DE102020200295A1

DE102020200295A1 - Positioniersystem zum Positionieren von Endeffektoren

Info

Publication number: DE102020200295A1
Application number: DE102020200295.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Feyrer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2020-01-13
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2021-07-15
Also published as: CN114126808A; KR20220127223A; US11754581B2; WO2021144057A1; US20220229080A1

Abstract

Es wird ein Positioniersystem (1) vorgeschlagen, das einen System-Grundkörper (4) aufweist, an dem mehrere Arbeitseinheiten (6) in der Achsrichtung einer y-Achse nebeneinander angeordnet sind, die unter Ausführung einer Arbeitsbewegung (8) in der Achsrichtung einer z-Achse linear bewegbar sind. Jeder Arbeitseinheit (6) ist zu ihrer Betätigung eine eigene Antriebseinheit (7) zugeordnet, die über einen an dem System-Grundkörper (4) angebrachten Stator (23) und einen über einen Kopplungsabschnitt (26) mit der Arbeitseinheit (6) antriebsmäßig verbundenen Abtriebskörper (24) verfügt. Die Statoren (23) sind in mehreren in der Achsrichtung der y-Achse ausgerichteten und in der Achsrichtung der x-Achse aufeinanderfolgend angeordneten Statorreihen (58) verteilt angeordnet, wobei die Statoren (23) der jeweils benachbarten Statorreihen (58) in der Achsrichtung der y-Achse mit gegenseitiger Überlappung versetzt zueinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Positioniersystem zum Positionieren von Endeffektoren, mit einem System-Grundkörper, an dem mehrere Arbeitseinheiten in der Achsrichtung der y-Achse eines x-y-z-Koordinatensystems nebeneinander angeordnet sind, die zur Positionierung eines an ihnen jeweils angeordneten Endeffektors unter Ausführung einer Arbeitsbewegung in der Achsrichtung einer zu der y-Achse orthogonalen z-Achse linear bewegbar sind.
Die DE 10 2014 013 552 B3 beschreibt ein derartiges Positioniersystem, das als ein Dosiersystem ausgebildet ist, bei dessen Endeffektoren es sich um Dosiereinheiten handelt, mit denen sich Fluidmengen aus Trägersubstraten aufnehmen oder in Trägersubstrate abgeben lassen. Bei den Fluidmengen handelt es sich insbesondere um Fluidproben, beispielsweise um biochemische Analyseproben, die analysiert oder in sonstiger Weise zu behandeln sind, oder um Nährlösungen oder Reagenzien verschiedenster Art. Die Endeffektoren sind an Arbeitseinheiten des Positioniersystems montiert, wobei die Arbeitseinheiten in der Achsrichtung einer in der Regel vertikal orientierten z-Achse linear bewegbar sind, um die Dosiereinheiten in den erforderlichen Relativpositionen bezüglich eines zugeordneten Trägersubstrates zu positionieren. Bei dem bekannten Positioniersystem führen die Arbeitseinheiten ihre Arbeitsbewegungen stets synchron aus, da sie fest an einem System-Grundkörper angebracht sind, wobei der System-Grundkörper bewegbar ist, um die Arbeitsbewegung der Arbeitseinheiten einschließlich der daran angebrachten Endeffektoren hervorzurufen.
Die ausschließlich einheitliche Positionierbarkeit der Arbeitseinheiten und der daran angebrachten Endeffektoren ermöglicht zwar in Bezug auf die Antriebstechnik einen kostengünstigen Aufbau, bewirkt jedoch eine gewisse Einschränkung bei der praktischen Anwendung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Positioniersystem zu schaffen, das bei kompaktem Aufbau eine hohe Variabilität hinsichtlich der Positionierbarkeit der Endeffektoren bietet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass die Arbeitseinheiten ihre Arbeitsbewegungen unabhängig voneinander und relativ zu dem System-Grundkörper ausführen können, wobei jeder Arbeitseinheit zur Erzeugung ihrer Arbeitsbewegung eine eigene Antriebseinheit zugeordnet ist, wobei die Antriebseinheiten in der Achsrichtung der y-Achse nebeneinander angeordnet sind, dass ferner die Antriebseinheiten jeweils einen bezüglich des System-Grundkörpers ortsfesten Stator und einen diesbezüglich unter Ausführung einer Abtriebsbewegung aktiv bewegbaren Abtriebskörper aufweisen, wobei der Abtriebskörper zum Hervorrufen der Arbeitsbewegung über einen Kopplungsabschnitt antriebsmäßig mit der zugeordneten Arbeitseinheit gekoppelt ist, und dass die Statoren verteilt in mehreren in der Achsrichtung der x-Achse aufeinanderfolgenden und in der Achsrichtung der y-Achse ausgerichteten Statorreihen angeordnet sind, wobei die Statoren der in der Achsrichtung der x-Achse jeweils benachbarten Statorreihen in der Achsrichtung der y-Achse mit gegenseitiger Überlappung versetzt zueinander angeordnet sind.
Ein auf diese Weise konzipiertes Positioniersystem erlaubt eine voneinander unabhängige Positionierung vorhandener Endeffektoren in der Achsrichtung der z-Achse, da die im Betrieb des Positioniersystems mit den Endeffektoren ausgestatteten Arbeitseinheiten zur Ausführung ihrer Arbeitsbewegungen unabhängig voneinander relativ zu dem System-Grundkörper verfahrbar sind und zur Erzeugung ihrer Arbeitsbewegungen jeweils mit einer eigenen Antriebseinheit gekoppelt sind. Somit können die Arbeitseinheiten wahlweise beispielsweise einzeln sequenziell oder gruppenweise oder alle gemeinsam bewegt und wunschgemäß positioniert werden. Damit verbunden ist ein sehr breites Anwendungsspektrum. Jede Antriebseinheit hat einen ortsfest bezüglich des System-Grundkörpers fixierten Stator und einen diesbezüglich zu einer Abtriebsbewegung antreibbaren Abtriebskörper, wobei der Abtriebskörper über einen Kopplungsabschnitt mit der zugeordneten Arbeitseinheit verbunden ist, sodass aus der Abtriebsbewegung des Abtriebskörpers eine Arbeitsbewegung der zugeordneten Arbeitseinheit ableitbar ist. Bevorzugt sind die Antriebseinheiten von einem elektrisch betätigbaren Typ, was mit geringem Aufwand sehr präzise Positionierungen erlaubt, jedoch kann das Antriebskonzept beispielsweise auch ein fluidisches und insbesondere ein pneumatisches Antriebskonzept sein. Ein ganz wesentlicher Aspekt besteht in einer flächenmäßigen Verteilung der Statoren der einzelnen Antriebseinheiten, sodass die Statoren der vorhandenen Antriebseinheiten nicht alle in einer Reihe liegen, sondern auf mehrere als Statorreihen bezeichnete lineare Reihen aufgeteilt sind, die sich in der Achsrichtung der y-Achse erstrecken und in der Achsrichtung der x-Achse aufeinanderfolgend angeordnet sind. Innerhalb dieser Statorreihen sind die Statoren jeweils so platziert, dass die Statoren von in der Achsrichtung der x-Achse jeweils benachbarten Statorreihen in der Achsrichtung der y-Achse zueinander versetzt sind, wobei der Versatz so gewählt ist, dass sich die Statoren in der Achsrichtung der y-Achse überlappen. Betrachtet man zwei beliebige in ein und derselben Statorreihe nebeneinander angeordnete Statoren, dann ist ein Stator der in der Achsrichtung der y-Achse benachbarten Statorreihe derart in der Achsrichtung der y-Achse versetzt platziert, dass er sich mit mindestens einem und insbesondere mit beiden vorgenannten Statoren der erstgenannten Statorreihe überlappt. Im Hinblick darauf, dass die Statoren üblicherweise eine größere Breite haben als die zugeordneten Kopplungsabschnitte und Arbeits-einheiten, bietet dies den Vorteil, dass die Arbeitseinheiten ohne Beeinträchtigung durch die Statoren eng nebeneinander platziert werden können. Dies zeitigt besonders vorteilhafte Auswirkungen bei einem Positioniersystem, das als Dosiersystem konzipiert ist und verwendet wird, um Trägersubstrate zu befüllen oder zu entleeren, die sehr eng nebeneinander angeordnete Aufnahmevertiefungen haben, wie dies bei sogenannten Mikrotiterplatten regelmäßig der Fall ist. Gleichwohl kann das Positioniersystem auch anderweitig verwendet werden, beispielsweise zur Handhabung von Gegenständen wenn es sich bei den Endeffektoren um Greifeinheiten handelt, beispielsweise um Vakuum-Greifeinheiten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Wie schon erwähnt, kann das Positioniersystem seine Vorteile bei einer Ausgestaltung als Dosiersystem, bei dem die Endeffektoren von Dosiereinheiten gebildet sind, besonders überzeugend ausspielen. Durch voneinander unabhängige Bewegung und Positionierung der mit den Dosiereinheiten ausgestatteten Arbeitseinheiten können je nach Typ der Dosiereinheiten Fluidmengen dosiert aus einem Trägersubstrat aufgenommen und/oder in ein Trägersubstrat abgegeben werden, und zwar mit sehr hoher Variabilität. Wird beispielsweise eine Mikrotiterplatte unterhalb der Dosiereinheiten platziert, ist mit selektiver Betätigung der Arbeitseinheiten eine selektive Dosierung bezüglich in einem Trägersubstrat ausgebildeter Aufnahmevertiefungen möglich.
Die Antriebseinheiten sind zweckmäßigerweise in einem als Antriebszone bezeichneten Bereich des Stator-Grundkörpers auf engsten Raum zusammengefasst. Die Antriebszone kann beispielsweise in der Achsrichtung der z-Achse benachbart zu den Arbeits-Einheiten angeordnet sein, wobei sie sich bei vertikaler z-Achse oberhalb der Arbeitseinheiten befindet. Als besonders günstig wird allerdings eine dahingehende räumliche Anordnung angesehen, bei der die Antriebszone in der Achsrichtung der x-Achse benachbart zu den Arbeitseinheiten platziert ist, wobei es zweckmäßig ist, wenn die x-Achse horizontal ausgerichtet ist. Wenn man denjenigen Bereich, in dem sich die Arbeitseinheiten befinden, als Arbeitszone bezeichnet, dann liegen die Antriebszone und die Arbeitszone zweckmäßigerweise in der Achsrichtung der x-Achse nebeneinander, wobei eine Überschneidung durchaus möglich ist.
Die für die Antriebsmäßige Kopplung der Antriebskörper mit den Arbeitseinheiten sorgenden Kopplungsabschnitte erstrecken sich zweckmäßigerweise in einem Bereich, der bezüglich des zugeordneten Stators in der Achsrichtung der z-Achse beabstandet ist. Dabei haben die Kopplungsabschnitte in der Achsrichtung der y-Achse eine geringere Breite als der jeweils zugeordnete Stator, was ebenso auf die mit den Kopplungsabschnitten gekoppelten Arbeitseinheiten zutrifft. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung in Verbindung mit einer in der Achsrichtung der x-Achse zueinander benachbarten Anordnung der Antriebszone und der Arbeitszone. In diesem Fall können die Kopplungsabschnitte derjenigen Antriebseinheiten, deren Statoren zu einer hinteren Statorreihe gehören, der auf der den Arbeitseinheiten zugewandten Seite mindestens eine Statorreihe vorgelagert ist, sich mit einem in der Achsrichtung der z-Achse gemessenen Abstand an den Statoren der mindestens einen vorgelagerten Statorreihe vorbei erstrecken, um mit der zugeordneten Arbeitseinheit gekoppelt zu sein.
Zur gleichen Statorreihe gehörende Statoren können in der Achsrichtung der y-Achse durchaus aneinander anliegen, sind jedoch bevorzugt beabstandet zueinander angeordnet. Zweckmäßigerweise ist der in der Achsrichtung der y-Achse vorhandene Abstand zwischen den in der gleichen Statorreihe liegenden Statoren umso größer, je größer die Anzahl der vorhandenen Startorreihen ist, wobei der Abstand jedoch bevorzugt kleiner ist als die in der Achsrichtung der y-Achse gemessene Breite jedes Stators..
Ein besonders gutes Verhältnis zwischen vorhandener Anzahl an Arbeitseinheiten und Kompaktheit des Positioniersystems ergibt sich, wenn die Statoren in mindestens drei und zweckmäßigerweise in genau drei in der Achsrichtung der x-Achse aufeinanderfolgenden Statorreihen angeordnet sind.
In der Achsrichtung der x-Achse benachbarte Statorreihen können eine untereinander identische Anzahl von Statoren enthalten, können aber auch eine voneinander abweichende Anzahl von Statoren enthalten. Beispielsweise enthält jede Statorreihe drei Statoren oder vier Statoren. Ebenfalls beispielsweise haben von aufeinanderfolgenden Statorreihen die jeweils eine Statorreihe drei Statoren und die jeweils andere Statorreihe nur zwei Statoren.
Zweckmäßigerweise sind die Statoren sämtlicher Antriebseinheiten untereinander identisch ausgebildet.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn sämtliche Statoren in der Achsrichtung der z-Achse auf gleicher Höhe in einer gemeinsamen, zu der z-Achse orthogonalen Statorebene platziert sind.
Als eine besonders günstige Verteilung der Statoren hat es sich herausgestellt, wenn die Statoren so platziert sind, dass sich bei Betrachtung in der Achsrichtung der z-Achse mehrere Statorgruppen ergeben, die sich jeweils aus mehreren Statoren zusammensetzen, die zu in der Achsrichtung der x-Achse aufeinanderfolgende Statorreihen gehören und deren Zentrumbereiche zumindest im Wesentlichen auf einer bezüglich der x-Achse geneigten Verbindungsgerade liegen, wobei die Verbindungsgeraden der mehreren Statorgruppen parallel zueinander verlaufen. Bevorzugt sind die Verbindungsgeraden bezüglich der x-Achse in einem Winkel von 45 Grad geneigt.
Eine besonders zweckmäßige Gestaltung der Statoren sieht bei Betrachtung in der Achsrichtung der z-Achse einen zumindest im Wesentlichen quadratischen Umriss vor, wobei die Umrisse sämtlicher Statoren untereinander vorzugsweise identisch sind. Grundsätzlich sind allerdings auch andere Statorumrisse möglich, beispielsweise runde Umrisse.
Die einzelnen Kopplungsabschnitte können prinzipiell integral mit dem jeweils zugeordneten Abtriebskörper ausgebildet sein. Dies beispielsweise dann, wenn es sich bei dem Abtriebskörper um eine nach Art einer Kolbenstange ausgebildete Abtriebsstange handelt, deren Abtriebsbewegung eine Linearbewegung ist und deren Endabschnitt als Kopplungsabschnitt fungiert. Grundsätzlich wird es jedoch als vorteilhafter angesehen, wenn jeder Kopplungsabschnitt bezüglich des zugeordneten Abtriebskörpers gesondert ausgebildet und durch geeignete Maßnahmen antriebsmäßig mit dem Kopplungsabschnitt verbunden ist. Ein bezüglich des Abtriebskörpers gesondert ausgebildeter Kopplungsabschnitt kann derart antriebsmäßig mit dem Abtriebskörper verbunden sein, dass er entweder die Abtriebsbewegung des Abtriebskörpers unmittelbar mitmacht oder durch die Abtriebsbewegung des Abtriebskörpers zu einer diesbezüglichen Relativbewegung angetrieben wird.
Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn jeder Kopplungsabschnitt als ein bezüglich des System-Grundkörpers verschiebbarer Kopplungsschlitten ausgebildet ist. Jeder Kopplungsschlitten ist in der Achsrichtung der z-Achse verschiebbar an dem System-Grundkörper gelagert, wobei es sich vorzugsweise um eine von den Abtriebskörpern unabhängige Verschiebelagerung handelt. Der Kopplungsschlitten ist bevorzugt plattenförmig ausgebildet und so ausgerichtet, dass seine Plattenebene orthogonal zur y-Achse verläuft. Dies erlaubt eine sehr schmale Baubreite des Positioniersystems in der Achsrichtung der y-Achse.
Jede Arbeitseinheit beinhaltet zweckmäßigerweise eine parallel zur z-Achse ausgerichtete und in der Achsrichtung der z-Achse bewegliche Führungsstange, die am Kopplungsabschnitt der zugeordneten Antriebseinheit befestigt und an dem System-Grundkörper linear verschiebbar gelagert ist. An der Führungsstange ist eine Montageschnittstelle ausgebildet, die zur Anbringung eines Endeffektors dient und an der im Betrieb des Positioniersystems ein anwendungsspezifischer Endeffektor befestigt ist. Die Befestigung kann direkt erfolgen oder mittels eines an den Endeffektor angepassten Halters, der als Adapter fungieren kann.
Bevorzugt sind die Führungsstangen sämtlicher Arbeitseinheiten derart angeordnet, dass ihre Längsachsen in einer gemeinsamen Ebene liegen, die als Führungsstangenebene bezeichnet sei und die orthogonal zur x-Achse verläuft.
Ein bevorzugter Aufbau des System-Grundkörpers sieht zwei Trägerplatten vor, die sich jeweils in einer zu der z-Achse orthogonalen Ebene erstrecken und die in der Achsrichtung der z-Achse zueinander beabstandet angeordnet sind, sodass sie einen Zwischenraum begrenzen, der als Kopplungsraum bezeichnet sei, da sich die Kopplungsabschnitte der Arbeitseinheiten darin befinden.
Die beiden Trägerplatten sind bevorzugt durch eine zwischen sie eingegliederte Stützstruktur auf Abstand gehalten, wobei diese Stützstruktur insbesondere von Seitenwänden des System-Grundkörpers gebildet ist, die den Kopplungsraum an den rechtwinkelig zur z-Achse orientierten Seiten begrenzen. Jede Führungsstange ist so platziert, dass sie beide Trägerplatten durchsetzt und den zwischen den Trägerplatten vorhandenen Abstand überbrückt, wobei sie in jeder Trägerplatte in ihrer Längsrichtung linear verschiebbar gelagert ist. Bevorzugt sind die Statoren sämtlicher Antriebseinheiten an ein und derselben dieser beiden Trägerplatten befestigt.
Es ist vorteilhaft, wenn jede Antriebseinheit über ein eigenes Antriebsmodul verfügt, das einen der Statoren und einen der Abtriebskörper aufweist. Beim Zusammenbau des Positioniersystems sind die Antriebsmodule unabhängig voneinander handhabbar. Der Stator repräsentiert bevorzugt ein Modulgehäuse des Antriebsmoduls, das das äußere Erscheinungsbild des Antriebsmoduls bestimmt und über das der Stator am System-Grundkörper befestigt ist.
Bei den Antriebseinheiten handelt es sich zweckmäßigerweise um elektrische Antriebseinheiten, wobei die Antriebsmodule als elektrische Antriebsmodule ausgebildet sind. Die elektrischen Antriebsmodule setzen zugeführte elektrische Energie in eine Abtriebsbewegung des Abtriebskörpers um. Bevorzugt handelt es sich bei den elektrischen Antriebsmodulen um Elektromotoren, insbesondere um Schrittmotoren, sodass eine sehr präzise positionsgeregelte Ansteuerung möglich ist. Prinzipiell können die Antriebsmodule aber auch als fluidbetätigte Antriebsmodule ausgeführt sein, beispielsweise als pneumatische Antriebsmodule und hierbei insbesondere als pneumatische Linearantriebe, beispielsweise Pneumatikzylinder.
Der Abtriebskörper jeder Antriebseinheit ist zweckmäßigerweise stangenförmig ausgebildet und so ausgerichtet, dass seine Längsachse in der Achsrichtung der z-Achse verläuft. Die stangenförmigen Abtriebskörper sind in diesem Fall parallel zu den gegebenenfalls vorhandenen Führungsstangen der Arbeitseinheiten ausgerichtet. Bevorzugt liegen der stangenförmige Abtriebskörper und die Führungsstange, die zu ein und derselben Antriebseinheit gehören, in einer zu der y-Achse rechtwinkeligen Ebene.
Eine besonders exakte Positionierung der Arbeitseinheiten ist möglich, wenn der stangenförmige Abtriebskörper jeder Antriebseinheit zu einer rotativen Abtriebsbewegung um seine Längsachse antreibbar ist. Der Abtriebskörper steht mit dem zugeordneten Kopplungsabschnitt in einem Gewindeeingriff, sodass die rotative Abtriebsbewegung des Abtriebskörpers in einer Linearbewegung des Kopplungsabschnittes resultiert, die in der Achsrichtung der z-Achse orientiert ist und die eine gleichgerichtete lineare Arbeitsbewegung der an dem Kopplungsabschnitt angebrachten Arbeitseinheit hervorruft. Der stangenförmige Abtriebskörper ist in dem mit dem Kopplungsabschnitt zusammenwirkenden Bereich zweckmäßigerweise als eine über ein Außengewinde verfügende Gewindespindel ausgebildet. Der Kopplungsabschnitt hat zweckmäßigerweise eine Spindelmutter mit einem Innengewinde, in das die Gewindespindel des Abtriebskörpers eingeschraubt ist.
Zweckmäßigerweise hat jeder Kopplungsabschnitt mehrere in der Achsrichtung der x-Achse zueinander beabstandete Aufnahmestrukturen zur selektiven Aufnahme einer Spindelmutter. Dies erlaubt die Verwendung identisch ausgebildeter Kopplungsabschnitte für die diversen Antriebseinheiten, unabhängig davon, in welcher Statorreihe der zugeordnete Stator platziert ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemä-ßen Positioniersystems in einer Ausgestaltung als zum Aufnehmen und/oder Abgeben von Fluidmengen geeigneten Dosiersystems in einer perspektivischen Ansicht, wobei auch ein von dem Positioniersystem zu bearbeitendes Trägersubstrat gezeigt ist,
2 das Positioniersystem aus 1 aus einer anderen Blickrichtung in wiederum perspektivischer Darstellung,
3 eine Vorderansicht des Positioniersystems mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus 1,
4 einen Längsschnitt des Positioniersystems entsprechend der Schnittlinie IV-IV aus 1, 3 und 6,
5 einen Querschnitt des Positioniersystems gemäß Schnittlinie V-V aus 4,
6 einen weiteren Querschnitt des Positioniersystems gemäß Schnittlinie VI-VI aus 4,
7 einen weiteren Längsschnitt des Positioniersystems gemäß Schnittlinie VII-VII aus 4,
8 eine Einzeldarstellung einer der mehreren in dem Positioniersystem enthaltenen Positioniereinheiten, die sich jeweils aus einer Antriebseinheit und einer Arbeitseinheit zusammensetzen, und zwar im mit einem Endeffektor bestückten Zustand der Arbeitseinheit und entsprechend des in 5 strichpunktiert umrahmten Ausschnitts VIII, und
9 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Positioniersystems, das abweichend von dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 8 über eine gleiche Anzahl von Statoren innerhalb der einzelnen Statorreihen verfügt, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen lediglich die Antriebseinheiten und die daran angeordneten Arbeitseinheiten gezeigt sind.

Das insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Positioniersystem hat eine System-Grundeinheit 2, die am Einsatzort platzierbar ist und die zweckmäßigerweise über mindestens eine Befestigungsschnittstelle 3 verfügt, über die sie an einer nicht weiter illustrierten Tragstruktur fixierbar ist. Diese Tragstruktur kann ortsfest und beispielsweise als Traggestell ausgeführt sein. Die Tragstruktur kann aber auch eine Handhabungseinheit sein, mit deren Hilfe sich die System-Grundeinheit 2 im Raum bewegen lässt.
Die System-Grundeinheit 2 hat einen System-Grundkörper 4 und eine Mehrzahl von an dem System-Grundkörper 4 angeordneten Positioniereinheiten 5. Eine solche Positioniereinheit 5 ist in 8 einzeln dargestellt. Jede Positioniereinheit 5 enthält eine Arbeitseinheit 6 und eine antriebsmäßig mit der Arbeitseinheit 6 gekoppelte Antriebseinheit 7. Durch die Antriebseinheit 7 kann die Arbeitseinheit 6 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Arbeitsbewegung 8 angetrieben werden.
An der Antriebseinheit 7 befindet sich eine Montageschnittstelle 9 für einen Endeffektor 10. Im Betrieb des Positioniersystems ist an der Montageschnittstelle 9 ein auf die Positionieraufgabe abgestimmter Endeffektor 10 angebracht, sodass er die Arbeitsbewegung 8 mitmacht. Der Endeffektor 10 kann ein integraler Bestandteil der Arbeitseinheit 6 sein.
Im Rahmen der Arbeitsbewegung 8 können jede Arbeitseinheit 6 und der ihr zugeordnete Endeffektor 10 nicht nur linear bewegt, sondern auch nach Bedarf positioniert, das heißt an einer gewünschten Stelle des Verfahrweges zeitweilig festgehalten werden.
Das Positioniersystem 1 kann für vielfältige Zwecke ausgelegt und verwendet werden. Beispielsweise eignet es sich für Handhabungsmaßnahmen, in welchem Falle die Endeffektoren 10 als Greifer und insbesondere als Vakuumgreifer ausgebildet sind, mit denen sich Gegenstände ergreifen und während einer Verlagerung festhalten lassen.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des Positioniersystems 1 ist allerdings das Dosieren von Fluidmengen, insbesondere im Bereich der Medizintechnik, im pharmazeutischen Bereich und/oder bei beliebigen biologischen oder biochemischen Maßnahmen. Die zu dosierenden Fluidmengen werden hier meist als Fluidproben bezeichnet. Für einen solchen Anwendungsfall ist das illustrierte Positioniersystem 2 ausgelegt, sodass es ein Dosiersystem 1a repräsentiert. Die Endeffektoren 10 der einzelnen Positioniereinheiten 5 sind in diesem Fall jeweils als eine Dosiereinheit 10a ausgebildet, die in der Lage ist, eine gewisse Fluidmenge beziehungsweise Fluidprobe aufzunehmen und auch wieder abzugeben.
Aufzunehmende Fluidmengen werden regelmäßig in einer matrixartigen Verteilung innerhalb eines entsprechend aufgebauten Trägersubstrates 11 bereitgestellt, wobei ein solches Trägersubstrat 11 insbesondere eine sogenannte Mikrotiterplatte ist. Das Trägersubstrat 11 hat eine Vielzahl von Aufnahmevertiefungen 12, in denen jeweils eine Fluidmenge bereitgestellt werden kann. Mit Hilfe der Dosiereinheiten 10a können die Fluidmengen aus den Aufnahmevertiefungen 12 entnommen und einer anschließenden Behandlung unterzogen werden, beispielsweise einer Analyse. Das Dosiersystem 1a kann allerdings auch genutzt werden, um behandelte oder unbehandelte Fluidmengen zur Aufbewahrung oder zur Weiterbehandlung in die Aufnahmevertiefungen 12 eines solchen Trägersubstrates 11 abzugeben.
In diesem Fall enthalten die Dosiereinheiten 10a zweckmäßigerweise jeweils ein Dosierventil 13, was auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft. Das zu dosierende Fluid wird dem jeweiligen Dosierventil 13 über eine daran angeschlossene Fluidleitung 14 zugeführt, bei der es sich um eine starre Rohrleitung und/oder um eine flexible Schlauchleitung handeln kann. Exemplarisch sind die Dosierventile 13 über Fluidleitungen 14 an einen das zu dosierende Fluid bereitstellenden Fluidspeicher 15 angeschlossen.
Unter Bezugnahme auf ein kartesische x-y-z-Koordinatensystem hat die System-Grundeinheit 2 räumliche Ausdehnungen in der Achsrichtung einer x-Achse, einer zu der x-Achse rechtwinkeligen y-Achse und einer zu sowohl der x-Achse als auch der y-Achse rechtwinkeligen z-Achse. Im Folgenden werden Richtungen, die in der Achsrichtung einer dieser kartesischen Achsen verlaufen, zur Vereinfachung auch nur als x-Achsrichtung, y-Achsrichtung und z-Achsrichtung bezeichnet.
Bei einer üblichen betriebsbereiten räumlichen Ausrichtung der System-Grundeinheit 2, verläuft die z-Achsrichtung vertikal, während die x-Achsrichtung und die y-Achsrichtung jeweils horizontal verlaufen. Dies gilt insbesondere für ein Dosiersystems 1a.
Jede Dosiereinheit 10a hat an einem Ende eine Dosieröffnung 16, die beispielsweise von einer Pipette oder von einer Spritzennadel definiert ist und die exemplarisch in der z-Achsrichtung nach unten weist. Zur Aufnahme und/oder Abgabe einer Fluidmenge wird das Trägersubstrat 11 so unter den Dosiereinheiten 10a positioniert, dass jede Dosieröffnung 16 über einer der Aufnahmevertiefungen 12 zu Liegen kommt. Durch die Arbeitsbewegung 8, die in der z-Achsrichtung orientiert ist, können die Dosiereinheiten 10a mit ihren Dosieröffnungen 16 in die Aufnahmevertiefungen 12 eingetaucht und auch wieder herausbewegt werden.
Zugunsten einer rationellen Arbeitsweise sind die beispielhaft mit den Dosiereinheiten 10a ausgestatteten Arbeitseinheiten 6 mehrfach vorhanden, sodass bei Bedarf gleichzeitig eine Mehrzahl von Aufnahmevertiefungen 12 befüllt oder entleert werden kann. Die mehreren Arbeitseinheiten 7 sind in der y-Achsrichtung nebeneinander angeordnet. Dementsprechend liegen die Dosieröffnungen 16 in einer der y-Achsrichtung folgenden Öffnungsreihe.
Da die Aufnahmevertiefungen 12 bei dem illustrierten Anwendungsbeispiel relativ klein sind und in einem engen Raster nebeneinander angeordnet sind, müssen auch die Dosieröffnungen 16 der Dosiereinheiten 10a eng nebeneinander liegen. Durch eine entsprechend schmale Ausgestaltung der Dosiereinheiten 10a und der gesamten Arbeitseinheiten 6 in der y-Achsrichtung lässt sich dies exemplarisch problemlos gewährleisten. Die Vielzahl von Arbeitseinheiten 6 kann auf engstem Raum in der y-Achsrichtung nebeneinander angeordnet werden.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Positioniersystems 1 besteht darin, dass die System-Grundeinheit 2 auch im Bereich der Antriebseinheiten 7 mit geringen Abmessungen in der y-Achsrichtung realisiert werden kann, sodass die System-Grundeinheit 2 in der y-Achsrichtung insgesamt über sehr kompakte Abmessungen verfügt. Die begünstigt einen Einsatz bei beengten Platzverhältnissen und eine Mehrfachanordnung von System-Grundeinheiten 2 auf engem Raum.
Die jeweils eine Antriebseinheit 7 und eine Arbeitseinheit 6 umfassenden Positioniereinheiten 5 sind an dem System-Grundkörper 4 in der y-Achsrichtung nebeneinanderliegend angeordnet. Innerhalb einer jeweiligen Positioniereinheit 5 sind die Arbeitseinheit 6 und die Antriebseinheit 7 in der x-Achsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet. Insgesamt resultiert daraus exemplarisch eine Anordnung, bei der alle Arbeitseinheiten 6 in einem als Arbeitszone 17 bezeichneten Bereich und alle Antriebseinheiten 7 in einem als Antriebszone 18 bezeichneten Bereich liegen, wobei die Arbeitszone 17 und die Antriebszone 18 in der x-Achsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. In der z-Achsrichtung liegt die Antriebszone 18 zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen auf gleicher Höhe mit der Arbeitszone 17.
Die Arbeitseinheiten 6 können ihre Arbeitsbewegungen 8 relativ zu dem System-Grundkörper 4 und unabhängig voneinander ausüben. Der System-Grundkörper 4 kann folglich bei den Arbeitsbewegungen der Arbeitseinheiten 6 seine räumliche Position unverändert beibehalten. Daher müssen nur geringe Massen bewegt werden, um die Endeffektoren 10 in der z-Achsrichtung zu verfahren und zu positionieren.
Da jeder Arbeitseinheit 6 eine eigene Antriebseinheit 7 zugeordnet ist, lassen sich die Endeffektoren 10 unabhängig voneinander bewegen. Das Positioniersystem 1 enthält zweckmäßigerweise eine an die einzelnen Antriebseinheiten 7 elektrisch angeschlossene elektronische Steuereinrichtung 19, die eine individuelle elektrische Ansteuerung der Antriebseinheiten 7 ermöglicht. Beispielsweise kann die elektronische Steuereinrichtung 19 veranlassen, dass nur einzelne Arbeitseinheiten 6 in einer bestimmten Reihenfolge bewegt werden, dass die Arbeitseinheiten 6 gruppenweise bewegt werden oder dass sämtliche Arbeitseinheiten 6 bewegt werden.
Bevorzugt enthält jede Antriebseinheit ein Antriebsmodul 22, das einen Stator 23 und einen diesbezüglich zu einer Abtriebsbewegung 25 antreibbaren Abtriebskörper 24 aufweist. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung elektrischer Antriebsmodule 22, was exemplarisch der Fall ist. Hier wird zugeführte elektrische Energie direkt in Bewegungsenergie des Abtriebskörpers 24 umgesetzt. Grundsätzlich könnten aber auch fluidbetätigte Antriebsmodule 22 Verwendung finden.
Bevorzugt und beispielsgemäß ist jedes Antriebsmodul 22 von einem Elektromotor gebildet, bei dem es sich insbesondere um einen Schrittmotor mit einer drehwinkelmäßig sehr präzise positionierbaren, zu dem Abtriebskörper 24 gehörenden Abtriebswelle 66 handelt.
Die durch das Antriebsmodul 22 erzeugte Abtriebsbewegung 25 des Abtriebskörpers 24 ist bevorzugt eine Drehbewegung, was auf die illustrierten Ausführungsbeispiele zutrifft. Der Abtriebskörper 24 ist hierbei stangenförmig ausgebildet und hat eine Längsachse 24a, die die Drehachse für die rotative Abtriebsbewegung 25 bildet. Die Antriebsmodule 22 sind insbesondere so installiert, dass die Längsachsen 24a der Abtriebskörper 24 in der z-Achsrichtung ausgerichtet sind. Dementsprechend fallen die Längsachsen 24a der Abtriebskörper 24 mit der Bewegungsrichtung der Arbeitsbewegung 8 zusammen.
Die Antriebsmodule 22 sind elektrisch mit der elektronischen Steuereinrichtung 19 verbunden, von der sie elektrische Steuersignale erhalten, durch die die Abtriebsbewegung 25 ihres Abtriebskörpers 24 zwecks Bewegung und Positionierung der Arbeitseinheiten 6 hervorrufbar ist.
Die Antriebsmodule 22 sind jeweils über ihren Stator 23 an dem System-Grundkörper 4 befestigt, sodass sie diesbezüglich ortsfest sind. Beispielhaft definiert jeder Stator 23 ein Modulgehäuse 23a, das mittels nicht weiter illustrierter Befestigungsschrauben an dem System-Grundkörper 4 fixiert ist.
Zur antriebsmäßigen Kopplung des Abtriebskörpers 24 mit der Arbeitseinheit 6 enthält die Antriebseinheit 7 jeder Positioniereinheit 5 einen Kopplungsabschnitt 26. Der Kopplungsabschnitt 26 ist über eine Befestigungseinrichtung 27 an der Arbeitseinheit 6 befestigt, sodass diese beiden Bestandteile stets nur gemeinsam bewegbar sind. Der Kopplungsabschnitt 26 kann eine hin- und hergehende Linearbewegung 28 in der z-Achsrichtung relativ zu dem System-Grundkörper 4 ausführen. Hervorrufbar ist diese Linearbewegung 28 durch das Zusammenwirken mit dem Abtriebskörper 24. Dessen Abtriebsbewegung 25 ruft die Linearbewegung 28 des Kopplungsabschnittes 26 hervor, was eine gleichzeitige Ausführung der Arbeitsbewegung 8 durch die Arbeitseinheit 6 zur Folge hat.
Zweckmäßigerweise ist jeder Positioniereinheit 5 ein Positionssensor 20 zugeordnet, durch den die aktuelle Position der zugeordneten Arbeitseinheit 6 direkt oder indirekt erfassbar ist. Die Positionssensoren 20 liefern elektrische Positionssignale, die der elektronischen Steuereinrichtung 19 zugeführt werden, an die gemäß 4 alle Positionssensoren 20 elektrisch angeschlossen sind. Dadurch ist bevorzugt eine positionsgeregelte Betätigung der Arbeitseinheiten 6 möglich.
Die Positioniereinheiten 5 sind exemplarisch von zwei in der Achsrichtung der z-Achse beabstandet zueinander angeordneten ersten und zweiten Trägerplatten 31, 32 des System-Grundkörpers 4 getragen. Jede Trägerplatte 31, 32 hat eine starre Struktur und erstreckt sich in einer zu der z-Achse orthogonalen Ebene. In der beispielhaft realisierten vorteilhaften vertikalen Ausrichtung der z-Achse liegt die erste Trägerplatte 31 mit Abstand über der zweiten Trägerplatte 32. Zwischen diese beiden Trägerplatten 31, 32 eingegliederte Seitenwände 33 des System-Grundkörpers 4, an denen die Trägerplatten 31, 32 befestigt sind, geben den zwischen den beiden Trägerplatten 31, 32 vorhandenen Abstand vor.
Die beiden Trägerplatten 31, 32 begrenzen gemeinsam einen Zwischenraum, in dem sämtliche Kopplungsabschnitte 26 angeordnet sind und der deshalb als Kopplungsraum 34 bezeichnet wird.
Gemeinsam mit den Seitenwänden 33 bilden die beiden Trägerplatten 31, 32 eine Gehäusestruktur mit zweckmäßigerweise kubischer Außenkontur.
Unter den Seitenwänden 33 befinden sich eine dem Übergangsbereich zwischen der Arbeitszone 17 und der Antriebszone 18 zugeordnete vordere Seitenwand 33a und eine der vorderen Seitenwand 33a in der x-Achsrichtung gegenüberliegende hintere Seitenwand 33b. Dazwischen erstrecken sich zwei sich in der y-Achsrichtung gegenüberliegende seitliche Seitenwände 33c, 33d. Die vordere Seitendwand 33a und die beiden seitlichen Seitenwände 33c, 33d sind zweckmäßigerweise zu einer einstückigen Wandstruktur zusammengefasst, an die die hintere Seitenwand 33b nach Art eines Deckels und insbesondere lösbar angesetzt ist.
Die Statoren 23 sämtlicher Antriebseinheiten 7 sind zweckmäßigerweise an ein und derselben Trägerplatte 31 oder 32 befestigt, wobei es sich insbesondere und beispielsgemäß um die erste Trägerplatte 31 handelt. Die Statoren 23 sitzen an einer dem Kopplungsraum 34 abgewandten Bestückungsfläche 35 der ersten Tragplatte 31, sodass sie exemplarisch von der ersten Tragplatte 31 nach oben ragen. Die Befestigung erfolgt insbesondere über die Modulgehäuse 23a.
Die stangenförmigen Abtriebskörper 24 ragen durch Durchbrechungen der ersten Trägerplatten 31 hindurch in den Kopplungsraum 34 hinein, exemplarisch von oben her.
Jede Arbeitseinheit 6 hat zweckmäßigerweise eine Führungsstange 36, die in der z-Achsrichtung ausgerichtet ist und relativ zu dem System-Grundkörper 4 zur Ausführung der Arbeitsbewegung 8 in der z-Achsrichtung beweglich ist. Die Längsachse 36a jeder Führungsstange 36 verläuft in der z-Achsrichtung und ist folglich parallel zur Längsachse 24a des zur gleichen Positioniereinheit 5 gehörenden Abtriebskörpers 24.
Jede Führungsstange 36 ist an dem System-Grundkörper 4 in ihrer Längsrichtung und dementsprechend in der z-Achsrichtung linear verschiebbar gelagert. Exemplarisch erfolgt eine Verschiebelagerung an zwei Stellen, nämlich an jeder der beiden Trägerplatten 31, 32. Jede Führungsstange 36 ist so platziert, dass sie beide Trägerplatten 31, 32 durchsetzt, wobei sie den Kopplungsraum 34 in der z-Achsrichtung durchquert und mit zwei einander entgegengesetzten ersten und zweiten Stangenendabschnitten 36b, 36c an der den Kopplungsraum 24 entgegengesetzten Außenseite über die jeweils zugeordnete Trägerplatte 31, 32 vorsteht. Die von der Führungsstange 36 durchsetzen Durchbrechungen der Trägerplatten 31, 32 sind als Führungsdurchbrechungen 37 ausgebildet, die eine die Führungsstange 36 radial abstützende und gleitverschieblich führende Führungsfläche haben. Die Führungsfläche kann von einer in die Führungsdurchbrechung 37 eingesetzten Führungsbuchse gebildet sein.
Die Führungsstangen 36 sind außen insbesondere kreiszylindrisch konturiert, was entsprechend auch für den Innenumfang der Führungsdurchbrechungen 37 gilt. Exemplarisch sind die Führungsstangen 36 rohrförmig ausgebildet, wodurch die Herstellungskosten und die bewegten Massen reduziert sind.
An dem exemplarisch nach unten weisenden zweiten Endabschnitt 36c jeder Führungsstange 36 befindet sich zweckmäßigerweise die oben erwähnte Montageschnittstelle 9 für die Anbringung des Endeffektors 10. Beispielhaft ist dem Endeffektor 10 an insbesondere als Adapter fungierender Halter 38 zugeordnet, über den der Endeffektor 10 an der Montageschnittstelle 9 befestigt ist. Die Befestigung erfolgt mittels einer den Halter 38 durchsetzenden und stirnseitig in die Führungsstange 36 eingeschraubten Befestigungsschraube 41, die nur symbolisch angedeutet ist.
Zweckmäßigerweise ist an dem ersten Endabschnitt 36b der Führungsstange 36 - auch hier mittels einer nur symbolisch angedeuteten Befestigungsschraube 42 - ein quer in von der Antriebszone 18 wegweisender Richtung abstehendes Halteelement 43 befestigt, das zur Fixierung der von der zugeordneten Dosiereinheit 10 nach oben abgehenden Fluidleitung 14 verwendet wird.
Die Führungsstangen 36 sind bevorzugt so angeordnet, dass die Längsachsen 36a der Führungsstangen 36 sämtlicher Arbeitseinheiten 6 in einer gemeinsamen Ebene liegen, die als Führungsstangenebene 44 bezeichnet wird und die orthogonal zu der x-Achs verläuft. Die Führungsstangenebene 44 ist insbesondere so platziert, dass sie im Übergangsbereich zwischen der Arbeitszone 17 und der Antriebszone 18 liegt. Bevorzugt wird jeder Kopplungsabschnitt 26 von der zugeordneten Führungsstange 36 durchsetzt, wobei durch die Befestigungseinrichtung 27 eine feste Verbindung zwischen den beiden Komponenten geschaffen ist. Exemplarisch enthält die Befestigungseinrichtung 27 mehrere Befestigungsschrauben, durch die der Kopplungsabschnitt 26 mit der Führungsstange 36 verklemmt ist.
Vorzugsweise sind sämtliche Kopplungsabschnitte 26 schlittenartig bewegbar ausgebildet, sodass sie jeweils einen Kopplungsschlitten 45 bilden, der die Linearbewegung 28 ausführen kann und zu diesem Zweck an dem System-Grundkörper 4 linear verschiebbar geführt ist. Im Rahmen der Linearbewegung 28 kann der Kopplungsschlitten 45 zwischen einer an die erste Tragplatte 31 angenäherten ersten Endposition und einer an die zweite Tragplatte 32 angenäherten zweiten Endposition verschoben werden, wobei die angekoppelte Arbeitseinheit 6 diese Linearbewegung 28 mitmacht.
Ihre Linearführung erfahren die Kopplungsschlitten 45 jeweils zum einen durch die mit ihnen verbundene Führungsstange 36, die wie erwähnt an den beiden Trägerplatten 31, 32 linear verschiebbar gelagert ist. Die Führungsstange 36 ist an einem der Arbeitszone 17 zugwandten vorderen Endabschnitt des Kopplungsschlittens 45 fixiert.
Eine zusätzliche weitere Linearführung erfährt jeder Kopplungsschlitten 45 exemplarisch an seinem der Arbeitszone 17 abgewandten hinteren Endabschnitt 46. Hier greifen die Kopplungsschlitten 45 unabhängig voneinander mit jeweils einem Führungsvorsprung 47 gleitverschieblich in eine sich in der z-Achsrichtung erstreckende Führungsnut 48 des System-Grundkörpers 4 ein. Die Führungsnuten 48 erstrecken sich linear in der z-Achsrichtung und sind der y-Achsrichtung nebeneinander mit paralleler Ausrichtung angeordnet, wobei sie exemplarisch an der Innenfläche der hinteren Seitenwand 33b ausgebildet sind.
Bevorzugt arbeiten die Positionssensoren 20 mit den Kopplungsabschnitten 26 zusammen. Zweckmäßigerweise ist jeder Positionssensor 20 magnetfeldempfindlich ausgebildet, wobei der zugeordnete Kopplungsabschnitt 26 zur berührungslosen Betätigung des Positionssensor 20 einen Permanentmagnet aufweist. Exemplarisch sind die Positionssensoren 20 in Befestigungsnuten 21 fixiert, die in dem System-Grundkörper 4 ausgebildet sind, insbesondere außen in der hinteren Seitenwand 33a.
Jeder Kopplungsschlitten 45 ist zweckmäßigerweise plattenförmig ausgebildet und so ausgerichtet, dass seine zu den beiden größten Außenflächen parallele Plattenebene 45a orthogonal zur y-Achse verläuft. Dies bietet die exemplarisch verwirklichte Möglichkeit, die plattenförmigen Kopplungsschlitten 45 platzsparend mit zueinander parallelen Plattenebenen 45a auf engstem Raum nebeneinander zu platzieren. Aus den 5 und 6 ist dies gut ersichtlich.
Zweckmäßigerweise erstrecken sich bei jeder Antriebseinheit 7 die Längsachse 24a des stangenförmigen Abtriebskörpers und die Längsachse 36a der Führungsstange 36 in der Plattenebene 45a des plattenförmigen Kopplungsschlittens 45.
Insbesondere wenn es sich bei der Abtriebsbewegung 25 des Abtriebskörpers 24 um eine Linearbewegung in der z-Achsrichtung handelt, können der Kopplungsabschnitt 26 und der Abtriebskörper 24 in beliebiger Weise fest miteinander verbunden und insbesondere auch integral ausgeführt sein. Beide Komponenten führen dann zur Erzeugung der Arbeitsbewegung 8 stets eine damit synchrone einheitliche Linearbewegung aus.
Exemplarisch ist jeder Abtriebskörper 24 allerdings derart antriebsmäßig mit dem zugeordneten Kopplungsabschnitt 26 verbunden, dass die rotative Abtriebsbewegung 25 in die Linearbewegung 28 umgewandelt wird.
Hierzu ist zumindest der sich in dem Kopplungsraum 34 erstreckende Längenabschnitt des stangenförmigen Abtriebskörpers 24 nach Art einer Gewindespindel ausgebildet, sodass man ihn als Gewindespindelabschnitt 49 des Abtriebskörpers 24 bezeichnen kann, der an seinem Außenumfang ein Außengewinde 52 hat. Mit dem Gewindespindelabschnitt 49 greift der Abtriebskörper 24 in ein Innengewinde 52 des Kopplungsabschnittes 26 ein. Da das Innengewinde 52 unverdrehbar an dem seinerseits bezüglich des System-Grundkörpers 4 unverdrehbar fixierten Kopplungsabschnitt 26 ausgebildet ist, ruft eine rotative Abtriebsbewegung 25 des Gewindespindelabschnittes 49 die Linearbewegung 28 hervor, weil sich das Innengewinde 52 zusammen mit dem zugeordneten Kopplungsabschnitt 26 in der Längsrichtung des Gewindespindelabschnittes 49 bewegt.
Exemplarisch ist der Gewindeingriff dadurch realisiert, dass der Kopplungsschlitten 45 über einen bevorzugt plattenförmigen Schlittenkörper 53 verfügt, in den eine das Innengewinde 52 aufweisende separate Spindelmutter 54 eingesteckt ist. Die Spindelmutter 54 sitzt in einer Aufnahmestruktur 55 des Schlittenkörpers 53, die exemplarisch von einer den Schlittenkörper 53 in der y-Achsrichtung durchsetzenden kreiszylindrischen Durchbrechung gebildet ist, in die die mit einem komplementären kreiszylindrischen Außenumfang versehene Spindelmutter 54 eingesetzt ist. Das Innengewinde 52 ist Bestandteil einer die Spindelmutter 54 diametral durchsetzenden Gewindebohrung. Eine den Schlittenkörper 53 in der z-Achsrichtung durchsetzende und durch die kreiszylindrische Durchbrechung der Aufnahmestruktur 55 hindurchgehende Durchgangsbohrung 56 fluchtet mit der Gewindebohrung der Spindelmutter 54 und ist von dem zugeordneten Gewindespindelabschnitt 49 ohne Gewindeingriff in frei drehbarer Weise durchsetzt.
Der Schlittenkörper 53 kann kostengünstig aus einem Kunststoffmaterial bestehen, wobei die Spindelmutter 54 zweckmäßigerweise aus Stahl besteht.
Bevorzugt ist die Spindelmutter 54 in der Aufnahmestruktur 55 mit ihrem kreiszylindrischen Außenumfang prinzipiell drehbar und auch in der y-Achsrichtung verschiebbar, sodass sie sich selbsttätig bezüglich des in sie eingreifenden Gewindespindelabschnittes 49 ausrichten kann, was die Montage erleichtert und den Verschleiß reduziert.
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel hat der Kopplungsschlitten 45 einen Schlittenkörper 53, in dem das Innengewinde 52 integral ausgebildet ist. Der Schlittenkörper 53 ist hier von einer das Innengewinde 52 bildenden Gewindebohrung durchsetzt.
Die Statoren 23 sämtlicher Antriebseinheiten 7 sind zweckmäßigerweise geschützt unter einer Abdeckhaube 57 angeordnet, die im Bereich der Bestückungsfläche 35 angeordnet ist. Die Abdeckhaube 57 ist nicht in allen Figuren gezeigt.
Die Statoren 23 sind an der Bestückungsfläche 35 mit einer besonders vorteilhaften Verteilung angeordnet. Selbige lässt sich vor allem anhand der 5 und 9 sehr gut nachvollziehen, wobei die 5 eine Draufsicht auf die Statoren 23 mit Blick in der z-Achsrichtung wiedergibt.
Die vorhandenen Statoren 23 sind in mehreren, jeweils als eine Statorreihe 58 bezeichneten linearen Reihen angeordnet, die sich jeweils in der y-Achsrichtung erstrecken und die in der x-Achsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die Statorreihen 58 sind in der Zeichnung durch strichpunktierte gerade Linien kenntlich gemacht, die gleichzeitig die jeweilige Reihenausrichtung definieren.
Alle Statoren 23 sind auf die vorhandenen mehreren Statorreihen 58 aufgeteilt. Entsprechend 9 können die einzelnen Statorreihen 58 untereinander über die gleiche Anzahl von Statoren 23 verfügen. Es ist aber ebenfalls möglich, die Statorreihen 58 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Statoren 23 auszustatten, wofür die 5 ein Beispiel liefert.
Bei beiden illustrierten Ausführungsbeispielen sind die Statoren 23 auf drei Statorreihen 58 aufgeteilt. Es ist aber ohne weiteres auch eine größere oder geringere Anzahl von Statorreihen 58 pro System-Grundeinheit 2 möglich.
Das Ausführungsbeispiel der 9 zeigt eine System-Grundeinheit 2, die über zwölf Positioniereinheiten 5 und dementsprechend auch über zwölf Statoren 23 verfügt. Diese sind hier in drei Statorreihen 58 zu je vier Statoren 23 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 8 enthält die System-Grundeinheit 2 insgesamt acht Positioniereinheiten 5 und dementsprechend auch acht Statoren 23, wobei diese acht Statoren 23 auf zwei Statorreihen 58 mit drei Statoren und eine dritte Statorreihe 58 mit zwei Statoren 23 aufgeteilt sind. Die Statorreihe 58 mit nur zwei Statoren befindet sich zweckmäßigerweise zwischen den beiden Statorreihen 58 mit jeweils drei Statoren 23.
Die geschilderte, reihenmäßig verteilte Anordnung der Statoren 23 ergibt sich durch eine entsprechend verteilte Anordnung der jeweils einen der Statoren aufweisenden Antriebsmodule 22.
Sämtliche Statoren 23 sind vorzugsweise bezogen auf die Achsrichtung der z-Achse auf gleicher Höhe in einer als Statorebene 61 bezeichneten gemeinsamen Ebene platziert, die sich rechtwinkelig zu der z-Achse erstreckt.
Eine Besonderheit der Statorverteilung besteht darin, dass die Statoren 23 in der x-Achsrichtung nicht fluchtend auf einer Linie angeordnet sind, sondern dass die Statoren 23 der jeweils benachbarten Statorreihen 58 in der y-Achsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, und zwar derart, dass sie sich in der y-Achsrichtung gegenseitig überlappen.
Alle Statoren 23 haben zweckmäßigerweise bei Betrachtung in der z-Achsrichtung den gleichen Umriss. Bevorzugt handelt es sich um zumindest im Wesentlichen quadratische Umrisse, was auf die illustrierten Ausführungsbeispiele zutrifft. Dabei sind die Statoren 23 so orientiert, dass zwei einander entgegengesetzte ihrer vier Außenflächen jeweils parallel zu den Statorreihen 58 ausgerichtet sind.
Bevorzugt und entsprechend der illustrierten Ausführungsbeispiele sind zur gleichen Statorreihe 58 gehörende Statoren 23 in der Achsrichtung der y-Achse beabstandet zueinander angeordnet. Dadurch ergibt sich zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgend angeordneten Statoren 23 jeder Statorreihe 58 ein Zwischenraum 62. Der Zwischenraum 62 ist bevorzugt schmäler als die in der gleichen Richtung gemessene Breite der Statoren 23.
Insbesondere abhängig von der zur z-Achse rechtwinkeligen Grundfläche der Statoren 23 sind auch Anordnung möglich, bei denen die Statoren 23 innerhalb mindestens einer und bevorzugt innerhalb jeder Statorreihe 58 aneinander anliegen.
Die zu in der x-Achsrichtung aufeinanderfolgenden Statorreihen 58 gehörenden Statoren 23 sind in der x-Achsrichtung zweckmäßigerweise mit einem gewissen Abstand zueinander angeordnet, wobei dieser Abstand insbesondere geringer ist als der Abstand zwischen den zur jeweils gleichen Statorreihe 58 gehörenden Statoren 23.
Jeder Stator 23 hat bei Betrachtung in der z-Achsrichtung einen Zentrumbereich 63. Dieser Zentrumbereich 63 liegt zweckmäßigerweise auf der Längsachse des dem betreffenden Stator 23 zugeordneten Abtriebskörpers 24. Eine besonders vorteilhafte Verteilung der Statoren 23 in der Statorebene 61 sieht vor, dass sich mehrere Statorgruppen 64 ergeben, die sich jeweils aus mehreren Statoren 23 zusammensetzen, die zu in der x-Achse aufeinanderfolgenden Statorreihen 58 gehören und deren Zentrumsbereiche 63 zumindest im Wesentlichen auf einer bezüglich der x-Achse geneigten imaginären Verbindungsgerade 65 liegen. Die Verbindungsgeraden 65 der mehreren Statorgruppen 64 verlaufen parallel zueinander. Besonders vorteilhaft ist die bei den Ausführungsbeispielen realisierte Neigung der Verbindungsgeraden 65 von 45 Grad gegenüber der x-Achse.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 8 sind zwei sich aus jeweils drei Statoren 23 zusammensetzende Statorgruppen 64 vorhanden, auf die die vorgenannten Gegebenheiten zutreffen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 9 ergeben sich vier derartige Statorgruppen 64, von denen drei Stück über insgesamt drei Statoren verfügen und eine vierte Statorgruppe 64 aus zwei Statoren 23 besteht.
Abgesehen von denjenigen Statoren 23, die unter Bildung einer Statorgruppe 64 auf einer gemeinsamen Verbindungsgerade 65 liegen, kann auch noch mindestens ein weiterer Stator 23 vorhanden sein, der nicht zu einer derartigen Statorgruppe 64 gehört.
Zweckmäßigerweise enthält jede Statorreihe 58 mindestens einen Stator 23, der sich mit zwei Statoren 23 mindestens einer in der x-Achsrichtung benachbarten Statorreihe 58 in der y-Achsrichtung überlappt. Es versteht sich, dass eine oder mehrere Statorreihen 58 mindestens einen am Ende der Statorreihe 58 liegenden Stator 23 aufweisen kann, der sich mit nur einem Stator 23 mindestens einer benachbarten Statorreihe 58 überlappt.
Durch die vorstehend erläuterte Anordnung beziehungsweise Verteilung der Statoren 23 und der die Statoren 23 enthaltenden Antriebsmodule 22 lässt sich die System-Grundeinheit 2 in der Antriebszone 18 mit geringen Abmessungen in der y-Achsrichtung verwirklichen, obwohl die einzelnen Statoren 23 eine größere Breite haben als jede der Arbeitseinheiten 6.
Die Arbeitseinheiten 6 sind in der y-Achsrichtung schmäler als die einzelnen Statoren 23. Hinzu kommt, dass zweckmäßigerweise auch jeder sich außerhalb des Stators 23 erstreckende Längenabschnitt jedes Abtriebskörpers 24 sowie jeder Kopplungsabschnitt 26 in der y-Achsrichtung eine geringere Breite haben als der zugehörige Stator 23.
Auf diese Weise bleibt in einer Projektion auf eine zur z-Achse rechtwinkelige Ebene gemäß 5 zwischen den Kopplungsabschnitten 26 derjenigen Antriebseinheiten 7, deren Statoren in der gleichen Statorreihe 58 liegen, genügend Platz zum Vorbeigreifen durch diejenigen Kopplungsabschnitte 26, die zu denjenigen Antriebseinheiten 6 gehören, deren Statoren 23 in jeder darauffolgenden Statorreihe 58 angeordnet sind.
Betrachtet man die der Arbeitszone 17 am nächsten liegende vorderste Statorreihe 58, so haben die zu deren Statoren 23 gehörenden Kopplungsabschnitte 26 untereinander in der y-Achsrichtung einen Abstand, der ausreichend groß bemessen ist, sodass die den Statoren 23 der darauffolgenden Statorreihe 58 zugeordneten Kopplungsabschnitte sich dazwischen erstrecken können. Die gegenseitigen abstände sind exemplarisch so groß, dass auch noch die jeder weiteren Statorreihe 58 zugeordneten Kopplungsabschnitte 26 hindurchgreifen können.
Da die Kopplungsabschnitte 26 den Statoren 23 in der z-Achsrichtung mit Abstand vorgelagert sind, exemplarisch also nach unten hin, können sie sich ohne weiteres an den einzelnen Statoren 23 in der x-Achsrichtung vorbei erstrecken.
Bevorzugt beträgt innerhalb der einzelnen Statorreihen 58 der in der y-Achsrichtung gemessene Abstand zwischen den Zentrumsbereichen 63 jeweils unmittelbar benachbarter Statoren 23 mindestens ein Vielfaches der in der y-Achsrichtung gemessenen Breite der Kopplungsabschnitte 26, wobei es sich bei dem vorgenannten Vielfachen um die Anzahl der insgesamt vorhandenen Statorreihen 58 handelt. Sind also wie bei den Ausführungsbeispielen insgesamt drei Statorreihen 58 vorhanden, beträgt der Abstand zwischen den Zentrumsbereichen 63 der jeweils benachbarten Statoren 23 innerhalb jeder Statorreihe 58 mindestens das Dreifache der Breite der Kopplungsabschnitte 26. Zugunsten einer kompakten Baubreite der System-Grundeinheit 2 wird man den Abstand zweckmäßigerweise so wählen, dass die sich dazwischen erstreckenden Kopplungsabschnitte 26 entweder gleitverschieblich aneinander anliegen oder mit nur einem geringen Abstand zueinander angeordnet sind.
Prinzipiell könnten die Kopplungsabschnitte 26 umso kürzer sein, je näher die zugeordneten Antriebsmodule 22 beziehungsweise deren Statoren 23 bei der Arbeitszone 17 liegen, weil dann der Abstand zwischen dem Abtriebskörper 24 und der zugeordneten Führungsstange 36 entsprechend kleiner ist.
Gleichwohl wird es als vorteilhaft angesehen, wenn entsprechend der Ausführungsbeispiele alle Kopplungsabschnitte 26 in der x-Achsrichtung die gleiche Länge haben, was den Vorteil bietet, dass alle Kopplungsabschnitte 26 an der hinteren Seitenwand 33b linear verschiebbar geführt sein können.
Zudem bietet dies die vorteilhafte Möglichkeit, die Kopplungsabschnitte 26 als Kopplungsschlitten 45 mit untereinander identischen Schlittenkörpern 53 auszubilden. Dies trifft auf die illustrierten Ausführungsbeispiele zu.
Damit ungeachtet dieser gestalterischen Identität der Schlittenkörper 53 eine antriebsmäßige Kopplung mit den unterschiedlich weit beabstandet zu der Arbeitszone 17 platzierten Abtriebskörpern 24 möglich ist, ist zweckmäßigerweise jeder Schlittenkörper 53 mit einer der Anzahl der Statorreihen 58 entsprechenden Anzahl von Aufnahmestrukturen 55 versehen, deren in der x-Achsrichtung gemessener Abstand voneinander dem gegenseitigen Abstand zwischen den Statorreihen 58 entspricht. Von diesen mehreren Aufnahmestrukturen 55 ist dann nur diejenige mit einer Spindelmutter 54 bestückt, der einer der Abtriebskörper 24 zugeordnet ist.
Alternativ könnte jeder Kopplungsabschnitt 26 auch mit einer der Anzahl der vorhandenen Statorreihen 28 vorhandenen Anzahl von Innengewinden 52 versehen sein, von denen zur gleichen Zeit jeweils nur eines für einen Gewindeingriff mit einem Gewindespindelabschnitt 49 genutzt wird.
Wenn die Antriebsmodule 22 als Drehantriebe ausgebildet sind, was bei einer Verwendung von Elektromotoren der Fall ist, erstreckt sich im Innern des Stators 23 eine weiter oben schon erwähnte Abtriebswelle 66, die einen Längenabschnitt des Abtriebskörpers 24 repräsentiert und die mit dem Gewindespindelabschnitt 49 drehfest gekoppelt ist. Die Abtriebswelle 66 und der Gewindespindelabschnitt 49 können einstückig ausgebildet sein oder auch als separate, fest miteinander verbundene Bauteile.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014013552 B3 [0002]

Claims

Positioniersystem zum Positionieren von Endeffektoren (10), mit einem System-Grundkörper (4), an dem mehrere Arbeitseinheiten (6) in der Achsrichtung der y-Achse eines x-y-z-Koordinatensystems nebeneinander angeordnet sind, die zur Positionierung eines an ihnen jeweils angeordneten Endeffektors (10) unter Ausführung einer Arbeitsbewegung (8) in der Achsrichtung einer zu der y-Achse orthogonalen z-Achse linear bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitseinheiten (6) ihre Arbeitsbewegungen (8) unabhängig voneinander und relativ zu dem System-Grundkörper (4) ausführen können, wobei jeder Arbeitseinheit (6) zur Erzeugung ihrer Arbeitsbewegung (8) eine eigene Antriebseinheit (7) zugeordnet ist, wobei die Antriebseinheiten (7) in der Achsrichtung der y-Achse nebeneinander angeordnet sind, dass ferner die Antriebseinheiten (7) jeweils einen bezüglich des System-Grundkörpers (4) ortsfesten Stator (23) und einen diesbezüglich unter Ausführung einer Abtriebsbewegung (8) aktiv bewegbaren Abtriebskörper (24) aufweisen, wobei der Abtriebskörper (24) zum Hervorrufen der Arbeitsbewegung (8) über einen Kopplungsabschnitt (26) antriebsmäßig mit der zugeordneten Arbeitseinheit (6) gekoppelt ist, und dass die Statoren (23) verteilt in mehreren in der Achsrichtung der x-Achse aufeinanderfolgenden und in der Achsrichtung der y-Achse ausgerichteten Statorreihen (58) angeordnet sind, wobei die Statoren (23) der in der Achsrichtung der x-Achse jeweils benachbarten Statorreihen (58) in der Achsrichtung der y-Achse mit gegenseitiger Überlappung versetzt zueinander angeordnet sind.
Positioniersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein Dosiersystem (1a) ausgebildet ist, wobei es sich bei den Endeffektoren (10) jeweils um eine Dosiereinheit (10a) zum dosierten Aufnehmen und/oder Abgeben einer Fluidmenge handelt.
Positioniersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (7) in einer den Arbeitseinheiten (6) in der Achsrichtung der x-Achse benachbarten Antriebszone (18) angeordnet sind.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsabschnitte (26) der Antriebseinheiten (7) in der Achsrichtung der z-Achse beabstandet zum zugehörigen Stator (23) angeordnet sind und jeweils - gemessen in der Achsrichtung der y-Achse - ebenso wie die Arbeitseinheiten (6) eine geringere Breite haben als der zugehörige Stator (23).
Positioniersystem nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsabschnitte (26) derjenigen Antriebseinheiten (7), deren Statoren (23) zu einer Statorreihe (58) gehören, der auf der den Arbeits-einheiten (6) zugewandten Seite mindestens eine weitere Statorreihe (58) vorgelagert ist, sich mit einem in der Achsrichtung der z-Achse gemessenen Abstand an den Statoren (23) der mindestens einen vorgelagerten Statorreihe (58) vorbei erstrecken.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichen Statorreihe (58) gehörende Statoren (23) in der Achsrichtung der y-Achse beabstandet zueinander angeordnet sind.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (23) der Antriebseinheiten (7) in mindestens drei in der Achsrichtung der x-Achse aufeinanderfolgenden Statorreihen (58) angeordnet sind.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Achsrichtung der x-Achse zueinander benachbarte Statorreihen (58) eine untereinander identische oder eine voneinander abweichende Anzahl von Statoren (23) enthalten.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Statoren (23) in der Achsrichtung der z-Achse auf gleicher Höhe in einer gemeinsamen, zu der z-Achse orthogonalen Statorebene (61) platziert sind.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (23) derart verteilt angeordnet sind, dass sich - in der Achsrichtung der z-Achse betrachtet - mehrere Statorgruppen (64) ergeben, die sich jeweils aus mehreren Statoren (23) zusammensetzen, die zu in der Achsrichtung der x-Achse aufeinanderfolgenden Statorreihen (58) gehören und deren Zentrumsbereiche (63) zumindest im Wesentlichen auf einer bezüglich der x-Achse geneigten imaginären Verbindungsgerade (65) liegen, wobei die Verbindungsgeraden (65) der mehreren Statorgruppen (64) parallel zueinander verlaufen.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (23) - in der Achsrichtung der z-Achse betrachtet - einen zumindest im Wesentlichen quadratischen Umriss haben, wobei ihre Umrisse zweckmäßigerweise untereinander identisch sind.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kopplungsabschnitt (26) bezüglich des zugeordneten Abtriebskörpers (24) gesondert ausgebildet und antriebsmäßig mit dem Abtriebskörper (24) verbunden ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kopplungsabschnitt (26) als ein Kopplungsschlitten (45) ausgebildet ist, der an dem System-Grundkörper (4) in der Achsrichtung der z-Achse verschiebbar gelagert ist und der zweckmäßigerweise plattenförmig ausgebildet und so ausgerichtet ist, dass seine Plattenebene orthogonal zur y-Achse verläuft.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Arbeitseinheit (6) eine in der Achsrichtung der z-Achse ausgerichtete und bewegliche Führungsstange (36) aufweist, die an dem Kopplungsabschnitt (26) befestigt und an dem System-Grundkörper (4) linear verschiebbar gelagert ist und an der eine Montageschnittstelle (9) zur Anbringung eines Endeffektors (10) ausgebildet ist.
Positioniersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich sämtliche Führungsstangen (36) mit ihren Längsachsen (36a) in einer gemeinsamen, zu der x-Achse orthogonalen Führungsstangenebene (44) erstrecken.
Positioniersystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der System-Grundkörper (4) zwei sich jeweils in einer zu der z-Achse orthogonalen Ebene erstreckende und unter Begrenzung eines die Kopplungsabschnitte (26) aufnehmend Kopplungsraumes (34) in der Achsrichtung der z-Achse zueinander beabstandete Trägerplatten (31, 32) aufweist, wobei jede Führungsstange (36) den Abstand zwischen den beiden Trägerplatten (31, 32) überbrückt und in beiden Trägerplatten (31, 32) linear verschiebbar gelagert ist, wobei zweckmäßigerweise die Statoren (23) sämtlicher Antriebseinheiten (6) an einer der beiden Trägerplatten (31, 32)befestigt sind.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebseinheit (7) über ein den Stator (23) und den Abtriebskörper (24) aufweisendes eigenes Antriebsmodul (22) verfügt, wobei der Stator (23) zweckmäßigerweise ein Modulgehäuse (23a) des Antriebsmoduls (22) aufweist, über das der Stator (23) an dem System-Grundkörper (4) befestigt ist.
Positioniersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Antriebseinheiten (7) um elektrische Antriebseinheiten (2) handelt, deren Antriebsmodul (22) jeweils ein elektrisches Antriebsmodul (22) ist, wobei es sich bei dem elektrischen Antriebsmodul (22) zweckmäßigerweise um einen Elektromotor handelt, der insbesondere ein Schrittmotor ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebskörper (24) jeder Antriebseinheit (7) stangenförmig ausgebildet und so ausgerichtet ist, dass sich seine Längsachse (24a) in der Achsrichtung der z-Achse erstreckt.
Positioniersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebskörper (24) jeder Antriebseinheit (7) zu einer rotativen Abtriebsbewegung (25) um seine Längsachse (24a) antreibbar ist und mit dem zugeordneten Kopplungsabschnitt (26) in einem Gewindeeingriff steht, derart, dass die rotative Abtriebsbewegung (25) des Abtriebskörpers (24) eine in der Achsrichtung der z-Achse orientierte Linearbewegung (28) des Kopplungsabschnittes (26) hervorruft, aus der wiederum die lineare Arbeitsbewegung (8) der mit dem Kopplungsabschnitt (26) verbundenen Arbeitseinheit (6) resultiert.
Positioniersystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsabschnitt (26) jeder Antriebseinheit (7) mehrere in der Achsrichtung der x-Achse zueinander beabstandete Aufnahmestrukturen (55) zur selektiven Aufnahme einer Spindelmutter (54) aufweist, mit der ein Gewindespindelabschnitt (49) des zugeordneten Abtriebskörpers (24) in Gewindeeingriff steht.