiert ist, mit Hilfe einer elektronischen Regelung in Form einer aktiven Gegenkopplung auf die Festkörperantriebselemente zurückkoppelt, so dass Positionsänderungen des beweglichen Schlittenelementes (40) minimiert werden.
DE200410059844 2004-12-10 2004-12-10 Linearführungsanordnung Expired - Fee Related DE102004059844B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410059844 DE102004059844B4 (de) 2004-12-10 2004-12-10 Linearführungsanordnung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410059844 DE102004059844B4 (de) 2004-12-10 2004-12-10 Linearführungsanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004059844A1 DE102004059844A1 (de) 2006-07-06
DE102004059844B4 true DE102004059844B4 (de) 2010-09-02

Family

ID=36590272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410059844 Expired - Fee Related DE102004059844B4 (de) 2004-12-10 2004-12-10 Linearführungsanordnung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004059844B4 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007035346A1 (de) * 2007-07-27 2009-01-29 Feinmess Dresden Gmbh Positioniersystem für einen Mikrostelltisch
KR100975137B1 (ko) * 2008-05-02 2010-08-11 한국생산기술연구원 고강성 듀얼 서보 나노스테이지
CN104158433B (zh) * 2014-07-14 2016-08-24 南京航空航天大学 箝位机构可动式压电直线电机
CN110822049A (zh) * 2019-12-11 2020-02-21 山东建筑大学 一种滚珠丝杠传动磨损补偿形状记忆合金执行机构
CN111929799B (zh) * 2020-07-09 2022-03-01 诚瑞光学(常州)股份有限公司 驱动组件、相机模块和具有拍摄功能的电子设备
CN114508654A (zh) * 2021-12-31 2022-05-17 江苏万宝电子有限公司 一种耐高温型管道压力变送器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3902084A (en) * 1974-05-30 1975-08-26 Burleigh Instr Piezoelectric electromechanical translation apparatus
JPS60256667A (ja) * 1984-05-31 1985-12-18 Canon Inc ボ−ルねじ送り装置の予圧調整機構
JPS6165958A (ja) * 1984-09-05 1986-04-04 Canon Inc ボ−ルネジシステム
JPS6165957A (ja) * 1984-09-05 1986-04-04 Canon Inc 送りネジシステム
DE9209515U1 (de) * 1992-07-15 1992-10-22 Brain GmbH, 8000 München Antriebsvorrichtung mit Piezoantrieb für eine beweglich gelagerte Einrichtung
DE29709878U1 (de) * 1997-06-06 1997-11-13 Kötter, Christiane, Dipl.-Ing., 78120 Furtwangen Piezoelektrische Präzisionseinrichtung
DE69230137T2 (de) * 1991-11-15 2000-05-25 Yotaro Hatamura Vorschubvorrichtung mit einer schraube und mit einer feineinstellung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3902084A (en) * 1974-05-30 1975-08-26 Burleigh Instr Piezoelectric electromechanical translation apparatus
JPS60256667A (ja) * 1984-05-31 1985-12-18 Canon Inc ボ−ルねじ送り装置の予圧調整機構
JPS6165958A (ja) * 1984-09-05 1986-04-04 Canon Inc ボ−ルネジシステム
JPS6165957A (ja) * 1984-09-05 1986-04-04 Canon Inc 送りネジシステム
DE69230137T2 (de) * 1991-11-15 2000-05-25 Yotaro Hatamura Vorschubvorrichtung mit einer schraube und mit einer feineinstellung
DE9209515U1 (de) * 1992-07-15 1992-10-22 Brain GmbH, 8000 München Antriebsvorrichtung mit Piezoantrieb für eine beweglich gelagerte Einrichtung
DE29709878U1 (de) * 1997-06-06 1997-11-13 Kötter, Christiane, Dipl.-Ing., 78120 Furtwangen Piezoelektrische Präzisionseinrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XY-Positioning and stitching improvements for conventional SEM-based litography solotions by piezoelectric Sub-stage assembly, Raith Application Note, Fa. Raith GmbH, Dortmund, August 2004 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004059844A1 (de) 2006-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1020751A1 (de) Optische Abbildungsvorrichtung, insbesondere Objektiv, mit wenigstens einem optischen Element
DE3829022A1 (de) Tischverstellvorrichtung
DE102008029161B3 (de) Lateral verstellbare optische Fassung mit Kniehebelmanipulatoreinheiten
DE19962247A1 (de) Bewegungsübertragungsvorrichtung
WO2006111456A1 (de) Servolenkung mit elastisch gelagertem kugelumlauf-spindel-getriebe
DE102007020633A1 (de) Positioniervorrichtung
WO2018224094A1 (de) Stellvorrichtung
DE102004059844B4 (de) Linearführungsanordnung
DE102019101071B3 (de) Hybridkinematik mit sechs Freiheitsgraden und Verfahren
AT515278B1 (de) Positioniereinrichtung für Raumfahrtanwendungen
EP3490134A1 (de) Vorgespannter trägheitsantrieb und entsprechendes verfahren
DE10309859A1 (de) Winkeleinstellvorrichtung
DE69712849T2 (de) Höhenverstellung für Positionierungsvorrichtung
DE20012046U1 (de) Vorrichtung zum Justieren einer Fläche eines Justierteiles
WO2013087448A2 (de) Vorrichtung zur materialbearbeitung mittels eines laserstrahles
EP4229745B1 (de) Stellvorrichtung und verfahren zu deren montage
DE102007032088A1 (de) Vorschubeinrichtung für einen Mehrkoordinaten-Messtisch und Verfahren zur Steuerung einer derartigen Vorschubeinrichtung
DE102007053475B4 (de) Positioniersystem
DE10355493B4 (de) Schleifmaschine
DE102007007885A1 (de) Erzeugung einer konstanten Vorspannung für einen Kugelrollspindelgewindetrieb mit Doppelmutter
DE102018132919A1 (de) Strahlaufweiter und Verfahren zum Betreiben eines Strahlaufweiters
WO2018185208A1 (de) Kartesische positioniervorrichtung und laserbearbeitungskopf mit derselben
WO2012010139A2 (de) Präzisionswerkzeugmaschine
DE102022128608A1 (de) Positioniertisch und Verfahren zum Positionieren eines Objekts
DE202022106067U1 (de) Positioniertisch zum Positionieren eines Objekts

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: KLIEM, TORALF, 44137 DORTMUND, DE

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140701