DE1911908B2 - Einrichtung zum messbaren verschieben eines objektes - Google Patents

Einrichtung zum messbaren verschieben eines objektes

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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum meßbaren Verschieben eines auf einem Objektträger angeoraneien Objektes in zwei senkrecht zueinander stehenden Koordinatenachsen mittels Führungssystemen und diesen zugeordneten Meßsystemen.
Bei bekannten Einrichtungen dieser Art ist eines der Führungssysteme für die .Y-Achse und y-Achse gleichzeitig Träger des anderen Führungssystems, auf dem das Objekt angebracht ist, das mittels den Führungssystemen zugeordneten Meßsystemen meßbar einstellbar ist
Einrichtungen dieser Art eignen sich nicht für hochgenaue Arbeiten, weil bei diesen Meßfehler 1. Ordnung auftreten können.
öie Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Einrichtungen mit übereinanderliegenden Führungssystemen zu beheben und mit konstruktiv einfachen Mitteln eine hochgenaue sowie vielseitig anwendbare Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Führungssysteme für den meßbar verschiebbaren Objektträger vollständig voneinander getrennt und dermaßen angeordnet sind, daß der Arbeitspunkt am Objekt stets im Schnittpunkt der Achsen der den Führungssystemen zugeordneten Meßsysteme liegt.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, den Arbeitspunkt stets genau in den Schnittpunkt der beiden Achsen der Meßsysteme zu legen, wird eine Messung nach dem Abbaschen Prinzip möglich. Da bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Meßsysteme bzw. deren Meßteilungen lediglich in ihrer Meßachse verfahren werden, bleibt in jeder Arbeitslage des Objektes der Achsenschnittpunkt an der gleichen Stelle, nämlich im Arbeitspunkt.
Vorteilhafterweise liegen auch die Flächen- und Kraftschwerpunktc der Führungssyslcme für den Objektträger in den zueinander senkrechten Meßachsen X und Y.
In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungs-
beispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt
Die erfindungsgemäße Einrichtung dient zur exakten Bewegung eines Objektes, z. B. einer Maske oder dgl., in zwei zueinander senkrechten Achsen X und Y, die in einer horizontalen Ebene Hegen. Das Objekt, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird zweckmäßig über eine Dreipunktauflage auf den Objektträger 1, der z. B. ein Meßtisch sein kann, aufgeset7t Zur Führung des Objektträgers 1 sind erfindungsgemäß zwei gleichrangige Führungssysteme 4 und 6 vorgesehen, die streng voneinander getrennt angeordnet sind. Durch diese besondere Anordnung der Führungssysteme 4 und 6 für den Objektträger 1 wird erreicht, daß der Arbeitspunkt am Objekt stets im Schnittpunkt der Achsen X und Y liegt.
Die Führungssysteme 4 und 6 für den Objektträger 1 sind in Hilfsführungen 5 und 7 meßbar verschiebbar, die voneinander getrennt an einer ebenen Grundplatte 3 befestigt sind. Die Führung de"» Objektträgers 1 in der Meßebene erfolgt im Ausfiihrungsbeispief durch vier in Vorsprüngen 2 eingebrachte aerostatische Stützlager bekannter Art, die auf der Grundplatte 3 laufen.
Eine exakte Führung des Objektträgers 1 in den Koordinaten X und Y wird durch bekannte aerostatische Präzisionslager bewirkt, die in den Führungssystemen 4 und 6 vorgesehen sind. Bei einer möglichen Ausführungsform sind am Objektträger 1 zwei planparallele ebene Leisten 8 und 9 aufgesetzt, die im rechten Winkel zueinander justiert sind. Diese beiden Leisten 8 und 9, die mit dem Objektträger 1 fest verbunden sind, werden in den Luftkissen der gabelförmigen Führungssysteme 4 und 6 geführt Im Ausfuhrungsbeispiel ist das Führungssystem 6 in Richtung quer zur .Y-Achse etwa doppelt so lang wie das Führungssystem 4 in Richtung quer zur K-Achse. Durch dieses lange Führungssystem 6 wird auch die Winkellage des Objektträgers 1 relativ zur Z-Achse festgelegt
Die Hilfsßhrungen 5 und 7 bzw. deren Schlitten sind auch Träger der Meßteilungen 10 und 11, die fest am Schlitten angebracht sind und von Abtastköpfen 12 und 13, z. B. einer fotoelektrischen Gitterabtasteinrichtung bekannter Art, abgetastet werden. Die Abtasteinrichtungen 12 und 13, deren Gitterabiastplatte sich zweckmäßig über aerostatische Lager auf der Teilungsebene der Meßteilung 10 und 11 abstützt, sind in Brücken 16 und 17 eingebracht die auf der Grundplatte 3 befestigt sind.
Die von den Abtasteinrichtungen 12 und 13 abgegebenen elektrischen Signale können in bekannter Weise eine elektronische Richtungsdiskriminator-Zählschaltung steuern.
Die Schlitten der Hilfsführungen 5 und 7, die auch aerostatisch gelagert sein können, sind zum Antrieb und zum Messen des Objektträgers 1 in den Achsen X und K vorgesehen. Der Antrieb der Schlitten der Hilfsführungen 5 und 7 erfolgt über Gewindespindeln 14 und 15, die mit Antriebsmotoren 18 und 19 gekuppelt sind.
Im Ausführungsbeispiel ist in nicht gezeigter Weise auf einer Brücke über dem Objektträger 1 ein Beobachtungsorgan für das Objekt z. B. ein Mikroskop, vorgesehen. Diese Brücke ist zweckmäßig mit den Trägerkörpern 16 und 17 für die Abtasteinrichtungen 12 und 13 fest verbunden. Die das Beobachtungs- oder Bearbeitungsorgan tragende Brücke ist zum leichten Einlegen des Objektes hochklappbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zum meßbaren Verschieben eines auf einem Objektträger angeordneten Objektes in zwei senkrecht zueinander stehenden Koordinatenachsen mittels Führungssystemen und diesen zugeordneten Meßsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssysteme (4 und 6) für den meßbar verschiebbaren Objektträger (1) vollständig voneinander getrennt und dermaßen angeordnet sind, daß der Arbeitspunkt am Objekt stets im Schnittpunkt der Achsen (X und Y) der den Führungssystemen (4 und 6) zugeordneten Meßsysteme (10/12 und 11/13) liegt
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ι s zeichnet, daß die Flächen- und Kraftschwerpunkte der Führungssysteme (4 und 6) exakt in den zueinander senkrechten Achsen (X und Y) der Meßsysteme (10/12 und 11/13) hegen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Objektträger (1) angreifenden Führungssysteme (4 und S) in Hilfsführungen (5 und 7) meßbar verschiebbar sind, die ebenfalls streng voneinander getrennt angeordnet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Objektträger (1) zur Führung in der Arbeitsebene über Lager (2) auf einer Grundplatte (3) abstützt.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssysteme (4 und 6) in rechtem Winkel zueinander stehende planparallele ebene Leisten oder dgl. (8 jnd 9) des Objektträgers (1) gabelförmig umschließen.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Führungssysteme (4 oder 6) für die .Y-Achse oder X-Achse eine solche Länge quer zur Achsrichtung aufweist, daß auch die Winkellage des Objektträgers (1) relativ zurZ-Achse festgelegt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Winkellage des Objektträgers (1) zur Z-Achse definierende Führungssystem (6) etwa doppelt so lang ist als das andere Führungssystem(4).
8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssysteme (4 und 6) Tür den Objektträger (1) und ggf. auch die Hilfsführungen (5 und 7) aerostatische Präzisionslager sind, und daß sich außerdem der Objektträger (1) über aerostatische Stützlager auf der Grundplatte (3) abstützt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektträger (1) Vorsprünge (2) aufweist, in denen die acrostatischen Stützlager eingebracht sind.
K). Hinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hilfsführungen (5 und 7) auch die Meßteilungen (10 und 11) und auf der Grundplatte (3) in Trägcrkörpern (16 und 17) die Abtasteinrichtungen (12 und 13) für die Meßteilungen vorgesehen sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mcßsystemc (10/12 und 11/13) an sich bekannte fotoelektrische Gittcrabtasteinrichtungen sind, deren Gitterteilung (10 und 11) lediglich in der Mefoachse {X und Y) verschoben u/irrt
12. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Brücke über dem Objektträger (1) ein Beobachtungs- oder Bearbeitungsorgan für das meßbar verschiebbare Objekt vorgesehen ist, und daß sich die Brücke auf der Grundplatte (3) abstützt und zur Versteifung sowie zur Verringerung von Einstellfehlern mit den Trägerkörpern (16 und 17) für die Abtasteinrichtungen (12 und 13) der Meßteilungen (10/11) direkt mechanisch verbunden ist
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum leichten Aufsetzen des Objektes auf den Objektträger (1) die das Beobachtungsoder Bearbeitungsorgan tragende Brücke hochklappbar ist
14. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Halter für das Objekt über eine Dreipunktauflage auf dem Objektträger (1) abstützt
15. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (14/18 und 15/19) für den meßbar verschiebbaren Objektträger (1) am Schlitten der Hilfsführungen (S und 7) angreift
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