DE102007042362A1

DE102007042362A1 - Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung

Info

Publication number: DE102007042362A1
Application number: DE102007042362A
Authority: DE
Inventors: Makoto Hatogaya Tada; Chi-Pin Chou; Li-Shua Sun
Original assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Current assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-03-12

Abstract

Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung, bei der mehrere Antriebsvorrichtungen, mehrere Verschiebungsvorrichtungen sowie mehrere Verschiebungslagersitze in einer Plattform eingebaut sind. Die Antriebsvorrichtung ist mit Verschiebungsvorrichtung gekoppelt und die Plattform wird von Verschiebungslagersitzen stabilisiert. Ein Verfahren vorwärts bzw. rückwärts oder eine Umdrehung wird realisiert, indem die Verschiebungsvorrichtungen von den Antriebsvorrichtungen angetrieben sind. Dabei wird die Plattform von den Verschiebungslagersitzen stabilisiert und festgedrückt. Auf diese Weise sind eine hohe Druckbeständigkeit, eine Aufbauvereinfachung sowie eine hohe Positioniergenauigkeit beim Verschieben in beliebiger Richtung für die Plattform zu realisieren sowie die praktischen Tauglichkeiten wie Bedienungssicherheit und Bedienungsbequemlichkeit für den Bediener zu geben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Positionsjustiereinrichtung, insbesondere eine Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung.
Herkömmliche Positionsjustiereinrichtung im Mikro/Nanometerbereich mit sechs Freiheiten weist einen Sockel auf. Beidseitig von dem Sockel sind Linearführungen, eine senkrecht zur oben beschriebenen Linearführungen eingebaute erste Antriebsvorrichtung, eine seitlich vom oben genannten Sockel angebrachte X-Achsen-Federrückstellvorrichtung, eine in der ersten Antriebsvorrichtung eingebaute erste keilförmige Gleitstückvorrichtung angeordnet. Die vorstehend beschriebene erste Antriebsvorrichtung, erste keilförmige Gleitstückvorrichtung sowie X-Achsen-Federrückstellvorrichtung funktionieren zusammen, um eine zweite Antriebsvorrichtung sowie eine Z-Achsen-Federrückstellvorrichtung usw. anzutreiben. Aufgrund des von oben beschriebenen einzelnen Aufbauten überlagerten Aufbaus und aufgrund der kombinierten Betätigung ist eine bauliche Kompliziertheit sowie die Verformung bzw. Abtrennung im Ganzen beim Betätigen zu verursachen, was zur Gefährdung der Sicherheit des Bedieners sowie zur außergewöhnlichen langen Fertigungszeit führen kann, die der Wirtschaftlichkeit sowie praktischen Tauglichkeit nicht entsprechen.
Durch die Erfindung wird eine Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung geschaffen, in der eine Antriebsvorrichtung, eine Verschiebungsvorrichtung sowie ein Verschiebungslagersitz jeweils an drei seitlichen Kanten eines Sockels angeordnet sind. Die Antriebsvorrichtung ist mit der Verschiebungsvorrichtung gekoppelt und der Verschiebungslagersitz die in der oberen Stelle befindliche Plattform stabilisiert, damit die Verschiebungsvorrichtung von der Antriebsvorrichtung zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung sowie zur Umdrehung angetrieben wird sowie die Plattform vom Verschiebungslagersitz stabilisiert wird. Auf diese Weise sind eine hohe Druckbeständigkeit, eine Aufbauvereinfachung sowie eine hohe Positioniergenauigkeit beim Verschieben in beliebiger Richtung für die Plattform zu realisieren sowie die praktischen Tauglichkeiten wie Bedienungssicherheit und Bedienungsbequemlichkeit für den Bediener zu geben.
Die Erfindung weist insbesondere die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung;
2 eine perspektivische Darstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung;
3 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung;
4 eine schematische Darstellung einer Positionierung per Verschiebung einer erfindungsgemäßen Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung; und
5 eine schematische Darstellung einer Positionierung per Umdrehung einer erfindungsgemäßen Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung.
In 1, 2 und 3 ist eine Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung gezeigt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, drei Antriebsvorrichtungen 20, drei Verschiebungsvorrichtungen 30 sowie wenigstens drei Verschiebungslagersitze 40 auf einer Plattform 10 anzuordnen, wobei auf drei seitlichen Kanten jeweils eine Antriebsvorrichtung 20, eine Verschiebungsvorrichtung 30 sowie ein Verschiebungslagersitz 40 anzubringen ist. Die Antriebsvorrichtung 20 ist mit der Verschiebungsvorrichtung 30 gekoppelt und der Verschiebungslagersitz 40 stabilisiert die in der oberen Stelle befindliche Plattform 10, damit die Verschiebungsvorrichtung 30 von der Antriebsvorrichtung 20 zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung sowie zur Umdrehung angetrieben wird sowie die Plattform 10 vom Verschiebungslagersitz 40 stabilisiert wird. Auf diese Weise sind eine hohe Druckbeständigkeit, eine Aufbauvereinfachung sowie eine hohe Positioniergenauigkeit beim Verschieben in beliebiger Richtung für die Plattform zu realisieren sowie die praktischen Tauglichkeiten wie Bedienungssicherheit und Bedienungsbequemlichkeit für den Bediener zu geben.
Die Plattform 10 ist mit einem quadratischen hohlen Sockel 11 sowie einer Betätigungsplatte 12 versehen, wobei der Sockel 11 zum Anordnen der Antriebsvorrichtungen 20, Verschiebungsvorrichtungen 30 sowie der Verschiebungslagersitze 40 einzusetzen ist sowie die auf anderer Seite des Sockels 11 befindliche Betätigungsplatte 12 dem Einbau der Verschiebungsvorrichtungen 30 sowie der Verschiebungslagersitze 40 dient.
Die Antriebsvorrichtung 20 weist einen rechteckigen Motor 21, ein scheibenförmiges Kupplungselement 22, einen quadratischen Befestigungssitz 23, eine mit umlaufendem Gewinde vorgesehene Schraubenspindel 24 sowie ein kleines quadratisches Verbindungselement 25 auf. Der Motor 21 ist in der Nähe von Außenseite des Sockels 11 befestigt und ein Ende des Motors 21 ist mit dem Kupplungselement 22 gekoppelt. Das Kupplungselement 22 ist auf einer Seite mit einem Befestigungssitz 23 versehen, der für das Hindurchstecken einer Seite der Schraubenspindel 24 sorgt. Außerdem ist die Schraubenspindel 24 ebenfalls durch das Verbindungselement 25 hindurchgesteckt, welches in Verschiebungsvorrichtung 30 angeordnet ist.
Die Verschiebungsvorrichtung 30 weist ein L-förmiges Anpassungselement 31, eine erste Gleitschiene 32, eine zweite Gleitschiene 33 sowie eine Verschiebungsvorrichtung 34 auf. Das Anpassungselement 31 treibt durch Koppeln das Verbindungselement 25 der Antriebsvorrichtung 20 an. Das Anpassungselement 31 ist in der Nähe von Sockel 11 mit einer ersten Gleitschiene 32 versehen, während die zweite Gleitschiene 33 auf der anderen Seite des Anpassungselementes 31 angeordnet ist. Darüber hinaus ist die erste Gleitschiene 32 parallel zur Antriebsvorrichtung 20, während die zweite Gleitschiene 33 senkrecht zur ersten Gleitschiene 32 angebracht ist. Die zweite Gleitschiene 33 ist in der Nähe von Betätigungsplatte 12 mit einem Lager 34 versehen, welches auf einer Seite der Betätigungsplatte 12 eingebaut ist.
Der Verschiebungslagersitz 40 ist als überlagerte Vorrichtung aus Mehrebenen ausgeführt, der einen in der Form von quadratisch bis kreisförmig verlaufenden Stabilisiersitz 41, einen kreisförmigen druckfesten Körper 42 sowie einen kreisförmigen, vorstehenden Verstellabschnitt 43 aufweist. Der Stabilisiersitz 41 ist auf dem Sockel 11 in der Nähe vom Motor 21 eingebaut, der aus mehr als zwei Lagergruppen sowie einem druckfesten Körper 42 besteht. Außerdem ist der Verstellabschnitt 43 durch den Stabilisiersitz 41 und den druckfesten Körper 42 hindurchgesteckt.
In 4 und 5 ist die Positionsjustierung der erfindungsgemäßen Positionsjustiereinrichtung gezeigt. Beim Vorwärts- und Rückwärtsbewegen sowie beim Verschieben nach links bzw. nach rechts der Plattform 10, wie aus 4 ersichtlich, sind die Motoren 21A und 21B der auf gegenüberliegenden Seiten der Plattform 10 befindlichen Antriebsvorrichtungen 20A und 20B jeweils mit Kupplungselementen 22A und 22B gekoppelt, damit die Schraubenspindel 24A und 24B jeweils nach vorne bzw. nach hinten in Bewegung zu setzen sind. Die Anpassungselemente 31A und 31B werden jeweils von Verbindungselementen 25A und 25B derart angetrieben, dass die ersten Gleitschienen 32A und 32B genau vorwärts bzw. rückwärts verfahren und positioniert werden. Drüber hinaus werden die Achsenverschiebungselemente 34A, 34B sowie die zweite Gleitschiene 33C der Betätigungsplatte 12 in Bewegung derart gesetzt, dass die Betätigungsplatte 12 gleichzeitig ein genaues Verfahren vorwärts bzw. rückwärts oder nach links bzw. nach rechts sowie eine präzise Positionierung durchführen kann. In 5 ist die Umdrehungsbewegung der Plattform 10 gezeigt. Die Motoren 21A, 21B und 21C der auf drei Seitenkanten der Plattform 10 eingebauten Antriebsvorrichtungen 20A, 20B und 20C treiben die Kupplungselemente 22A, 22B und 22C derart an, dass die Schraubenspindel 24A, 24B und 24C sich vorwärts bzw. rückwärts drehen. Mittels der Kopplung der Verbindungselemente 25A und 25B werden die Anpassungselemente 31A, 31B und 31C mitbewegt, damit eine präzise Umdrehung sowie Positionierung mittels den ersten Gleitschienen 32A, 32B und 32C sowie den zweiten Gleitschienen 33A, 33B sowie 33C durchzuführen ist. Dabei werden die Lager 34A, 34B und 34C der Betätigungsplatte 12 derart angetrieben zu drehen, dass die Betätigungsplatte 12 zeitgleich präzis umgedreht und positioniert werden kann. Zusammenfassend ist die genaue Positionierung per präzise Verschiebung vorwärts bzw. rückwärts oder per präzise Umdrehung zu erzielen.

10: Plattform
11: Sockel
12: Betätigungsplatte
20, 20A, 20B, 20C: Antriebsvorrichtung
21, 21A, 21B, 21C: Motor
22, 22A, 22B, 22C: Kupplungselement
23: Befestigungssitz
24, 24A, 24B, 24C: Schraubenspindel
25, 25A, 25B, 25C: Verbindungselement
30, 30A, 30B, 30C: Verschiebungsvorrichtung
31, 31A, 31B, 31C: Anpassungselement
32, 32A, 32B, 32C: erste Gleitschiene
33, 33A, 33B, 33C: zweite Gleitschiene
34, 33A, 33B, 33C: Lager
40: Verschiebungslagersitz
41: Stabilisiersitz
42: druckfester Körper
43: Verstellabschnitt

Claims

Positionsjustiereinrichtung für eine superhohe Last in Vorwärtsrichtung, aufweisend: eine Plattform (10), die mit einem Sockel (11) und einer Betätigungsplatte (12) versehen ist; wenigstens drei Antriebsvorrichtungen (20), die jeweils auf drei entsprechenden Seitenkanten des Sockels (11) eingebaut und mit einem Motor (21), einer Schraubenspindel (24) sowie einem Verbindungselement (25) ausgestattet sind, wobei der Motor (21) mit einem Ende der Schraubenspindel (24) gekoppelt ist, auf deren anderes Ende ein Verbindungselement (25) aufgesteckt ist; wenigstens drei Verschiebungsvorrichtungen (30), die sich auf dem Sockel (11) befinden und die Antriebsvorrichtung (20) antreiben, wobei eine Verschiebungsvorrichtung (30) mit einem Anpassungselement (31), einer ersten Gleitschiene (32), einer zweiten Gleitschiene (33) sowie einem Lager (34) ausgestattet ist, und wobei das Anpassungselement (31) auf dem Verbindungselement (25) der Antriebsvorrichtung (20) befestigt und an einer dem Sockel (11) benachbarten Stelle mit einer ersten Gleitschiene (32) versehen ist, während die zweite Gleitschiene (33) auf der anderen Seite des Anpassungselementes (31) angeordnet ist, und wobei die erste Gleitschiene (32) parallel zur Antriebsvorrichtung (20) angebracht ist, während die zweite Gleitschiene (33) senkrecht zur ersten Gleitschiene (32) eingebaut ist, und wobei die zweite Gleitschiene (33) in der Nähe von der Betätigungsplatte (12) mit einem Lager (34) versehen ist, das auf einem Ende der Betätigungsplatte (12) eingebaut ist; und wenigstens drei Verschiebungslagersitze (40), die sich jeweils in der Nähe von Antriebsvorrichtungen (20) auf dem Sockel (11) befinden, wobei der Verschiebungslagersitz (40) mit seiner einen Seite gegen die Betätigungsplatte (12) drückt und die auf die Plattform (10) ausgeübte Zug- und Druckspannung übernimmt.
Positionsjustiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (11) für die Anordnung der Antriebsvorrichtungen (20), der Verschiebungsvorrichtungen (30) sowie der Verschiebungslagersitze (40) eingesetzt ist, während die auf der anderen Seite des Sockels (11) befindliche Betätigungsplatte (12) dem Einbau und dem Betätigen der Verschiebungsvorrichtungen (30) sowie der Verschiebungslagersitze (40) dient.
Positionsjustiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebungslagersitz (40) jeweils einen Stabilisiersitz (41), einen druckfesten Körper (42) sowie einen Verstellabschnitt (43) aufweist, wobei der Stabilisiersitz (41) auf dem Sockel (11) in der Nähe vom Motor (21) der Antriebsvorrichtung (20) sowie unter dem druckfesten Körper (42) angeordnet ist, und wobei der Verstellabschnitt (43) auf den Stabilisiersitz (41) sowie auf den druckfesten Körper (42) aufgesteckt sowie ein Endabschnitt des Verstellabschnittes (43) in der Betätigungsplatte (12) angeordnet ist.
Positionsjustiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (11) mit vier Verschiebungslagersitzen (40) ausgestattet ist, die sich jeweils um die vier Kanten des Sockels (11) herum befinden.
Positionsjustiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (20) mit einem Motor (21), einem Kupplungselement (22), einem Befestigungssitz (23), einer Schraubenspindel (24) sowie einem Verbindungselement (25) ausgestattet ist, wobei der Motor (21) in der Nähe von der Außenkante des Sockels (11) derart angeordnet ist, dass ein Ende des Motors (21) mit dem Kupplungselement (22) gekoppelt ist, und wobei ein anderes Ende des Kupplungselementes (22) mit einem Befestigungssitz (23) in Verbindung steht, der zum Durchstecken eines Endes der Schraubenspindel (24) einzusetzen und mit dem Kupplungselement (22) verbunden ist, und wobei das andere Ende der Schraubenspindel (24) durch das Verbindungselement (25) hindurchsteckbar ist, welches mit Verschiebungsvorrichtung (30) in Verbindung steht.