DE202012013742U1

DE202012013742U1 - Prüfbaugruppe, die einen Tisch mit mehreren Freiheitsgraden aufweist

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Publication number: DE202012013742U1
Application number: DE202012013742.5U
Authority: DE
Original assignee: Bruker Nano Inc
Current assignee: Bruker Nano Inc
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2020-10-19
Anticipated expiration: 2022-09-29
Also published as: US20200408655A1; EP2761357A4; US20220357251A1; JP2016027567A; US20140231670A1; US9472374B2; EP4155799A3; JP6141918B2; JP5789055B2; ES2931307T3; US10663380B2; EP2761357A1; WO2013049641A1; JP2015503112A; US11237087B2; EP4155799A2; EP2761357B1; US20170030812A1

Abstract

Prüfbaugruppe, die für einen Betrieb innerhalb einer Kammer einer Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppe umfasst:
eine Prüfbaugruppenplattform, die für eine Kopplung mit einem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppenplattform dimensioniert und geformt ist, um sowohl ein mechanisches Prüfinstrument als auch eine Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden zu empfangen und anzubringen;
die Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden, die mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt ist, wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden einschließt:
eine Probentisch-Oberfläche;
eine Mehrzahl von linearen Tischen, die in Reihe mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt sind;
ein oder mehrere Drehtische; wobei der eine oder die mehreren Drehtische in Reihe gekoppelt sind und zwischen Probentisch-Oberfläche und die Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt sind; und
wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt ist, den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche durch eine Kombination einer Bewegung von linearen Tischen und/oder ein oder mehreren Drehtischen auszurichten.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Dieses Dokument betrifft allgemein, aber nicht beschränkend, Baugruppen und Verfahren zum mechanischen Prüfen von Probenkörpern in der Größenordnung von einem Mikrometer oder darunter.
HINTERGRUND
Instrumentengehäusekammern, beispielsweise eine Kammer eines Rasterelektronenmikroskops (REM), eines optischen Mikroskops, eines Transmissionselektronenmikroskops oder eine andere Multiinstrumentbaugruppe, enthalten eine Mehrzahl von Instrumenten und Detektoren, die eng um eine zentrale Stelle in der Nähe eines Probentisches gruppiert und diesem zugewandt sind. Die zentrale Stelle ist klein und beschränkt einen Zugang zu dem Probenkörper, beispielsweise durch mechanische Prüfinstrumente, die in der Kammer installiert sind.
In einem Beispiel ist ein mechanisches Prüfinstrument in einer Zugangsöffnung der Instrumentengehäusekammer installiert. Das mechanische Prüfinstrument ist fest mit der Instrumentengehäusewand gekoppelt und erstreckt sich von der Wand zu der zentralen Stelle in einer begrenzten oder einzelnen Ausrichtung (z.B. in einem statischen Installationswinkel in Bezug auf den Probentisch). Das mechanische Prüfinstrument, das sich von der Wand zu der zentralen Stelle erstreckt, nimmt wertvollen Raum in der Instrumentengehäusekammer ein. Ein Probenkörper in der Instrumentengehäusekammer muss dem Instrument zugewandt sein, um die mechanische Prüfung zu erleichtern. Zum Beispiel muss der Probentisch den Probenkörper in einem Winkel ausrichten, der komplementär zum Installationswinkel ist. Da der Installationswinkel in Bezug auf den Probentisch spitz, stumpf oder dergleichen ist, ist es schwierig, den Probenkörper zum mechanischen Prüfen ohne ein zeitaufwändiges und schwieriges Verstellen des Probentisches in komplizierten Ausrichtungen exakt zu positionieren. Darüber hinaus kann die Ausrichtung des Probenkörpers einen nicht gerade idealen Winkel (z.B. nicht orthogonal) haben und die Genauigkeit der mechanischen Prüfung durch Einkerbung oder Verkratzung kompromittieren. Noch dazu verbraucht die Erstreckung des mechanischen Prüfinstruments ab der Wand wertvollen Raum, der andernfalls für Instrumente, Elektronik und dergleichen innerhalb der Instrumentengehäusekammer zu Verfügung stehen würde. Darüber hinaus erzeugt ein Entkoppeln des Probenkörpers von dem mechanischen Prüfinstrument eine große mechanische Schleife, die sich durch die Instrumentengehäusewand erstreckt, was Unsicherheiten und Fehler während einer quantitativen mechanischen Prüfung vergrößern kann.
In einem anderen Beispiel wird eine Prüfbaugruppe, die ein mechanisches Prüfinstrument und einen Tisch aufweist, mit dem Probentisch der Instrumentengehäusekammer gekoppelt. Die Tische dieser Prüfbaugruppen ermöglichen eine begrenzte (z.B. lineare) Ausrichtung des Probenkörpers in Bezug auf das mechanische Prüfinstrument und die Gruppe von Instrumenten und Detektoren des Instrumentenkammergehäuses. Die Flexibilität der Ausrichtung des Probenkörpers ist durch die kompakte Kammer des Instrumentengehäuses ebenso wie durch die Instrumente und Detektoren, die um die zentrale Stelle des Probentisches des Instrumentengehäuses gruppiert sind, beschränkt. Ferner kann eine mechanische Prüfung durchgeführt werden, und dann muss der Probenkörper für eine Untersuchung oder andere Bearbeitung durch die Instrumente und Detektoren des Instrumentenkammergehäuses neu ausgerichtet werden.
Außerdem vergrößert die Bereitstellung linearer Tische das Spiel des Tisches, der den Probenkörper trägt, und kompromittiert dementsprechend die exakte Positionierung des Probenkörpers, der Prüfstellen von Interesse im Mikrometer- oder noch kleineren Maßstab einschließt, in Bezug auf Instrumente. Ein Spiel ist notwendig, um eine Bewegung zwischen Abschnitten des Tisches zu erleichtern, und mit jedem Freiheitsgrad wird das Spiel des Tisches kumuliert. Darüber hinaus werden der Probenkörper und der Tisch durch eine mechanische Prüfung Kräften, Momenten und dergleichen ausgesetzt, die den Probenkörper aufgrund von Spiel ungünstigerweise bewegen können und die Genauigkeit der Messungen und der Musterung einer Prüfstelle von Interesse im Mikrometergrößenbereich oder darunter kompromittieren können.
ÜBERBLICK
Die Erfinder haben unter anderem erkannt, dass ein zu lösendes Problem die Positionierung eines Probenkörpers für eine Musterung und mechanische Interaktion und Prüfung innerhalb einer kompakten Kammer eines Instrumentengehäuses, wie etwa eines Rasterelektronenmikroskops (REM) einschließen kann. Die Kammer eines solchen Instrumentengehäuses schließt eine Reihe von Instrumenten und Detektoren (z.B. FIB-Instrumente, einen oder mehrere Elektronenrückstreudetektoren (EBSD), eine Elektronenkanone für ein REM und dergleichen), die um eine zentrale Prüfstelle gruppiert sind, ebenso wie die physischen Grenzen der Instrumentengehäusewände ein. Um alle oder eine Untergruppe der Instrumente und Detektoren innerhalb des Instrumentengehäuses voll nutzen zu können, muss ein Probenkörper innerhalb der kompakten Kammer gemäß den Prüfparametern der Instrumente und Detektoren (z.B. Brennpunkte, Arbeitsabstände und gegenseitige Positionierungsanforderungen von zwei oder mehr Instrumenten, wie etwa einer Elektronenkanone und eines EBSD) ausgerichtet und positioniert werden. Die Ausrichtung und Position des Probenkörpers für jedes Instrument und jeden Detektor muss innerhalb der zentralen Stelle liegen und darf nicht zu einem Anschlagen oder einer Kollision des Probenkörpers oder eines Tisches mit irgendeinem der gruppierten Instrumente oder Detektoren, welche die zentrale Prüfstelle (z.B. eine lokal begrenzte Koinzidenzregion, die eine Mehrzahl von Arbeitsregionen eines oder mehrerer Instrumente einschließt) umgeben, führen.
In einem Beispiel kann der vorliegende Gegenstand eine Lösung für dieses Problem bereitstellen, wie etwa durch die Bereitstellung einer Prüfbaugruppe, die einen Probentisch mit mehreren Freiheitsgraden aufweist. In einem Beispiel wird die Prüfbaugruppe mit dem vorhandenen Probentisch des Instrumentengehäuses (z.B. dem Probentisch eines REM) gekoppelt. Die Prüfbaugruppe verwendet einen Probentisch mit mehreren Freiheitsgraden einschließlich linearer, Dreh- und Kipptische, um einen Probenkörper innerhalb der Kammer gemäß den Prüfparametern (z.B. Arbeitsregionen, wie etwa Brennpunkten, Instrumentenreichweiten und dergleichen) von jedem der Instrumente, die nacheinander oder gleichzeitig verwendet werden, exakt, zuverlässig und schnell zu positionieren und neu zu positionieren. Ferner findet die Positionierung und Ausrichtung des Probenkörpers innerhalb der zentralen Stelle (der lokal begrenzten Koinzidenzregion) der kompakten Kammer, die von den gruppierten Instrumenten und den Detektoren umgeben ist, statt. Die Kombination aus Drehung, Kippung und linearer Positionierung erleichtert die Ausrichtung und Positionierung eines Probenkörpers an der zentralen Stelle gemäß den Arbeitsregionen des einen oder der mehreren Instrumente. Darüber hinaus wird die Positionierung und Neupositionierung des Probenkörpers ohne Öffnen der Kammer und ohne manuelle Neupositionierung durchgeführt.
In einem anderen Beispiel weist die Prüfbaugruppe einen oder mehrere Tische auf, die mit einem mechanischen Prüfinstrument (z.B. einem Messwandler, der eine Einkerbungs- oder Ritzsonde, Zugklemmen oder dergleichen aufweist) gekoppelt werden, um mindestens einen zusätzlichen Freiheitsgrad für die Prüfbaugruppe bereitzustellen. Zum Beispiel wird ein Probenkörper, der gekippt oder gedreht wird, um den Probenkörper auf ein erstes Instrument zu richten, in unmittelbarer Nähe zur zentralen Stelle der kompakten Kammer gehalten, die von den Brennpunkten oder Arbeitsabständen (z.B. den Arbeitsregionen) eines oder mehrerer Instrumente und Detektoren, ebenso wie ihren physischen Gehäusen definiert wird. Das mechanische Prüfinstrument ist in Bezug auf den Probenkörper auf ähnliche Weise positionierbar, um den Probenkörper mechanisch zu prüfen. Die Prüfbaugruppe positioniert und orientiert dadurch den Probenkörper gemäß den Parametern von jedem der Instrumente, die ursprünglich in der kompakten Kammer des Instrumentengehäuses vorhanden sind, während sie gleichzeitig ein mechanisches Prüfinstrument so positioniert, dass es mit dem Probenkörper interagiert. Durch Bewegen des mechanischen Prüfinstruments wird der Probenkörper in der gewünschten Ausrichtung der Instrumente und Detektoren gehalten, deren Nutzung ermöglicht und außerdem im gleichen Zuge eine mechanische Prüfung des Probenkörpers ermöglicht.
Wie hierin beschrieben, ermöglicht der Probentisch mit mehreren Freiheitsgraden (und in manchen Beispielen das mechanische Prüfinstrument) die Positionierung und Ausrichtung eines Probenkörpers innerhalb einer zentralen Stelle (z.B. einer lokal begrenzten Koinzidenzregion) der kompakten Kammer und verhindert im Wesentlichen ein Anschlagen oder eine Kollision des Probentisches mit den mehreren Freiheitsgraden an die bzw. mit den Instrumenten und Detektoren, die eng um die zentrale Stelle herum gruppiert sind.
Ein anderes zu lösendes Problem kann das Spiel der verschiedenen Tische einschließen, die verwendet werden, um einen Probenkörper innerhalb der zentralen Stelle des Instrumentengehäuses zu positionieren und auszurichten. Da die Instrumente, Detektoren und das mechanische Prüfinstrument Stellen auf dem Probenkörper prüfen, die im Mikrometergrößenbereich oder darunter liegen, kann auch ein geringfügiges Spiel in den Tischen eine Probenstelle von Interesse aus der Flucht für die Prüfung oder Musterung bewegen. Wenn das Spiel dadurch kumuliert wird, dass mehrere Tische mehrere Freiheitsgrade bereitstellen, kann es die Ungenauigkeit der Positionierung und Ausrichtung der Probenstelle weiter vergrößern. Ferner kann eine mechanische Prüfung des Probenkörpers durch Einkerben, Ritzen und dergleichen den Probenkörper wegen des Spiels in den Tischen oder einer Unfähigkeit, einen oder mehrere der Tische vor der mechanischen Prüfung fest zu verrasten, unzulässig stark aus der Flucht mit einem oder mehreren der Instrumente oder Detektoren bewegen. Eine übermäßige Nachgiebigkeit der Tische verstärkt die Unsicherheit der mechanischen Messungen und kompromittiert die Fähigkeit, quantitative mechanische Daten aus der Prüfung zu extrahieren, noch weiter.
In einem anderen Beispiel kann der offenbarte Gegenstand eine Lösung für dieses Problem bereitstellen, wie etwa durch die Bereitstellung von Kreuzrollenlager-Baugruppen für einen oder mehrere lineare Tische, die eine feste strukturelle Schnittstelle zwischen den einzelnen Tischen und der Tischbasis bereitstellen. Das Angreifen von Oberfläche an Oberfläche zwischen den Oberflächen des zylindrischen Lagers und den gegenüberliegenden Angriffsflächen eliminiert im Wesentlichen eine relative Bewegung der Komponenten der einzelnen linearen Tische entlang Achsen, die nicht mit den linearen Achsen der jeweiligen Tische übereinstimmen. Außerdem schließen einer oder mehrere von den Dreh- und Kipptischen Klemmbaugruppen ein, welche die Tische der einzelnen Aktoren in Bezug auf die jeweilige Tischbasis statisch festhalten. Die Klemmbaugruppen spannen den Tisch so vor, dass er mit mehreren Kontaktpunkten an der Tischbasis angreift, um den Tisch fest in der gewünschten Position zu halten. Auch wenn das mechanische Prüfinstrument an dem Probenkörper angreift (z.B. durch Einkerben, Ritzen und dergleichen) und dementsprechend Kräfte auf den Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden übertragen werden, wird der Probenkörper zuverlässig in der gewünschten Position und Ausrichtung zum Prüfen und Mustern gehalten. Der Tisch mit den mehreren Freiheitsgraden ist dadurch in der Lage, die Flexibilität der linearen, Kipp- und Drehpositionierung ohne das kumulierte Spiel bereitzustellen, das in anderen Baugruppen mit mehreren Freiheitsgraden bereitgestellt wird.
Dieser Überblick soll einen Überblick über den Gegenstand der Offenbarung bereitstellen. Er soll keine ausschließende oder erschöpfende Erläuterung der Offenbarung bereitstellen. Die ausführliche Beschreibung wird eingeschlossen, um weitere Informationen über die Offenbarung bereitzustellen.
Figurenliste
In den Zeichnungen, die nicht unbedingt maßstabsgetreu sein müssen, können gleiche Bezugszahlen ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Ansichten bezeichnen. Die Zeichnungen stellen allgemein und anhand von Beispielen, aber nicht zur Beschränkung, verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung dar.

1 ist eine isometrische beschnittene Ansicht eines Beispiels für eine Multiinstrumentbaugruppe, die einen Tisch mit mehreren Freiheitsgraden aufweist.
2 ist eine isometrische Ansicht einer Prüfbaugruppe, die den in 1 gezeigten Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden mit einer Probentisch-Oberfläche in einer ersten Ausrichtung zeigt.
3 ist eine detaillierte isometrische Ansicht des in 1 gezeigten Probentisches mit den mehreren Freiheitsgraden.
4 ist eine isometrische Ansicht eines Beispiels für ein mechanisches Prüfinstrument, das mit der Prüfbaugruppe gekoppelt ist.
5 ist eine isometrische Ansicht von unten auf die Prüfbaugruppe von 2, die ein Beispiel für eine Baugruppenhalterung einschließt.
6 ist eine schematische Ansicht der Prüfbaugruppe von 2 einschließlich mehrerer linearer Tische, eines Drehtisches und eines Kipptisches.
7 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels für eine Kreuzrollenlager-Baugruppe, die zwischen einem Tisch und einer Tischbasis angeordnet ist.
8A ist eine isometrische Ansicht eines Beispiels einer Baugruppe einschließlich von Dreh- und Kipptischen.
8B ist eine Querschnittsansicht der Baugruppe der Dreh- und Kipptische, die in 8A gezeigt sind.
9 ist eine isometrische Ansicht von Piezomotoren und einer Klemmbaugruppe des Drehtisches, der in 8A gezeigt ist.
10A ist eine isometrische Ansicht von Piezomotoren und einer Klemmbaugruppe des Kipptisches, der in 8A gezeigt ist.
10B ist eine Querschnittsansicht des Kipptisches von 8A, der eine Mehrzahl von Antriebsbacken zeigt, die zwei oder mehr Kontaktpunkte zwischen der Tischbasis und dem Tisch des Kipptisches bereitstellen.
11 ist eine isometrische Ansicht eines Beispiels für eine Prüfbaugruppe, die einen Tisch einschließt, der mit einem mechanischen Prüfinstrument gekoppelt ist.
12 ist eine isometrische Ansicht des in 11 gezeigten Tisches.
13A ist eine isometrische Ansicht der Prüfbaugruppe von 2 mit einer Probentisch-Oberfläche in der zweiten Ausrichtung.
13B ist eine schematische Ansicht der Prüfbaugruppe in 13A in der zweiten Ausrichtung.
14 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für den Probentisch mit mehreren Freiheitsgraden, der Kraftvektoren einschließt, die über den Probentisch ausgeübt und übertragen werden.
15 ist ein Blockschema, das ein Beispiel für ein Verfahren zur Ausrichtung eines Probenkörpers innerhalb einer Kammer einer Multiinstrumentbaugruppe unter Verwendung der Probentisch-Baugruppe mit den mehreren Freiheitsgraden zeigt.
16 ist ein Blockschema, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Verrasten eines Tisches einer Probentisch-Baugruppe in einer Ausrichtung zeigt.
17 ist ein Blockschema, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Verwenden eines Probentisches mit mehreren Freiheitsgraden zeigt, der eine Mehrzahl von linearen Tischen einschließt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt eine beschnittene Teilansicht einer Multiinstrumentbaugruppe 100. Wie gezeigt, weist die Multiinstrumentbaugruppe 100 eine Mikroskopkammer 102 auf, die eine Prüfbaugruppe 112 und eine Mehrzahl von Instrumenten, einschließlich eines ersten, eines zweiten, eines dritten und eines vierten Instruments 104, 106, 108, 110, umgibt. Wie gezeigt, ist jedes vom ersten bis vierten Instrument 104-110 eng um einen Bereich gruppiert, der an die Prüfbaugruppe 112 angrenzt. Zum Beispiel sind das erste bis vierte Instrument 104-110 innerhalb einer lokal begrenzten Koinzidenzregion in der Nähe der Prüfbaugruppe 112, zum Beispiel angrenzend an einen Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden 116 angeordnet und schließen Instrumentenachse und Brennpunkte oder Arbeitsabstände (z.B. Arbeitsregionen) ein, die eine solche Koinzidenzregion definieren. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, ist der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden, eine Komponente der Prüfbaugruppe 112, dafür ausgelegt, einen Probenkörper auf einer Probentisch-Oberfläche in eine Mehrzahl von Ausrichtungen in Bezug auf zwei oder mehr von den Instrumenten des ersten bis vierten Instruments 104-110 auszurichten.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Prüfbaugruppe 112 innerhalb der Mikroskopkammer 102 positioniert, wie zuvor hierin beschrieben wurde. Wie gezeigt, weist die Prüfbaugruppe 112 ein mechanisches Prüfinstrument 114, wie etwa einen Eindringkörper, ein (sich lateral bewegendes) mechanisches Ritzprüfinstrument, ein Zugprüfinstrument und dergleichen auf. Das mechanische Prüfinstrument 114 ist dafür ausgelegt, mit einem Probenkörper zu interagieren, der auf einem Probenkörper-Oberflächentisch des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden vorhanden ist. Der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden, der mit der Prüfbaugruppe 112 gekoppelt ist, stellt mehrere Freiheitsgrade bereit, um den Probenkörper auf dem Probenkörper-Oberflächentisch in Bezug auf eines oder mehrere von dem ersten bis vierten Instrument 104-110 und dem mechanischen Prüfinstrument 114 zu positionieren und auszurichten. Zum Beispiel ist der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt, einen Probenkörper zur Interaktion mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 zu positionieren, während er gleichzeitig eine Musterung und weitere Manipulation durch eines oder mehrere vom ersten bis vierten Instrument 104-110 ermöglicht. Anders ausgedrückt erleichtert der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden die mechanische Prüfung eines Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche, während gleichzeitig (oder im gleichen Zuge) der Probenkörper durch eines oder mehrere vom ersten bis vierten Instrument 104-110 gemustert oder manipuliert wird. Auf ähnliche Weise ermöglicht der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden die Positionierung und Ausrichtung des Probenkörpers innerhalb des kompakten Volumens der lokal begrenzten Koinzidenzregion, die durch jedes vom ersten bis vierten Instrument 104-110 gebildet wird. Wie hierin noch detaillierter beschrieben wird, ermöglicht der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden die Positionierung und Ausrichtung des Probenkörpers innerhalb dieses eng bestückten Bereichs innerhalb der Mikroskopkammer 102, ohne Interaktion oder Kollision mit irgendeinem vom ersten bis vierten Instrument 104-110. Anders ausgedrückt ist der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt, Probentisch-Oberfläche (z.B. eines oder mehrere von dem Probenkörper, der Probentisch-Oberfläche oder einen Abschnitt der Probentisch-Oberfläche) mit den einzelnen Arbeitsregionen in der lokal begrenzten Koinzidenzregion durch eine Kombination einer Bewegung von zwei oder mehr von der Mehrzahl von linearen, Dreh- und Kipptischen auszurichten.
In einem Beispiel weist die Multiinstrumentbaugruppe 100 ein Mikroskopinstrument auf, wie etwa ein Rasterelektronenmikroskop, das beispielsweise ein erstes Instrument 104, wie etwa eine Elektronenkanone, und ein zweites Instrument 108, wie etwa einen Elektronenrückstreudetektor einschließt. In einer anderen Option weist die Multiinstrumentbaugruppe 100 ein drittes Instrument 110, wie etwa einen sekundären Elektronendetektor, und ein viertes Instrument 106, wie etwa eine fokussierte lonenstrahlkanone, auf. In einem Beispiel ist das vierte Instrument 106 ein Werkzeug, das dafür ausgelegt ist, den Probenkörper, der auf der Probentisch-Oberfläche positioniert ist, weiter zu bearbeiten. Zum Beispiel ist das vierte Instrument 106, in einem Beispiel eine fokussierte lonenstrahlkanone, dafür ausgelegt, Abschnitte des Probenkörpers zu entfernen und zuvor nicht zugänglich Abschnitte des Probenkörpers zur weiteren Untersuchung und Interaktion mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 und einem oder mehreren vom ersten bis dritten Instrument 104-108 freizulegen.
Überblick über die Prüfbaugruppe
2 zeigt ein Beispiel für die Prüfbaugruppe 112, die bereits in 1 gezeigt wurde. Wie bereits beschrieben, weist die Prüfbaugruppe 112 in einem Beispiel ein mechanisches Prüfinstrument 114 auf. Die Prüfbaugruppe 112 weist ferner einen Probentisch 116 mit mehreren Freiheitsgraden auf. Es wird nun auf 2 Bezug genommen, wo die Prüfbaugruppe 112 eine Prüfbaugruppenplattform 200 einschließt, die so bemessen und geformt ist, dass sie jedes von den mechanischen Prüfinstrumenten 114 und den Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden aufnimmt und hält. Die Prüfbaugruppenplattform 200 weist ferner eine Baugruppenhalterung 202 auf. Die Baugruppenhalterung 202 ist in einem Beispiel dafür ausgelegt, mit und angreifend an einen Aufnahmetisch 101 der Multiinstrumentbaugruppe 100 (siehe 1) positioniert zu werden. Die Baugruppenhalterung 202 ermöglicht das Verstellen der Prüfbaugruppe in Bezug auf die Instrumente 104-110 der Multiinstrumentbaugruppe 100. Ferner stellt der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden eine zusätzliche Ausrichtungs- und Positionierungsfähigkeit für einen Probenkörper bereit, der auf der Probentisch-Oberfläche des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden positioniert wird.
Es wird erneut auf 2 Bezug genommen, wo der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden in dem gezeigten Beispiel eine lineare Tischbaugruppe 204 aufweist. In einem Beispiel weist die lineare Tischbaugruppe lineare X-, Y- und Z-Tische auf, die dafür ausgelegt sind, Probentisch-Oberfläche 208 entlang einer oder mehrerer der linearen Achsen zu positionieren. Außerdem weist der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden eine Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 auf, die mit der linearen Tischbaugruppe 204 gekoppelt ist. In einem Beispiel wird die Dreh- und Kipptischbaugruppe 206 in Reihe mit der linearen Tischbaugruppe 204 gekoppelt. In einem anderen Beispiel werden die eine oder die mehreren Dreh- und Kipptische zwischen einem oder mehreren von den linearen Tischen der linearen Tischbaugruppe 204 angeordnet.
In einem noch anderen Beispiel wird das mechanische Prüfinstrument 114 mit der Prüfbaugruppenplattform 200, mit einem linearen Tisch 210 eines mechanischen Prüfinstruments (z.B. einem Tisch, der dafür ausgelegt ist, das Instrument relativ zu einer X-Achse zu bewegen), der dazwischen angeordnet ist, gekoppelt. In einem Beispiel weist der lineare Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments einen oder mehrere lineare Tische (einen oder mehrere von einem linearen X-, Y- oder Z-Tisch) auf, der dafür ausgelegt ist, das mechanische Prüfinstrument 114 relativ zu der Probentisch-Oberfläche 208, ebenso wie zu einem oder mehreren vom ersten bis vierten Instrument 104-110 zu bewegen.
Wie ferner in 2 gezeigt ist, erstreckt sich eine Aktor- und Sensorverkabelung 212 zu einem oder mehreren Abschnitten der Prüfbaugruppe 112, zum Beispiel zu jedem von den linearen Tischen der linearen Tischbaugruppe 204, ebenso wie jedem von den Dreh - und Kipptischen der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206. Außerdem ist in einem anderen Beispiel die Aktor- und Sensorverkabelung 212 für das mechanische Prüfinstrument 114, ebenso wie der lineare Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments bereitgestellt. Die Aktor- und Sensorverkabelung 212 erleichtert das Verstellen von jedem der linearen, Dreh- und Kipptische, des mechanischen Prüfinstruments und dergleichen. In einem anderen Beispiel ist die Aktor- und Sensorverkabelung 212 mit Gebern gekoppelt, die mit jedem von den Tischen der linearen Tischbaugruppe 204, der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 und des linearen Tisches 210 des mechanischen Prüfinstruments bereitgestellt sind, um das exakte Verstellen und Positionieren und Messen der Ausrichtung der Instrumente und der Probentisch-Oberfläche 208 wie hierin beschrieben zu erleichtern.
Es wird auf 2 Bezug genommen, wo jedes von den Instrumenten 104, 110 mit Achsen 214, 216 des ersten Instruments bzw. des zweiten Instruments gezeigt ist. In einem Beispiel weist jedes von den Instrumenten einen ersten bzw. einen zweiten Brennpunk 218, 220 auf. In einem Beispiel schließen die Brennpunkte Arbeitsabstände, beispielsweise einen Bereich von Abständen vom ersten und vom zweiten Instrument 104, 110, ein. Die hierin beschriebenen Instrumentachsen und Brennpunkte 214-220 sind nur Beispiele. Außerdem schließen die Instrumente, die in 1 gezeigt sind, beispielsweise das zweite Instrument 106 und das dritte Instrument 108, entsprechende Instrumentachsen und Brennpunkte ein. In einem Beispiel definieren die Instrumentachsen und die Brennpunkte Arbeitsregionen, die entsprechend eine lokal begrenzte Koinzidenzregion 222 in einer eng besetzten Position zwischen jedem der Instrumente 104-110 gemäß den verdichteten oder zusammengesetzten Arbeitsregionen definieren. Die Koinzidenzregion 222 stellt ein Volumen innerhalb der Mikroskopkammer 102 bereit, innerhalb derer Probentisch-Oberfläche 208 einschließlich eines darauf befindlichen Probenkörpers innerhalb positioniert werden muss, um Zugang und Nutzbarkeit für jedes von den Instrumenten 104-110 ebenso wie das mechanische Prüfinstrument 114 bereitzustellen. Anders ausgedrückt schließt der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden Freiheitsgrade für Dreh-, Kipp- und lineare Bewegungen ein, um die Probentisch-Oberfläche 208 in im Wesentlichen jeder gewünschten Ausrichtung innerhalb der Koinzidenzregion 222 zu positionieren, um einen Zugriff für Musterung und Interaktion mit einem oder mehreren von den Instrumenten 104-110 und dem mechanischen Prüfinstrument 114 bereitzustellen.
Ferner ist der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt, die Probentisch-Oberfläche 208 innerhalb der Koinzidenzregion 222 ohne unerwünschte Kollision mit irgendeinem der Instrumente 104-110 und dem mechanischen Prüfinstrument 114 zu positionieren. Optional ist das mechanische Prüfinstrument 114 auf dem linearen Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments dafür ausgelegt, mit einer Bewegung des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden zusammenzuwirken, um sicherzustellen, dass eine mechanische Prüfungsinteraktion mit der Probentisch-Oberfläche 208 in einer Reihe verschiedener Ausrichtungen möglich ist, die den Probenkörper auch mit einem oder mehreren von den Instrumenten 104-110 fluchten. Zum Beispiel wird ein Probenkörper mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 gefluchtet, während der Probenkörper auch in Bezug auf eines oder mehrere von den Instrumenten 104-110 ausgerichtet wird.
Lineare Tische der linearen Tischbaugruppe
3 zeigt eine perspektivische Ansicht der linearen Tischbaugruppe204. In dem in 3 gezeigten Beispiel weist die lineare Tischbaugruppe 204 einen linearen X-Achsen-Tisch 300, einen linearen Y-Achsen-Tisch 302 und einen linearen Z-Achsen-Tisch 304 auf. Wie hierin beschrieben, weist jeder von den linearen Tischen eine Tischbasis und eine Tischplattform auf. In einem Beispiel wird die Tischbasis als Basisabschnitt von jedem der linearen Tische betrachtet und die Tischplattform ist der Abschnitt, der in Bezug auf die Tischbasis bewegt wird. Zum Beispiel weist in Bezug auf den linearen Y-Achsen-Tisch 302 der lineare Y-Achsen-Tisch eine Tischbasis 308A und eine mit der Tischbasis 308A gekoppelte bewegbare Tischplattform308B auf. In einem anderen Beispiel weist der lineare X-Achsen-Tisch 300 Tischbasis 310A und eine bewegbare Tischplattform 310B, die in Bezug auf die Tischbasis 310A bewegbar ist, auf. Ebenso weist der lineare Z-Achsen-Tisch 304 eine Tischplattform 312B auf, die in Bezug auf eine Tischbasis 312A bewegbar ist. Wie in 3 gezeigt ist, sind eine oder mehrere von den Tischbasen 308A, 310B und 312B in manchen Beispielen Teil einer Tischplattform 308B, 310B, 312B von einem oder mehreren anderen linearen Tischen 300-304. Anders ausgedrückt ist die Tischplattform oder die Tischbasis von einem der linearen Tische in zumindest manchen Beispielen ein Abschnitt, zum Beispiel ein integraler oder gekoppelter Abschnitt, der anderen Tischbasen oder Tischplattformen der anderen linearen Tische 300-304. Die linearen Tische 300-304 werden dadurch in Reihe bereitgestellt, um eine X-, Y- und Z-Beweglichkeit der Probentisch-Oberfläche 208 bereitzustellen.
Wie in dem Beispiel in 3 gezeigt ist, ist die lineare Tischbaugruppe 204 mit der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 gekoppelt. In einem Beispiel sind die linearen X-, Y- und Z-Achsen-Tische 300, 302, 304 dafür ausgelegt, die Probentisch-Oberfläche 208 einschließlich der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 auszurichten und zu positionieren. In einem anderen Beispiel schließen die linearen X-, Y- und Z-Achsen-Tische 300, 302, 304 (und 210) unter anderem einen oder mehrere lineare Tische ein, die von Physik Instrumente GmbH & Co. Deutschland; Dynamic Structures and Materials, LLC, Franklin, Tennessee; Attocube Systems AG, Deutschland; SmarAct GmbH, Deutschland; und PiezoSystem Jena GmbH, Deutschland, hergestellt und verkauft werden. Die linearen Tische 300, 302, 304 weisen Aktoren 301 auf (in 3 mit einem Tisch 300 gezeigt und die Tische 302, 304 weisen Duplikat- oder ähnliche Aktoren 301 auf), welche die Tischplattformen in Bezug auf die jeweiligen Tischbasen bewegen, und schließen unter anderem linear angetriebene Tische mit Schrittmotoren, Piezomotoren, Schwingspulenaktoren, Stick-Slip-Aktoren und dergleichen ein. Ein Beispiel für einen Motor, der mit einem oder mehreren von den linearen Tische 300, 302, 304 verwendbar ist, ist ein linearer Motor, der von Dynamic Structures and Materials, LLC bereitgestellt wird, mit der Modellnummer 1-30.
Optional sind die linearen Tische 300, 302, 304 dafür ausgelegt, eine präzise lineare Bewegung entlang einer gewünschten Achse (z.B. der X-, Y- oder Z-Achse) bereitzustellen, und wie hierin beschrieben, beschränken sie ansonsten die laterale Bewegung der Tischplattformen 308B, 310B, 312B in Bezug auf die jeweiligen Tischbasen 308A, 310A, 312A und die entsprechenden linearen Achsen. Wie hierin beschrieben, stellen beispielsweise Kreuzrollenlager-Baugruppen (in 7 gezeigt) mittels Kreuzrollenlagern einen Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche bereit. Der Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche beschränkt eine laterale Bewegung der Plattformen in Bezug auf die Basen (z.B. stellt er ein minimales Spiel bereit, das eine lineare Bewegung ermöglicht, aber eine laterale Bewegung im Wesentlichen verhindert). Anders ausgedrückt stellen die Kreuzrollenlager-Baugruppen durch Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche eine starre strukturelle Stütze zwischen den einzelnen Tischplattformen und Tischbasen bereit. Die Kreuzrollenlager-Baugruppen stellen eine steife stützende Struktur zwischen den Tischplattformen und den Tischbasen bereit, um eine Bewegung der Tischplattformen in Bezug auf die Tischbasen in jeder Achse außer entlang der linearen Achse der Tische 300, 302, 304 im Wesentlichen zu verhindern. In anderen Bespielen schließen die linearen Tische andere Lagerbaugruppen ein, unter anderem Kugellager, Gleitlager und dergleichen.
In einem anderen Beispiel schließen die linearen Tische 300, 302, 304 eine oder mehrere Klemm- oder Verrastungsfunktionen ein, welche die Tischplattformen 308B, 310B, 312B in Bezug auf die Tischbasen 308A, 310A, 312A in einer unbestromten Konfiguration verrasten (z.B. verankern, halten, zurückhalten und dergleichen). Das heißt, einer oder mehrere von den linearen Tische 300, 302, 304 verankern die jeweiligen Tischplattformen 308B, 310B, 312B in Bezug auf die jeweiligen Tischbasen 308A, 310A, 312A, wenn der Aktor der Tische nicht in Betrieb ist. Die Klemm- oder Verrastungsfunktion wirkt mit den Lagerbaugruppen (z.B. Kreuzrollenlager-Baugruppen) zusammen, um einzelne Tische bereitzustellen, die entlang jeder Achse (X, Y und Z) strukturell stabil sind, während sie statisch sind, und die zu einer präzisen linearen Bewegung mit Tischplattformen 308B, 310B, 312B in der Lage sind, deren laterale Bewegung beschränkt ist (deren laterale Bewegung z.B. im Wesentlichen verhindert wird). Die linearen Tische 300, 302, 304 stellen dadurch in Kombination eine lineare Tischbaugruppe 204 bereit, die eine Bewegung entlang der einzelnen linearen Achsen (X-, Y- und Z-Achsen) ermöglicht, die auch ein Spiel zwischen den Tischplattformen und -basen minimiert. Die laterale Beschränkung, die in den einzelnen linearen Tischen bereitgestellt wird, beispielsweise durch die Kreuzrollenlager-Baugruppen in Kombination mit den Klemm- oder Verrastungsfunktionen von einem oder mehreren der linearen Tische 300, 302, 304, stellt dementsprechend sicher, dass die lineare Tischbaugruppe 204 stabil ist und die Probentisch-Oberfläche 208 in jeder gewünschten statischen Ausrichtung für eine mechanische Prüfung stützt.
Mechanisches Prüfinstrument
4 zeigt das mechanische Prüfinstrument 114, das bereits in 1 gezeigt wurde. Wie gezeigt, weist das mechanische Prüfinstrument 114 ein Instrumentengehäuse 400 auf, in dem Messwandler, Sensoren und dergleichen enthalten sind, die dafür ausgelegt sind die Bewegung der Instrumentenwelle 406 und einer Instrumentenspitze 408 am Ende der Instrumentenwelle 406 zu betreiben und zu erfassen. Wie hierin beschrieben wird, ist das mechanische Prüfinstrument 114 dafür ausgelegt, an einem Probenkörper, der sich auf der Probentisch-Oberfläche 206 befindet, die dem Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden gekoppelt ist, anzugreifen und ihn zu prüfen (z.B. einzukerben, zu ritzen, über Zugklemmen eine Zugkraft bereitzustellen und dergleichen). In einem anderen Beispiel schließt das mechanische Prüfinstrument 114 einen dreidimensionalen Messwandler ein, der dafür ausgelegt ist, eines oder mehreres von einem Kerben, Ritzen und dergleichen der Instrumentenspitze 408 über dem Probenkörper, der sich auf der Probentisch-Oberfläche 208 befindet, bereitzustellen.
In einem Beispiel weist das mechanische Prüfinstrument 114 ein modulares Design auf. Zum Beispiel weist das mechanische Prüfinstrument 114 eine Instrumentenschnittstelle 402 auf, die so bemessen und geformt ist, dass sie an einer komplementären elektromechanischen Schnittstelle 404 entsprechend angreifen kann. In einem Beispiel ist die elektromechanische Schnittstelle 404 mit einem Abschnitt des linearen Tisches 210 des mechanischen Prüfinstruments gekoppelt. Die elektromechanische Schnittstelle 404 stellt eine mechanische Schnittstelle für die strukturellen Komponenten des mechanischen Prüfinstruments 114 bereit und stellt gleichzeitig eine elektrische Schnittstelle für den Messwandler und etwaige andere Instrumente, Sensoren oder Detektoren des mechanischen Prüfinstruments 114 bereit. In einem anderen Beispiel stellt die elektromechanische Schnittstelle 404 mechanische und elektrische Anschlüsse mit einer beliebigen Zahl von Instrumenten bereit, die für einen modularen Anschluss an die elektromechanische Schnittstelle 404 ausgelegt sind, beispielsweise an einer Instrumentenschnittstelle 402 der jeweiligen Instrumente. Zum Beispiel weist das mechanische Prüfinstrument 114 unter anderem ein Feld von separaten Instrumenten, wie etwa einen Eindringkörper, einen Scanner, einen Detektor und dergleichen auf. Jedes von den Instrumenten ist ausgelegt für eines oder mehreres von einem mechanischen Angreifen an einem Probenkörper, der sich auf der Probentisch-Oberfläche 208 befindet, und einer Prüfung desselben und/oder einer Musterung und Abtastung oder Erfassung von Merkmalen und Eigenschaften des Probenkörpers, der sich auf der Probentisch-Oberfläche 208 befindet.
Es wird erneut auf 4 Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass der lineare Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments (z.B. ein linearer X-Tisch) das mechanische Prüfinstrument 114 (beispielsweise einschließlich der elektromechanischen Schnittstelle 404) mit der Prüfbaugruppenplattform 200 koppelt. Wie hierin beschrieben, stellt der lineare Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments zumindest eine lineare Bewegung des mechanischen Prüfinstruments 114 in Bezug auf den Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden bereit, beispielsweise einschließlich eines Probenkörpers, der sich auf der Probentisch-Oberfläche 208 befindet.
Prüfbaugruppenhalterung
5 zeigt eine andere Ansicht der Prüfbaugruppe 112 einschließlich der Prüfbaugruppenplattform 200. In der Ansicht, die in 5 gezeigt ist, ist ein unterer Abschnitt der Prüfbaugruppe 112 bereitgestellt. Wie bereits beschrieben, weist die Prüfbaugruppe 112 in einem Beispiel eine Baugruppenhalterung 202 auf, die an einem Abschnitt der Prüfbaugruppenplattform 200 bereitgestellt ist. Wie in 5 gezeigt ist, erstreckt sich die Baugruppenhalterung 202 von der Prüfbaugruppenplattform 200 aus und ist ausgelegt zum gegenseitigen Angreifen mit einem Aufnahmetisch 101 der Multiinstrumentbaugruppe 100. In einem Beispiel weist die Baugruppenhalterung 202 einen Halterungsrand 500 auf. Der Halterungsrand 500 ist für ein komplementäres Angreifen (z.B. Aufgenommen werden) in einer entsprechenden Öffnung des Aufnahmetisches 101 des Multiinstrument-Mikroskops 100 bemessen und geformt. Zum Beispiel ist der Halterungsrand 500 nicht-kreisrund und ist komplementär zu der Aufnahmetischöffnung der Multiinstrumentbaugruppe 100. Der nicht-kreisrunde Rand stellt sicher, dass die Prüfbaugruppenplattform 200 drehfest mit dem Aufnahmetisch 101 der Multiinstrumentbaugruppe 100 gekoppelt wird. Ferner stellt der nicht-kreisrunde Rand 500 der Baugruppenhalterung 202 sicher, dass die Bewegung der Prüfbaugruppe 112, die beispielsweise durch den Aufnahmetisch 101 der Multiinstrumentbaugruppe 100 bereitgestellt wird, exakt und zuverlässig auf die Prüfbaugruppenplattform 200 übertragen wird (beispielsweise durch Vermeiden einer relativen Drehung zwischen einer kreisrunden Öffnung und einer kreisrunden Halterung). Demgemäß ist dadurch eine Multiinstrumentbaugruppe 100, die dafür ausgelegt ist, einen Aufnahmetisch 101 zu verstellen, in der Lage, zusätzlich zu den mehreren Freiheitsgraden, die von der Prüfbaugruppe 112 bereitgestellt werden, wie hierin beschrieben, auch eine weitere Flexibilität bei der Ausrichtung bereitzustellen (z.B. durch eines oder mehreres von einer linearen, Dreh- und Kippbewegung).
In einem anderen Beispiel weist die Baugruppenhalterung 202 ein Plattformkopplungsmerkmal 502 auf, wie etwa einen Schwalbenschwanz, der sich entlang mindestens einer der Oberflächen der Baugruppenhalterung 202 erstreckt. In einem Beispiel ist das Plattformkopplungsmerkmal 502 für ein komplementäres Angreifen an einem entsprechenden Merkmal des Aufnahmetisches 101 der Multiinstrumentbaugruppe 100 bemessen und geformt. Das Plattformkopplungsmerkmal 502 bringt die Prüfbaugruppe 112 in festen Angriff mit der Multiinstrumentbaugruppe 100 (z.B. nach der Montage), um dadurch eine feste strukturelle Stütze bereitzustellen, die starr mit der Baugruppe 100 gekoppelt ist.
Schematische Darstellung der mehreren Freiheitsgrade für die Prüfbaugruppe
6 zeigt eine schematische Darstellung der Prüfbaugruppe 112, die beispielsweise das mechanische Prüfinstrument 114 und den Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden einschließt. Wie bereits beschrieben wurde, sind sowohl der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden als auch das optionale mechanische Prüfinstrument 114 mit einer Prüfbaugruppenplattform 200 gekoppelt und bilden daher ein einheitliches Design, das für eine Kopplung mit einem Aufnahmetisch 101 einer Multiinstrumentbaugruppe 100, wie etwa in 1 gezeigt ist, ausgelegt ist.
Die schematische Darstellung von 6 zeigt sowohl jeden der Freiheitsgrade der Bewegung der Prüfbaugruppe 112 einschließlich des Freiheitsgrads für die Probentisch-Oberfläche 208, als auch das mechanische Prüfinstrument 114 (einschließlich der Instrumentenwelle 406 und der Instrumentenspitze 408). Wie hierin beschrieben, stellen die mehreren Freiheitsgrade für sowohl den Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden als auch das mechanische Prüfinstrument 114 in Kombination mit dem Tisch eine verbesserte Flexibilität für die Positionierung und Ausrichtung des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 in Bezug auf ein oder mehrere Instrumente, wie etwa die Instrumente 104-110 und das in 1 gezeigte mechanische Prüfinstrument 114, bereit. Anders ausgedrückt kann mit dem kompakten Formfaktor der Prüfbaugruppe 112 trotz der eng gruppierten Natur der Instrumente 104-110 ein Probenkörper in Bezug auf ein oder mehrere Instrumente in eine Mehrzahl von Ausrichtungen positioniert und ausgerichtet werden, um Zugriff und Interaktivität mit den Instrumenten zusammen mit einer In-situ-Prüfung mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 bereitzustellen, ohne dass eine manuelle Neupositionierung des Probenkörpers in Bezug auf die gewünschten Instrumente nötig wäre.
Es wird erneut auf 6 Bezug genommen, wo ein Drehtisch 600 gezeigt ist, der mit der linearen Tischbaugruppe 204 gekoppelt ist. In einem Beispiel ist der Drehtisch 600 in Reihe mit der linearen Tischbaugruppe 204 gekoppelt. In einem anderen Beispiel ist der Drehtisch 600 zwischen einen oder mehrere von den linearen X-, Y- oder Z-Achsen-Tische 300-304 gekoppelt. Auf ähnliche Weise ist ein Kipptisch 602 mit dem Drehtisch 600 gekoppelt. Der Kipptisch 602 ist in Reihe mit dem Drehtisch 600 gekoppelt gezeigt. In einem anderen Beispiel kann der Kipptisch 602, ähnlich wie der Drehtisch 600, zwischen einen oder mehrere von dem Drehtisch 600 und einen linearen Tisch, wie etwa der linearen X-, Y- oder Z-Achsen-Tische 300-304 angeordnet sein. Optional ist der Kipptisch 602 zwischen irgendwelchen von den linearen Tischen 300-304 positionierbar. In einem noch anderen Beispiel ist jede der Dreh- und Kipptische 600, 602 zwischen der Prüfbaugruppenplattform 200 und einem oder mehreren von den linearen Tischen 300-304 positionierbar.
Betrachtet man zunächst den Drehtisch 600, so weist der Drehtisch 600 eine Tischbasis 604A auf, die mit dem Tisch 312B des linearen Z-Achsen-Tisches 304 gekoppelt ist. Außerdem weist der Drehtisch 600 eine Tischplattform 604B auf, die bewegbar mit der Tischbasis 604A gekoppelt ist. Die Tischplattform 604B ist in Bezug auf die Tischbasis 604A gemäß der Verstellung von einem oder mehreren Aktoren, die weiter unten beschrieben werden, drehbar.
Es wird erneut auf 6 Bezug genommen, wo der Kipptisch 602 mit einer entsprechenden Tischbasis 606A und Tischplattform 606B gezeigt ist. In einem Beispiel ist die Tischplattform 606B der Probentisch-Oberfläche 208 gekoppelt. Die Tischplattform 606B ist in Bezug auf die Tischbasis 606A kippbar, und in einem Beispiel ist die Tischplattform 606B einschließlich der damit gekoppelten Probentisch-Oberfläche 208 für eine Bewegung über beispielsweise einen Bogen von 180 Grad ab der in 6 gezeigten Position ausgelegt. Anders ausgedrückt sind Probentisch-Oberfläche 208 und die Tischplattform 606B in einer Ausrichtung positionierbar, die der in 6 gezeigten Ausrichtung entgegengesetzt ist. In einem anderen Beispiel ist der Drehtisch 600 über einen Bogen von ungefähr 180 Grad bewegbar, wodurch eine Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 in im Wesentlichen jeder Ausrichtung entlang des 360-Grad-Kreises des Drehtisches 600 möglich ist. Wenn der Drehtisch 600 und der Kipptisch 602 in Kombination betätigt werden, ermöglichen sie die Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 entlang eines vollen 360-Grad-Kreises um die Mittelachse des Drehtisches 600.
Optional weist der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden eine Probendrehtisch 610 auf, der zwischen der Probentisch-Oberfläche 208 und dem Kipptisch 602 angeordnet ist. In einem Beispiel weist der Probendrehtisch 610 Tischbasis 612A und eine Tischplattform 612B auf. Die Tischbasis 612A ist in einem Beispiel mit der Tischplattform 606B des Kipptisches 602 gekoppelt, und die Tischplattform 612B ist der Probentisch-Oberfläche 208 gekoppelt. Der Probendrehtisch 610 ist bedienbar, um die Probentisch-Oberfläche 208 und einen darauf befindlichen Probenkörper um eine Probenkörper-Oberflächendrehachse 614 (in 6 gezeigt) zu drehen. Die von dem Probendrehtisch 610 bereitgestellte Drehung erleichtert die Positionierung und Fluchtung eines Probenkörpers (z.B. eines heterogenen Probenkörpers, eines Probenkörpers mit mehreren Prüfstellen und dergleichen) mit einem oder mehreren Instrumenten, wie hierin beschrieben. Der Probendrehtisch 610 stellt in Kombination mit den Dreh- und Kipptischen 600, 602 und den linearen Tischen 300, 302, 304 einen zusätzlichen Freiheitsgrad für die Prüfbaugruppe 112 bereit, beispielsweise einen sechsten Freiheitsgrad.
Der Probendrehtisch 610 ist in einem anderen Beispiel ähnlich wie die hierin detailliert beschriebenen Dreh- oder Kipptische 600, 602 konfiguriert. Zum Beispiel weist der Probendrehtisch 610 einen oder mehrere Motoren auf, wie etwa Piezomotoren, die dazu dienen, die Tischplattform 612B und die Probentisch-Oberfläche 208 zu drehen. In einem anderen Beispiel und ähnlich zu der Drehung der Dreh- oder Kipptische 600, 602 dient der Tisch 610 zum Festklemmen der Tischplattform 612B, während der Probendrehtisch 610 abgeregt ist (z.B. der Motor nicht in Betrieb ist), um den darauf befindlichen Probenkörper mittels eines mechanischen Angreifens an dem Probenkörper stabil und zuverlässig für eine mechanische Prüfung zu positionieren.
Wie weiter in 6 gezeigt ist, ist das mechanische Prüfinstrument 114 mit dem linearen Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments mit der Prüfbaugruppenplattform 200 gekoppelt. In einem Beispiel stellt der lineare Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments eine oder mehrere lineare Bewegungsachsen für das mechanische Prüfinstrument 114 bereit. In einem Beispiel stellt der lineare Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments eine Bewegung entlang einer X-Achse, beispielsweise entlang einer Achse, die parallel zur X-Achse des linearen X-Achsen-Tisches 300 der linearen Tischbaugruppe 204 ist, bereit.
In einem Beispiel ermöglicht die Bereitstellung dualer linearer Tische sowohl am mechanischen Prüfinstrument 114 als auch an dem Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden die Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 und des mechanischen Prüfinstruments 114 mit einem Formfaktor, der im Wesentlichen von der Prüfbaugruppenplattform 200 definiert wird. Falls die Prüfbaugruppe 112 beispielsweise in einer Draufsicht betrachtet wird, würde beispielsweise eine Bewegung der Probentisch-Oberfläche 208 entlang einer X-Achse, die dem in 6 gezeigten linearen X-Achsen-Tisch 300 entspricht, normalerweise Probentisch-Oberfläche 208 in Bezug auf die Prüfplattform 200 bewegen und unter manchen Umständen einen oder mehrere von den linearen Tischen 300-304 und/oder den Dreh- und Kipptischen 600, 602 im Wesentlichen über den Umfang der Prüfbaugruppenplattform 200 hinaus bewegen. Wenn sie zusammenwirkend mit dem linearen Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments verwendet wird, kann der lineare Tisch des mechanischen Prüfinstruments in einer in Bezug auf die Bewegung des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden entgegengesetzten Richtung entlang der linearen Achse des linearen Tisches 210 des mechanischen Prüfinstruments bewegt werden. Auf diese Weise wird der Überstand des mechanischen Prüfinstruments 114 und des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden über die Grenze der Prüfplattform 200 hinaus im Wesentlichen verringert. Anders ausgedrückt würde in einem Fall, wo die Probentisch-Oberfläche 208 eine Ausrichtung in eine Konfiguration erfordert, der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden erheblich über die Grenzen der Prüfplattform 200 hinaus verschoben werden, beispielsweise, um den Probenkörper in Bezug auf ein Instrument ebenso wie das mechanische Prüfinstrument 114 auszurichten. Das mechanische Prüfinstrument 114 kann stattdessen zusammenwirkend in einer entgegengesetzten Richtung bewegt werden, um dadurch den Überstand von sowohl dem mechanischen Prüfinstrument 114 als auch des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden über den Umfang der Prüfbaugruppenplattform 200 hinaus zu minimieren.
Es wird erneut auf 6 Bezug genommen, wo die lineare Tischbaugruppe 204 wiederum in der schematischen Darstellung gezeigt ist. Zum Beispiel weist der lineare Y-Achsen-Tisch 302 eine Tischbasis 308A und Tischplattform 308B auf. Ebenso weist der lineare X-Achsen-Tisch 300 eine Tischbasis 310A und eine Tischplattform 310B auf. Der lineare Z-Achsen-Tisch 304 weist eine Tischbasis 312A und eine Tischplattform 312B auf. Wie in 6 gezeigt ist, können die Tischplattformen und Tischbasen von jedem der Tische, einschließlich der Dreh- und Kipptische 600, 602, in manchen Beispielen in entsprechende Tischbasen und Tische anderer Aktoren integriert sein. Zum Beispiel ist die Tischplattform 308B des linearen Y-Achsen-Tisches 302 mit der Tischbasis 310A des linearen X-Achsen-Tisches 300 gekoppelt oder in diese integriert. Auf ähnliche Weise ist die Tischbasis 604A des Drehtisches 600 in die Tischplattform 312B des linearen Z-Achsen-Tisches 304 integriert oder mit diesem gekoppelt.
Der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden mit der linearen Tischbaugruppe 204, einschließlich der linearen X-, Y- und Z-Achsen-Tische 300-304 ebenso wie der Dreh- und Kipptische 600, 602 stellt mindestens fünf Freiheitsgrade für die Probentisch-Oberfläche 208 bereit. Wie oben beschrieben stellt der lineare Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments einen verbesserten Freiheitsgrad und eine verbesserte Flexibilität für die zusammenwirkende Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 ebenso wie des mechanischen Prüfinstruments 114 bereit. Im Falle des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden ist der lineare X-Achsen-Tisch 300 dafür ausgelegt, eine Bewegung zumindest der Probentisch-Oberfläche 208 in und aus der Seite wie in 6 gezeigt bereitzustellen. Auf ähnliche Weise ist der lineare Y-Achsen-Tisch 302 dafür ausgelegt, eine Bewegung der Probentisch-Oberfläche 208 von links nach rechts oder von rechts nach links wie in 6 gezeigt bereitzustellen. Der lineare Z-Achsen-Tisch 308 stellt dementsprechend eine Bewegung der Probentisch-Oberfläche 208 nach oben und nach unten auf der Seite, wie sie in 6 gezeigt ist, bereit. Der Drehtisch 600 stellt eine Drehung der Probentisch-Oberfläche 208 bereit, und der Kipptisch 602 stellt eine Kippung der Probentisch-Oberfläche 208 bereit. Die mehreren Freiheitsgraden (z.B. fünf oder mehr Freiheitsgrade), die zumindest von dem Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden bereitgestellt werden, stellen dadurch Flexibilität bei der Ausrichtung und Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 in Bezug auf beliebige von den Instrumenten 104-110, die in 1 gezeigt sind, ebenso wie das mechanische Prüfinstrument 114 bereit. Die Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 wird in einem Beispiel innerhalb des eng bestückten Bereichs durchgeführt, der von den Instrumenten 104-110 bereitgestellt wird. Anders ausgedrückt ermöglicht der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden die Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 in jeder von einer Reihe verschiedener Ausrichtungen, die in die oder aus der durch die Arbeitsregionen von einem oder mehreren von den Instrumenten 104-110 definierten Koinzidenzregion 222 gerichtet sind, und ermöglicht die zuverlässige und exakte Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 gemäß den Arbeitsparametern von jedem der Instrumente 104-110, während sie gleichzeitig eine ausreichende Flexibilität bereitstellt, um eine Interaktion mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 zu ermöglichen, beispielsweise im gleichen Zuge wie eine Musterung durch irgendeines von dem einen oder mehreren Instrumenten 104-110.
Kreuzrollenlager-Baugruppe
Wie hierin beschrieben, sind in einem Beispiel Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 (siehe 7) zwischen der Tischplattform und Tischbasen von einem oder mehreren von den linearen Tischen, wie den linearen X-, Y- und Z-Achsen-Tischen 300-304 der linearen Tischbaugruppe 204 und des linearen Tisches 210 des mechanischen Prüfinstruments, enthalten. In einem Beispiel sind die Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 zwischen der Tischbasis 310A und der Tischplattform 310B des linearen X-Achsen-Tisches 300 angeordnet, wie in 7 gezeigt ist. In dem in 7 gezeigten Beispiel sind duale Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 zwischen der Tischplattform und der Basis 310B, A angeordnet. Wie gezeigt, weist die Tischplattform 310B einen ersten Schienenkanal 900 auf, der sich im Wesentlichen parallel zu der linearen Achse des linearen X-Achsen-Tisches 300 in die und aus der Seite erstreckt. Ein zweiter Schienenkanal 902 erstreckt sich dementsprechend entlang der Abschnitte des Aktorgehäuses 801 (z.B. in einem Beispiel in Verbindung mit der Tischbasis 310A) in die und aus der Seite. Der erste und der zweite Schienenkanal 900, 902 wirken zusammen, um Nuten zu bilden, die so bemessen und geformt sind, dass sie die Mehrzahl von Kreuzrollenlager-Baugruppen 908 darin aufnehmen können.
Wie beispielsweise in 7 gezeigt ist, weisen der erste und der zweite Schienenkanal 900, 902 einander gegenüberliegende Paare von Schnittstellen auf. In einem Beispiel weist der erste Schienenkanal 900 eine erste Schnittstelle 904A auf, und der zweite Schienenkanal 902 weist eine zweite Schnittstelle 904B auf, die der ersten Schnittstelle 904A gegenüberliegt. Auf entsprechende Weise weist der zweite Schienenkanal 902 eine erste Schnittstelle 906A auf und weist der erste Schienenkanal 900 weist eine zweite Schnittstelle 906B auf, die der ersten Schnittstelle 906A gegenüberliegt. Die ähnlich nummerierten Schnittstellen 904A, B und 906A, B bilden einander gegenüberliegende Paare von Schnittstellen, die mit der linearen Achse des jeweiligen linearen Tisches fluchten und parallel zu dieser verlaufen.
Die Rollenlager 908 sind innerhalb des ersten und des zweiten Schienenkanals 900, 902 positioniert und stellen die bewegbare Schnittstelle zwischen der Tischplattform 310B und der Tischbasis 310A bereit. Zum Beispiel sind in jedem vom ersten und zweiten Schienenkanal 900, 902 von jeder der Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 eine Mehrzahl von Rollenlagern 908 positioniert. In einem Beispiel weisen der erste und der zweite Schienenkanal 900, 902 der Kreuzrollenlager-Baugruppe 706, die in 7 auf der linken Seite gezeigt ist, fünf oder mehr Rollenlager 908 auf, die darin bereitgestellt sind. Die Rollenlager 908 sind in einer abwechselnden Kreuzkonfiguration bereitgestellt, wo die zylindrischen Anlageflächen 910 (z.B. die zylindrischen Oberflächen der Rollenlager 908 im Gegensatz zu den Stirnflächen der Lager) in 90-Grad-Winkeln in Bezug auf jedes folgende Rollenlager innerhalb des ersten und des zweiten Schienenkanals 900, 902 angeordnet ist. Die Rollenlager 908 innerhalb des ersten und des zweiten Schienenkanals 900, 902 der Kreuzrollenlager-Baugruppe 706 auf der rechten Seite des linearen X-Achsen-Tisches 300, der in 7 gezeigt ist, sind auf ähnliche Weise innerhalb des ersten und des zweiten Schienenkanals 900, 902 in einer abwechselnden Kreuzkonfiguration positioniert. Die zylindrischen Anlageflächen 901 wirken mit gegenüberliegenden Angriffsflächen 904A, 904B und 906A, 906B zusammen, um ein Angreifen von Fläche an Gegenfläche zwischen den Angriffsflächen bereitzustellen, die dementsprechend eine robuste strukturelle Kopplung zwischen der Tischbasis 310A und der Tischplattform 310B bereitstellt.
Zum Beispiel wird mit der in 7 gezeigten Konfiguration eine Bewegung der Tischplattform 310B in Bezug auf die Tischbasis 310A, beispielsweise durch die Aufbringung einer lateralen Kraft auf eine oder mehrere von der Tischplattform 310 oder der Tischbasis 310A (z.B. orthogonal oder in einem Winkel zur Achse der linearen Achse des linearen X-Achsen-Tisches 300), im Wesentlichen minimiert. Das Angreifen von Fläche an Fläche zwischen den Rollenlagern 908 und den Angriffsflächen 904A, B und 906A, B minimiert eine relative Kippung oder laterale Bewegung der Tischplattform und der Tischbasis 310B, 310A. Anders ausgedrückt stellen die Rollenlager 908 und ihre Kreuzkonfiguration innerhalb des ersten und des zweiten Schienenkanals 900, 902 abwechselnde Fläche-auf-Fläche-Schnittstellen zwischen den gegenüberliegenden Angriffsflächen 904A, B und 906A, B bereit, um eine relative Bewegung orthogonal zu der linearen Achse des linearen X-Achsen-Tisches 300 im Wesentlichen zu verhindern. Das heißt, ein Spiel, das andernfalls in anderen Lagersystemen bereitgestellt wird (und über mehrere Tische, die in Reihe gekoppelt sind, multipliziert wird), ist zwischen den mehreren Tischen der linearen Tischbaugruppe 204 und dem linearen Tisch 210, der mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 verwendet wird, minimiert.
Die zylindrischen Anlageflächen 910 weisen in einem Beispiel eine in Bezug auf den Durchmesser der planen Stirnflächen 912 von jedem der Rollenlager 908 kürzere Länge auf. Da die planen Stirnflächen 912 einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als die Länge der zylindrischen Anlageflächen 910, sind eine Bewegung der Rollenlager 908 und ein Angreifen an der gegenüberliegenden Angriffsfläche 904A, 904B und 906A, 906B am ersten und zweiten Schienenkanal 900, 902 auf die zylindrischen Anlageflächen 910 konzentriert. Anders ausgedrückt sind die zylindrischen Anlageflächen 901 kürzer als der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Angriffsflächen 904A, 904B und 906A, 906B. Dadurch, dass die planen Stirnflächen 912 einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als die Länge der zylindrischen Anlageflächen 910, wird ein festes gegenseitiges Angreifen zwischen den planen Stirnflächen 912 und den gegenüberliegenden Paaren von Angriffsflächen 904A, 904B und 906A, 906B minimiert. Stattdessen wird die bewegbare Kopplung zwischen den zylindrischen Anlageflächen 910 und den gegenüberliegenden Angriffsflächen bereitgestellt. Es findet nur stellenweise ein Angreifen zwischen den planen Stirnflächen 912 der Rollenlager 908 und den gegenüberliegenden Angriffsflächen 904A, 904 und 906A, 906B statt. Dadurch ist die Tischplattform 310B in der Lage, sich entsprechend der Betätigung des Aktors 301 ungehindert in Bezug auf die Tischbasis 310A entlang der linearen Achse des Tisches zu bewegen, während sie gleichzeitig an einer Bewegung entlang nicht-paralleler Achsen gehindert wird, wie hierin beschrieben. Das heißt, die Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 lenken eine Bewegung der Tischplattformen 31 OB entlang der linearen Achse (der Translationsrichtung) des Tisches, während sie gleichzeitig eine laterale Bewegung, eine Kippung und dergleichen der Tischplattform 310B in Bezug auf die Tischbasis 310A und die lineare Achse des Tisches beschränken (z.B. minimieren oder eliminieren).
Wichtig ist, dass der Aktor 301 in der Lage ist, die Tischplattform 310B in Bezug auf die Tischbasis 310A gemäß dem minimierten Spiel der Kreuzrollenlager-Baugruppe 706 exakt und zuverlässig zu bewegen. Das heißt, die Tischplattform 310B wird darauf beschränkt, sich nur entlang der linearen Achse des linearen X-Achsen-Tisches 300 zu bewegen. Eine orthogonale Bewegung, beispielsweise eine Bewegung aufgrund eines Spiels zwischen kugeligen Lagern und dergleichen zwischen einer Tischplattform und einer Tischbasis, wird durch die Kreuzrollenlager-Baugruppe 706 (oder, in einem Beispiel die Baugruppen) im Wesentlichen verhindert. Die Angriffsflächen 904A, 904B und 906A, 906B verhindern in Kombination mit den abwechselnden Kreuzrollenlagern 908 im Wesentlichen eine Kippung und laterale Bewegung der Tischplattform 310B in Bezug auf die Tischbasis 310A.
In einem Beispiel sind die hierin beschriebenen Rollenlager 908 mit einem keramischen Material, wie etwa Siliciumnitrid, ausgestaltet, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Durch Ausgestalten der Rollenlager 908 mit einem keramischen Material wie Siliciumnitrid können die Rollenlager 908 in Seite-an-Seite-Beziehung in den ersten und den zweiten Schienenkanal 900, 902 gepackt werden. Zum Beispiel kann die Mehrzahl von Rollenlager 908 in jedem vom ersten und zweiten Schienenkanal 900, 902 hintereinander so in dem Kanal positioniert werden, dass die Rollenlager 908 aneinander angreifen (z.B. in einer abwechselnden Kreuzbeziehung, wie hierin beschrieben). Die Rollenlager 908 weisen einen minimalen Reibungskoeffizienten auf, wenn die Rollenlager 908, beispielsweise entlang ihrer zylindrischen Anlageflächen 910, angreifen. Die minimierte Reibung hat eine minimale Wirkung auf die Leichtigkeit der Bewegung der Tischplattform 310B in Bezug auf die Tischbasis 310A. In einem anderen Beispiel sind der erste und der zweite Schienenkanal 900, 902, beispielsweise des Aktorgehäuses 801 und der Tisch 310B, mit ähnlichen oder gleichen Materialien ausgestaltet wie die Tischbasis und - plattform 310A, B, beispielsweise mit Titan, Stahl und dergleichen.
Dreh- und Kipptisch-Baugruppe
8A zeigt eine isometrische Ansicht der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206, die bereits in 2 gezeigt wurde. Wie hierin beschrieben, ist die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 für eine Reihenkopplung mit der linearen Tischbaugruppe 204 ausgelegt. In anderen Beispielen ist die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 für eine Zwischenkopplung zwischen einen oder mehrere von den linearen Tischen 300-304 ausgelegt, wie hierin beschrieben. In einem noch anderen Beispiel ist die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 für eine Positionierung zwischen der Prüfbaugruppenplattform 200 und einem oder mehreren von den linearen Tischen der linearen Tischbaugruppe 204 ausgelegt.
Es wird erneut auf 8A Bezug genommen, wo die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 den Drehtisch 600 und den mit dem Drehtisch gekoppelten Kipptisch 602 aufweist. Wie gezeigt, erstreckt sich ein Drehtischgehäuse 1000 um den Drehtisch 600. Ebenso erstreckt sich ein Kipptischgehäuse 1002 über zumindest einem Abschnitt des Kipptisches 602. Die Probentisch-Oberfläche 208 ist gekoppelt mit dem Kipptisch 602 gezeigt. In einem Beispiel weist das Drehtischgehäuse 1000 eine elektrische Schnittstelle 1004 auf, die Dreh- und Kippbuchsen 1006 zur Kopplung mit einer Aktor- und Sensorverkabelung 212, beispielsweise für Gebermessungen und -befehle zum Betätigen der Dreh- und Kipptische 600, 602 und zur Erfassung ihrer Position bereitstellt.
Es wird nun auf 8B Bezug genommen, wo die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206, die bereits in 8A gezeigt worden ist, im Querschnitt gezeigt ist. Der Drehtisch 600 weist eine Drehtischplattform 1008B und eine Drehtischbasis 1008A auf. Ebenso weist der Kipptisch 602 eine Kipptischbasis 1010A und eine Kipptischplattform 1010B auf. In einem Beispiel sind die Drehtischplattform 1008B und die Kipptischplattform 1010A in eine Drehspindelbaugruppe 1018 aufgenommen. Wie in 8B gezeigt ist, ist die Drehspindelbaugruppe 1018 für eine Drehbewegung innerhalb des Drehtischgehäuses 1000 ausgelegt.
In einem Beispiel sind eine Mehrzahl von Drehlagern 1012, 1014 zwischen der Drehspindelbaugruppe 1018 und dem Drehtischgehäuse 1000 bereitgestellt. Die Drehlager 1012, 1014 erleichtern die Drehung der Drehspindelbaugruppe 1018 in Bezug auf das Gehäuse 1000. In einem Beispiel schließen die Drehlager 1012, 1014 eine Mehrzahl von Kugellagern ein, die zwischen dem jeweiligen Drehtischgehäuses 1000 und der Drehspindelbaugruppe 1018 angeordnet sind. Auf ähnliche Weise wie die Drehspindelbaugruppe 1018 weist der Kipptisch 602 in einem Beispiel eine Kippspindelbaugruppe 1020 auf, welche die Kipptischplattform 1010B einschließt. Die Kippspindelbaugruppe 1020 ist bewegbar mit der Drehspindelbaugruppe 1018 gekoppelt, beispielsweise mit Kipplagern 1016 auf jeder Seite der Kippspindelbaugruppe 1020. In einem Beispiel schließen die Kipplager Kugellager ein, die zwischen der Kippspindelbaugruppe 1020 und der Drehspindelbaugruppe 1018 angeordnet sind. Optional weisen eine oder beide von dem Dreh- und dem Kipptisch 600, 602 jeweilige Drehgeber 1022 und Kippgeber 1024 auf, um die Position der jeweiligen Drehspindelbaugruppe 1018 in Bezug auf das Drehtischgehäuses 1000 und die Position der Kippspindelbaugruppe 1020 in Bezug auf die Drehspindelbaugruppe 1018 exakt zu messen.
Drehtisch
9 zeigt die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206. In dem gezeigten Beispiel wurde das Drehtischgehäuses 1000 entfernt, um die Komponenten innerhalb des Drehtisches 600 freizulegen. Wie bereits beschrieben, weist die Dreh- und Kippbaugruppe 206 einen Drehtisch 600 auf, der mit einem Kipptisch 602 gekoppelt ist. Es wird auf 9 Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass der Drehtisch 600 die Drehtischplattform 1008B aufweist, die drehfähig mit der Drehtischbasis 1008A gekoppelt ist. Wie bereits beschrieben wurde, weist die Drehtischplattform 1008B in einem Beispiel eine Drehspindelbaugruppe 1018 auf, die einen Abschnitt von beispielsweise der Kipptischplattform 1010A einschließt. (Siehe 8B). Optional ist der in 6 gezeigte Probendrehtisch 610 ähnlich konfiguriert wie der Drehtisch 600 (z.B. mit ähnlichen Motorbaugruppen und einer ähnlichen Klemmbaugruppe).
Wie in 9 gezeigt ist, weist der Drehtisch 600 eine Mehrzahl von Piezomotorbaugruppen 1102A-C (z.B. Motoren) auf, die um den Drehtisch 600 herum angeordnet sind. Jede von den Piezomotorbaugruppen 1102A-C weist einen ersten und einen gegenüberliegenden zweiten Piezomotor 1104A, B (z.B. Motorelemente) auf. Zwischen jedem vom ersten und gegenüberliegenden zweiten Motor 1104A, B greift eine Treibbacke 1106 an der Tischplattform 1008B an. In einem Beispiel weist die Tischplattform 1008B einen Drehflansch 1100 auf, der mit dem übrigen Teil der Tischplattform 1008B gekoppelt ist. Wie in 9 gezeigt ist, erstreckt sich der Drehflansch 1100 um die Treibbacken 1106 der Piezomotorbaugruppen 1102A-C und greift an diesen an. In einem anderen Beispiel arbeiten die Piezomotorbaugruppen 1102A-C parallel, um den Drehflansch 1100 zu bewegen, um eine Drehung der Drehspindelbaugruppe 1018 zu bewirken. Zum Beispiel werden die ersten gegenüberliegenden Motoren 1104A von jeder der Piezomotorbaugruppen 1102A-C parallel betätigt (z.B. einem Sägezahnansteuerungssignal folgend gleichzeitig an- und abgeregt, um die Treibbacken 1106 zu bewegen), um eine Drehung in einer Richtung zu bewirken, während die zweiten gegenüberliegenden Motoren 1104B der Piezomotorbaugruppen 1102A-C parallel betätigt werden, um eine Drehung der Drehspindelbaugruppe 1018 in einer entgegengesetzten Richtung (z.B. im Uhrzeigersinn versus entgegen dem Uhrzeigersinn) zu bewirken. Optional werden gegenüberliegende Motoren 1104A von jeder der Baugruppen 1102A-C nacheinander betätigt (wobei jeder auf vorausgehende oder nachfolgende Weise in Bezug auf die anderen Motoren 1104A an- und abgeregt wird), um die Drehspindelbaugruppe 1018 in einer ersten Richtung zu drehen. Ebenso werden gegenüberliegende Motoren 1104B von jeder der Baugruppen 1102A-C nacheinander betätigt, um die Drehspindelbaugruppe 1018 in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung zu drehen. In einer noch anderen Option weist der Drehtisch 600 eine oder mehrere Motorbaugruppen (z.B. eine oder mehrere von Motorbaugruppen 1102A-C) auf, und eine oder mehrere von den Motorbaugruppen werden betrieben, um den Drehtisch 600 zu betätigen.
Es wird erneut auf 9 Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass die Piezomotorbaugruppen 1102A-C mit einem Motorstützring 1108 gekoppelt sind, der sich unterhalb des Drehflansches 1100 und um diesen herum erstreckt. Der Motorstützring 1108 stellt eine robuste Struktur zum Stützen von jeder der Piezomotorbaugruppen 1102A-C bereit. Außerdem wird der Motorstützring 1108 innerhalb der Drehtischbasis 1008A von einer Tragsäule 1112 gestützt, die mit einer Mehrzahl von Federelementen 1114A, B (z.B. separaten Federelementen oder virtuellen Federelementen derselben Feder) gekoppelt ist. Wie in 9 gezeigt ist, ist die Mehrzahl von Tragsäulen 1112 und Federelementen 1114A, B um den Motorstützring 1108 herum angeordnet und stellt damit eine feste, aber auslenkbare Kopplung mit dem übrigen Teil der Drehtischbasis 1008A bereit. Der Motorstützring 1108 weist in einem anderen Beispiel Federkontaktpunkte 1116 auf, die benachbart zu den Seiten der Piezomotorbaugruppen 1102A-C angeordnet sind (z.B. so, dass sie die Baugruppen einklammern, oder so, dass die Baugruppen zwischen ihnen angeordnet sind). Optional weist der Motorstützring 1108 einen oder mehrere Kontaktpunkte 1116 (einen, zwei, drei oder mehr Kontaktpunkte) auf. In einem Beispiel ist jeder von der einen oder den mehreren Motorbaugruppen 1102A-C ein einzelner Kontaktpunkt 1116 zugeordnet.
In dem Beispiel, das in 9 gezeigt ist, sind die Federelemente 1114A, B, die auf jeder Seite der Tragsäulen 1112 positioniert sind (separate Federn oder Elemente einer einzigen Feder mit mehreren Elementen, die sich zu den separaten Kontaktpunkten 1116 erstrecken, die von der Trägersäule 112 ausgehen), zwischen die Federkontaktpunkte 1116 und die Tragsäule 1112 gekoppelt. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird, stellen die Federelemente 1114A, B eine entgegengesetzt vorgespannte Stütze für jede von den Piezomotorbaugruppen 1102A-C bereit, um durch die Piezomotorbaugruppen 1102A-C eine Klemmfunktion für die drehbare Spindelbaugruppe 1018 bereitzustellen. Anders ausgedrückt klemmen die Federelemente 1114A, B die Spindelbaugruppe 1018 (z.B. die Tischplattform 1008B) in Bezug auf die Tischbasis 1008A statisch fest, wenn die Piezomotorbaugruppen 1102A-C nicht anderweitig die Spindelbaugruppe drehen.
Es wird erneut auf 9 Bezug genommen, wo eine Klemmbaugruppe 1110 an jedem Ende der Drehspindelbaugruppe 1018 gezeigt ist. In einem Beispiel weist die Klemmbaugruppe 1110 beispielsweise das Drehlager 1014, das mit der Drehtischbasis 1008A gekoppelt ist, sowie die Federelemente 1114A, B auf. Wie bereits beschrieben wurde, sind die Federelemente 1114A, B zwischen die Tragsäule 1112 und die Federkontaktpunkte 1116 gekoppelt. Die Federelemente 1114A, B spannen den Motorstützring 1108 ebenso wie die Piezomotorbaugruppen 1102A-C in einer Aufwärtsrichtung hin zum Drehflansch 1100 vor. Während die Piezomotorbaugruppen 1102A-C in einem abgeregten Zustand sind (z.B. nicht betätigt werden, um eine Drehung der Drehspindelbaugruppe 1018 zu bewirken), spannen die Federelemente 1114A, B den Motorstützring 1108 nach oben vor und lassen damit die Treibbacken 1106 fest an einer ersten Oberfläche des Drehflansches 1100 angreifen, um eine unerwünschte Drehung der Drehspindelbaugruppe 1018 im Wesentlichen zu verhindern. Anders ausgedrückt wird die Drehspindelbaugruppe 1018 an Ort und Stelle verrastet und ist auch dann statisch, wenn äußere Kräfte auf sie wirken, beispielsweise auf die Kippspindelbaugruppe 1020 und die Drehspindelbaugruppe 1018 (z.B. durch eine mechanische Prüfung eines Probenkörpers). Die Treibbacken 1106 der Piezomotorbaugruppen 1102A-C halten die Drehspindelbaugruppe 1018 durch die Ausübung von Reibung durch die Normalkraft, die von den Federelementen 1114A, B von jeder der um den Motorstützring 1108 herum angeordneten Federn ausgeübt wird, statisch fest.
Wie in 9 gezeigt ist, schließen die Federelemente 1114A, B in einem Beispiel mehrere Federelemente ein, die sich zwischen der Tragsäule 1112 und den Federkontakten 1116 erstrecken. Optional schließen die Federelemente 1114A, B Federelemente ein, die mindestens eine Serpentine aufweisen, die sich zwischen einer Tragsäule 1112 und den Federkontakten 1116 erstreckt. In einem anderen Beispiel weisen die Federelemente 1114A, B jeweils ein einzelnes Federelement auf, das sich zwischen der Tragsäule 1112 und den einzelnen Federkontakten 1116 erstreckt. Die Federelemente 1114A, B (ob nun eine einzelne Feder oder mehrere Federn) schließen in einem Beispiel unter anderem Biegefedern ein, die einen im Wesentlichen flachen Umfang haben, der ein- oder mehrmals nach Art einer Serpentine auf sich selbst zurückgelegt ist.
Wie in 9 gezeigt ist, sind die einzelnen Treibbacken 1106 um den Motorstützring 1108 herum angeordnet. Wenn sie am Drehflansch 1100 angreifen, stellen die Treibbacken 1106 von jeder der drei Piezomotorbaugruppen 1102A-C eine feste, nach oben vorgespannte Stütze für den Drehflansch 1100 bereit und klemmen dadurch den Drehflansch 1100 zwischen einer Klemmoberfläche, die unter anderem das Drehlager 1014 (das entlang einer zweiten Oberfläche des Drehflansches angreift) einschließt, und die Treibbacken 1106 (die entlang einer ersten Oberfläche des Drehflansches anliegen) ein, um die statische verrastete Positionierung des Drehflansches 1100 und der mit dem Flansch 1100 gekoppelten Drehspindelbaugruppe 1118 zu bewirken. Anders ausgedrückt klemmt die Klemmbaugruppe 1110 die Tischplattform 1008B zwischen den Federelementen 1114A, B (und in einem Beispiel den Motorbaugruppen 1102A-C) und einem gegenüberliegenden Abschnitt der Tischbasis 1008A (z.B. einer Klemmoberfläche) ein, um die Tischplattform 1008B an Ort und Stelle zu verrasten. Wie hierin beschrieben, umklemmt die Klemmbaugruppe 1110 eine erste und eine zweite Oberfläche eines Abschnitts der Tischplattform 1008B, wie etwa des Drehflansches 1100, wobei die federgespannten Motorbaugruppen 1104A-C und das Drehlager 1014 Tischbasis 1008A zugeordnet sind.
Kipptisch
Die 10A und 10B zeigen eine perspektivische bzw. eine Querschnittsansicht des Kipptisches 602 der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206, die bereits in 2 gezeigt wurden. Es wird zunächst auf 10A Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass der Kipptisch 602 die Kipptischplattform 1010B und die Kipptischbasis 1010A aufweist. Wie bereits beschrieben, ist in einem Beispiel die Kipptischbasis 1010A in die Drehspindelbaugruppe 1018 aufgenommen, die zuvor beschrieben wurde und die in den 8A und 8B gezeigt ist. Die Kipptischplattform 1010B ist in einer Kippspindelbaugruppe 1020 aufgenommen, die drehfähig mit der Drehspindelbaugruppe 1018 gekoppelt ist. Wie in 12 gezeigt ist, wird die Kippspindelbaugruppe 1020 in einem Beispiel von den Kipplagern 1016 gestützt, die eine Drehbewegung der Kippspindelbaugruppe 1020 in Bezug auf die Drehspindelbaugruppe 1018 erleichtern. In einem Beispiel erstreckt sich eine Achswelle 1200 durch die Kippspindelbaugruppe 1020 und stützt sowohl die Kipplager 1016 als auch die zwischen diesen liegende Kippspindelbaugruppe 1020. Optional ist der in 6 gezeigte Probendrehtisch 610 ähnlich konfiguriert wie der Kipptisch 602 (z.B. mit ähnlichen Motorbaugruppen und einer ähnlichen Klemmbaugruppe).
Wie zuvor beschrieben, ist der Kipptischbasis 602 dafür ausgelegt, eine Kippbewegung der Probentisch-Oberfläche 208 bereitzustellen. Zum Beispiel weist der Kipptisch 602 Motorbaugruppen 1202A, B (z.B. Piezomotorbaugruppen oder Motoren) auf, die so positioniert sind, dass sie antreibend an der Kippspindelbaugruppe 1020 angreifen. Wie in 10A gezeigt ist, schließen die Piezomotorbaugruppen 1202A, B zwei Piezomotorbaugruppen ein. In einem anderen Beispiel werden zwei oder mehr Piezomotorbaugruppen bereitgestellt. Die Piezomotorbaugruppen 1202A, B sind innerhalb eines Motorstützsattels 1206, der mit der Kipptischbasis 1010A (z.B. der Drehspindelbaugruppe 1018) gekoppelt ist, positioniert. Die Piezomotorbaugruppen 1202A, B weisen jeweils einen ersten und einen gegenüberliegenden zweiten Motor 1204A, B (z.B. Motorelemente) auf. In einem Beispiel weisen der erste und der gegenüberliegende zweite Motor 1204A, B Piezoelemente auf. Es wird auf 10B Bezug genommen, wo die Piezomotoren 1204A dafür ausgelegt sind, parallel zu arbeiten (sich z.B. gleichzeitig auszudehnen und zu kontrahieren (abzuregen)), um die Kippspindelbaugruppe 1020 im Uhrzeigersinn zu drehen, während die Piezomotoren 1204B dafür ausgelegt sind, parallel zu arbeiten, um die Kippspindelbaugruppe 1020 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Wie gezeigt, greift jeder vom ersten und vom gegenüberliegenden zweiten Motor 1204A, B an entsprechenden Treibbacken 1205 an, die den einzelnen Piezomotorbaugruppen 1202A, B zugeordnet sind. Anders ausgedrückt greift jeder vom ersten und gegenüberliegenden zweiten Motor 1204A, B der einzelnen Piezomotorbaugruppen 1202A, B an einer einzigen Treibbacke 1205 an. Die Treibbacken 1205 der einzelnen Piezomotorbaugruppen 1202A, B empfangen dadurch Antriebskräfte (durch Ausdehnung der Piezomotoren) von einem oder beiden vom ersten und gegenüberliegenden zweiten Motor 1204A, B der einzelnen Piezomotorbaugruppen. Optional werden für jeden vom ersten und gegenüberliegenden zweiten Motor 1204A, B separate Treibbacken bereitgestellt. In einer noch anderen Option wirken die ersten gegenüberliegenden Motoren 1204A der einzelnen Baugruppen 1202A, B nacheinander (vorangehend oder nachfolgend in Bezug aufeinander), um die Kippspindelbaugruppe 1020 in einer ersten Richtung zu bewegen, und die zweiten gegenüberliegenden Motoren 1204B wirken nacheinander, um die Kippspindelbaugruppe 1020 in einer entgegengesetzten zweiten Richtung zu bewegen.
Der Kipptisch 602 weist ferner eine Klemmbaugruppe 1208 auf, die dafür ausgelegt ist, die Kippspindelbaugruppe 1020 in einer statischen Anordnung zu fixieren, nachdem die Bewegung durch die Piezomotorbaugruppen 1202A, B abgeschlossen wurde. In einem Beispiel weist die Klemmbaugruppe 1208 gegenüberliegende Klemmoberflächen auf, die von einem oder mehreren von der Achswelle 1200 und der Piezomotorbaugruppe 1202-B, einschließlich beispielsweise der Treibbacken 1205, bereitgestellt wird. Wie in 10B gezeigt ist, ist die Kippspindelbaugruppe 1020 als Beispiel zwischen der Achswelle 1200 und den Treibbacken 1205 der einzelnen Piezomotorbaugruppen 1202A, B angeordnet gezeigt. In einem Beispiel wird die Achswelle 1200 von den Kipplagern 1016 gestützt, die mit der Kipptischbasis 1010A gekoppelt sind. Durch eines oder mehrere von den Kipplagern 1016 oder durch direkte Kopplung der Achswelle 1200 mit der Kipptischbasis 1010A wird die Achswelle von der Kipptischbasis 1010A gestützt, um eine strukturelle Stütze für die Klemmbaugruppe 1208 bereitzustellen und um die Treibbacken 1205 beim festen Angreifen an der Kippspindelbaugruppe 1020 für eine statische Positionierung der Baugruppe zu unterstützen, nachdem die Probentisch-Oberfläche 208 nach Wunsch positioniert worden ist.
Es wird erneut auf 10B Bezug genommen, wo die Klemmbaugruppe 1208 in einem Beispiel eine Stützbasis 1210 aufweist, die einen Abschnitt der Drehspindelbaugruppe 1018 bildet. Die Stützbasis 1210 ist so bemessen und geformt, dass sie eine Mehrzahl von axialen Federelementen 1212A, B aufnehmen kann. Die axialen Federelemente 1212A, B erstrecken sich zwischen der Stützbasis 1210 und dem Motorstützsattel 1206. In einem Beispiel spannen die axialen Federelemente 1212A, B den Motorstützsattel 1206 vor und spannen dadurch die Piezomotorbaugruppen 1202A, B sowie die Treibbacken 1205 in einen festen Angriff an der Kippspindelbaugruppe 1020 vor. Der feste Angriff der Treibbacken 1205 und der Kippspindelbaugruppe 1020 stellt sicher, dass die Treibbacken 1205 reibschlüssig an der Kippspindelbaugruppe 1020 angreifen, um sicherzustellen, dass ein Antreiben der Piezomotorbaugruppen 1202A, B zu einer exakten Kippung der Kippspindelbaugruppe 1020 führt. Außerdem stellt die Vorspannung, die von den axialen Federelementen 1212A, B bereitgestellt wird, den festen Angriff sicher, der von den Treibbacken 1205 bereitgestellt wird, stellt einen statischen reibschlüssigen Angriff an der Kippspindelbaugruppe 1020 bereit, während die Piezomotorbaugruppen 1202A, B abgeregt sind (z.B. nicht betrieben werden), um dadurch die Kippspindelbaugruppe 1020 zwischen den Piezomotorbaugruppen 1202A, B ebenso wie der Achswelle 1200 (z.B. der Kipplager 1016) einzuklemmen.
In einem Beispiel schließen axialen Federelemente 1212A, B axiale Federelemente 1212A, B ein, die jeweils entsprechenden Seiten der Piezomotorbaugruppen 1202A, B zugeordnet sind. Zum Beispiel ist das axiale Federelement 1212A dem Piezomotor 1204B zugeordnet und das axiale Federelement 1212B ist dem Piezomotor 1204A zugeordnet. Die axialen Federelemente 1212A, B stellen dadurch eine entgegengesetzte Vorspannung für jeden der Piezomotoren 1204A, B bereit, um sicherzustellen, dass die Piezomotoren, welche die Treibbacken 1205 enthalten, in einen fest vorgespannten Angriff an der Kippspindelbaugruppe 1020 gebracht werden, um eine statische Einklemmung der Kippspindelbaugruppe sicherzustellen, während die Piezomotorbaugruppen 1202A, B nicht in Betrieb sind. Anders ausgedrückt wird eine Vorspannkraft für jeden vom ersten und zweiten Piezomotor 1204A, B bereitgestellt, um einen entsprechenden Kraftvektor durch jeden der Piezomotoren zur Treibbacke 1205 bereitzustellen und dadurch eine Kippung oder Schiebung der Treibbacke 1205 von der Kippspindelbaugruppe 1020 herunter zu verhindern. Die axialen Federelemente 1212A, B, die den einzelnen Piezomotorbaugruppen 1202A, B zugeordnet sind, stellen dadurch ein festes Angreifen an den mindestens zwei Punkten um die Kippspindelbaugruppe 1020 herum bereit. Die Achswelle 1200 klemmt dadurch die Kippspindelbaugruppe 1020 an einem Kontaktpunkt an der Achse und der Kippspindelbaugruppe 1020 zwischen zwei Kontaktpunkten fest, die von den Treibbacken 1205 und der Kippspindelbaugruppe 1020 gebildet werden. Die Kippspindelbaugruppe 1020 wird dadurch an drei Punkten an gegenüberliegenden Oberflächen der Kippspindelbaugruppe festgeklemmt, um sicherzustellen, dass die Kippspindelbaugruppe statisch an Ort und Stelle gehalten wird, wenn der erste und der gegenüberliegende zweite Motor 1204A, B der Motorbaugruppen 1202A, B nicht in Betrieb sind. Optional werden die axialen Federelemente 1212A, B zu einheitlichen Federn verdichtet, welche die einzelnen Piezomotorbaugruppen 1202A, B stützen (z.B. auf der linken und der rechten Seite des Motorstützsattels 1206, unmittelbar unterhalb der einzelnen Baugruppen 1202A, B oder dergleichen).
Laterale Federelemente des Kipptisches
Es wird auf 10A Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass in einem anderen Beispiel der Kipptisch 602, beispielsweise die Klemmbaugruppe 1208, ferner laterale Federelemente 1214A, B aufweist, um eine laterale Stütze für den Stützsattel 1206 und die axialen Federelemente 1212A, B bereitzustellen. Die lateralen Federelemente 1214A, B stützen den Motorstützsattel 1206 und die axialen Federelemente 1212A, B, wenn sie die Treibbacken 1205 der einzelnen Piezomotorbaugruppen 1202A, B zum Angreifen an der Kippspindelbaugruppe 1020 vorspannen. Zum Beispiel verhindern die lateralen Federelemente 1214A, B die laterale Bewegung der Piezomotorbaugruppen 1202A, B aus dem Angriff oder aus der Flucht mit der Kippspindelbaugruppe 1020 im Wesentlichen. Stattdessen beschränken die lateralen Federelemente 1214A, B ein Niederdrücken und Anheben des Motorstützsattels 1206 (durch Auslenkung der axialen Federelemente 1212A, B) im Wesentlichen auf ein axiales Niederdrücken und Anheben, um sicherzustellen, dass die Treibbacken 1205 über den gesamten Betrieb der Piezomotorbaugruppen 1202A, B, in Oberfläche-auf-Oberfläche-Kontakt an der Kippspindelbaugruppe 1020 angreifen, ebenso wie eine statische Positionierung der Kippspindelbaugruppe 1020.
Wie in 10A gezeigt ist, sind die lateralen Federelemente 1214A, B zwischen die Kipptischbasis 1010B, wie etwa die Drehspindelbaugruppe 1018 (die Stützbasis 1210) und den Motorstützsattel 1206 gekoppelt. Lücken 1300 sind zwischen dem Motorstützsattel 1206 und der Stützbasis 1210 ausgebildet, um die axiale Auslenkung der axialen Federelemente 1212A, B mit einer entsprechenden Bewegung des Motorstützsattels 1206 und der ersten und zweiten Piezomotorbaugruppen 1202A, B zu erleichtern. Wie gezeigt, überbrücken die lateralen Federelemente 1214A, B die jeweiligen Lücken 1300 (auf jeder Seite des Sattels 1206) und stellen dadurch eine ablenkbare laterale Stütze für jede Seite des Motorstützsattels 1206 bereit. Die lateralen Federelemente 1214A, B stellen dabei sicher, dass der Motorstützsattel 1206 in der Lage ist, sich gemäß der Vorspannung, die von den axialen Federelementen 1212A, B bereitgestellt wird, sowie einer Auslenkung, die durch die Bewegung des ersten und des gegenüberliegenden zweiten Motors 1204A, B der einzelnen Piezomotorbaugruppen 1202A, B bewirkt wird, aufwärts und abwärts zu bewegen.
Die lateralen Federelemente 1214A, B beschränken die Bewegung des Stützsattels 1206, der axialen Federelemente 1212A, B ebenso wie die der Piezomotorbaugruppen 1202A, B auf eine axiale Bewegung, während sie eine laterale Bewegung der zugehörigen Komponenten im Wesentlichen verhindern. Durch Einschränken des Motorstützsattels 1206 der axialen Federelemente 1212A, B und der Piezomotorbaugruppen 1202A, B auf eine axiale Bewegung wird dadurch eine laterale Fehlausrichtung der Treibbacken 1205, beispielsweise mit der in den 10A und 10B gezeigten Kippspindelbaugruppe 1020, im Wesentlichen vermieden. Die Treibbacken 1205 werden dadurch über den gesamten Betrieb der Piezomotorbaugruppen 1202A, B in einem festen Angriff von Oberfläche an Oberfläche mit der Kippspindelbaugruppe 1020, sowie in einer statischen Haltekonfiguration gehalten, wo die Treibbacken 1205 reibschlüssig an der Kippspindelbaugruppe 1020 angreifen, um eine unerwünschte Kippbewegung der Kippspindelbaugruppe 1020 (z.B. der Kipptischplattform 1010B) in Bezug auf die Kipptischbasis 1010A (z.B. die Stützbasis 1210, wo die Drehspindelbaugruppe 1018) im Wesentlichen zu verhindern.
Prüfbaugruppe, einschließlich eines Tisches zur Verwendung mit einem mechanischen Prüfinstrument
11 zeigt ein anderes Beispiel für die Prüfbaugruppe 1400, die beispielsweise zur Verwendung mit der in 1 gezeigten Multiinstrumentbaugruppe 100 ausgelegt ist. Zumindest manche von den Merkmalen der Prüfbaugruppe 1400 sind hierin bereits beschriebenen Merkmalen ähnlich oder gleich und werden im Hinblick auf die Prüfbaugruppe 1400 einbezogen. Wie in 11 gezeigt ist, weist die Prüfbaugruppe 1400 einen Probentisch 116 mit mehreren Freiheitsgraden auf, die eine lineare Tischbaugruppe 204 und eine Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206, die mit der linearen Tischbaugruppe 204 gekoppelt ist, einschließt. Die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 weist eine Probentisch-Oberfläche 208 auf. Der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden ist, wie bereits beschrieben, dafür ausgelegt, die Probentisch-Oberfläche 208 in eine Reihe verschiedener Ausrichtungen und Positionen zu bewegen, um beispielsweise eine Musterung und eine Interaktion mit einem Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208, beispielsweise mit dem mechanischen Prüfinstrument 1402 ebenso wie mit jedem vom ersten bis vierten Instrument 104-110, die in 1 gezeigt sind, zu erleichtern.
In einem Beispiel ist der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt, die Probentisch-Oberfläche 208 in diese Konfigurationen zu bewegen, um im gleichen Zuge eines oder mehreres von einer Musterung und einer Interaktion des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 zu erleichtern. Zum Beispiel mustern zwei oder mehr Instrumente gleichzeitig den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche oder interagieren mit diesem gemäß der Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 mit einem oder mehreren von Drehung, Kippung und linearer Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 (z.B. mit dem Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden). In einem anderen Beispiel wirkt der lineare Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments mit dem Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden zusammen, um die Positionierung des mechanischen Prüfinstruments 1402 in Bezug auf die Probentisch-Oberfläche 208 innerhalb der Mikroskopkammer 102, die in 1 gezeigt ist, zu erleichtern.
Wie in 11 gezeigt ist, schließt die Prüfbaugruppe 1400 das mechanische Prüfinstrument 1402, wie etwa einen Eindringkörper, ein Ritzinstrument, ein Zuginstrument, einen Sensor, ein Musterungswerkzeug und dergleichen, ein. In einem Beispiel schließt das mechanische Prüfinstrument 1402 ein modulares Instrument ein, das für eine selektive Kopplung mit einem Tisch 1408 ausgelegt ist. Zum Beispiel schließt das mechanische Prüfinstrument 1402 unter anderem einen Hochlast- und einen Niederlast-Endringkörper ein, wobei das mechanische Hochlast-Prüfinstrument 1402 dafür ausgelegt ist, im Vergleich zu dem mechanischen Niederlast-Prüfinstrument viel größere Eindringkräfte an einem Probenkörper bereitzustellen. Wie in 11 gezeigt ist, schließt jedes von den mechanischen Prüfinstrumenten 1402 eine Instrumentenwelle 1404 ein, die mit einem Messwandler oder Sensor gekoppelt ist, der innerhalb des mechanischen Prüfinstruments positioniert ist. Jedes von den mechanischen Prüfinstrumenten 1402 weist ferner eine Instrumentenspitze 1406 auf, die zum Angreifen an und Interagieren mit einem Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 ausgelegt ist.
In einem Beispiel schließt das mechanische Prüfinstrument 1402 eine Mehrzahl von modularen austauschbaren Messwandlern ein, die dafür ausgelegt sind, variierende Kräfte und Verschiebungsbereiche für die Instrumentenspitze 1406 bereitzustellen. Zum Beispiel schließt das mechanische Prüfinstrument 1402 in einem Beispiel den Niederlast-Messwandler ein, der für 10 Millinewton Kraft und ein Treiben über plus oder minus 15 Mikrometer eines bidirektionalen elektrostatischen Antreibens ausgelegt ist. In einem anderen Beispiel schließt das mechanische Prüfinstrument 1402 einen anderen Messwandler, beispielsweise den Hochlast-Messwandler (oben beschrieben) ein, der für maximale Kräfte von mindestens 30 Millinewton mit mindestens 80 Mikrometer Verfahrung in Richtung der Probentisch-Oberfläche 208, die von einer Aktortisch 1408 bereitgestellt wird, ausgelegt ist. Optional steht eine Reihe verschiedener Lastzellen für einen oder mehrere von den Hoch- oder Niederlast-Messwandlern zur Verfügung, die variierende Kraftbereiche und Empfindlichkeit bereitstellen.
Der Tisch 1408 (z.B. ein Tisch, der eine lineare Bewegung entlang der Y-Achse bereitstellt), wie hierin an dem linearen Tisch 210 des mechanischen Prüfinstruments beschrieben (der eine lineare Bewegung entlang der X-Achse bereitstellt), stellt eine ergänzende Einrichtung oder eine alternative Einrichtung zum Angreifen lassen der Instrumentenspitze 1406 an den oder zum Eindringen lassen der Instrumentenspitze 1406 in den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 bereit. Anders ausgedrückt ist der Tisch 1408 dafür ausgelegt, die Antriebskraft, beispielsweise die Kraft zum Eindringen lassen der Instrumentenspitze 1406 in den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208, bereitzustellen. Der Tisch 1408 ist in einem Beispiel dafür ausgelegt, eine Verschiebung des Prüfinstruments bereitzustellen, während das mechanische Prüfinstrument 1402, in dem ein Messwandler enthalten ist, dafür ausgelegt ist, die Kraft zu erfassen, die auf die Probentisch-Oberfläche 208 ausgeübt wird, ebenso wie die Verschiebung der Instrumentenspitze 1406 beim Angreifen an dem Probenkörper gemäß dem Betrieb des Tisches 1408.
Es wird nun auf 12 Bezug genommen, wo ein Beispiel für den Tisch 1408 detailliert ohne das mechanische Prüfinstrument 1402 gezeigt ist. Wie in 12 gezeigt ist, schließt der Tisch 1408 eine Tischbasis 1500A und eine Tischplattform 1500B, die mit der Tischbasis 1500B bewegbar gekoppelt ist, ein. Wie gezeigt, ist die Tischplattform 1500B bewegbar in Bezug auf die Tischbasis 1500A gekoppelt, beispielsweise mit Biegefedern 1512. Ein Aktor, wie etwa ein Piezo-Aktor 1502, ist zwischen die Tischbasis 1500A und die Tischplattform 1500B gekoppelt. Der Piezo-Aktor 1502 wirkt mit den Biegefedern 1512 zusammen, um die Tischplattform 1500B entlang einer linearen Achse (z.B. einer X-, Y- oder Z-Achse, abhängig von der Ausrichtung des Tisches 1408) zu lenken. In dem Beispiel, das in 12 gezeigt ist, lenkt der Tisch 1408 die Bewegung der Tischplattform 1500B entlang einer linearen Y-Achse (z.B. zur Probentisch-Oberfläche 208). Der Tisch 1408 zum Positionieren und Verstellen des mechanischen Prüfinstruments 1402 schließt unter anderem lineare Antriebstische mit Schrittmotoren, Piezo-Aktoren oder -Motoren, Schwingspulenstellantrieben, Stick-Slip-Aktoren und dergleichen ein. Der Tisch 1408 schließt unter anderem einen oder mehrere lineare Tische ein, die von Physik Instrumente GmbH & Co. Deutschland; Dynamic Structures and Materials, LLC, Franklin, Tennessee; Attocube Systems AG, Deutschland; SmarAct GmbH, Deutschland; und PiezoSystem Jena GmbH, Deutschland, hergestellt und verkauft werden. Ein Beispiel für den Tisch 1408 ist ein biegsamer Tisch, der von Dynamic Structures and Materials, LLC, bereitgestellt wird. Die Betätigung des Tisches 1408, beispielsweise eines oder mehrerer der oben angegebenen Tische, bewegt die Tischplattform 1500B in Bezug auf die Tischbasis 1500A auf gelenkte, gesteuerte Weise, die im Wesentlichen sicherstellt, dass die Bewegung des mechanischen Prüfinstruments 1402 (siehe 11) in einer linearen Richtung und nicht anderweitig gekippt, verkantet oder dergleichen in Bezug auf die gewünschte lineare Bewegungsachse erfolgt.
In einem anderen Beispiel schließt der Tisch 1408 einen Verschiebungssensor 1514 ein, der dafür ausgelegt ist, die Verschiebung der Tischplattform 1500B zu messen. Der Verschiebungssensor 1514 ist dadurch in der Lage, mit dem Messwandler des mechanischen Prüfinstruments 1402 zusammenzuwirken, um die Verschiebung der Tischplattform 1500B und die entsprechende Verschiebung des mechanischen Prüfinstruments 1402, ebenso wie von dessen Instrumentenspitze 1406 während des Betriebs der Prüfbaugruppe 1400 zu messen. In einem Beispiel beginnt beim Angreifen der Instrumentenspitze 1406 am Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 die Kraftmessung durch den Messwandler im mechanischen Prüfinstrument 1402 zu steigen. Wenn sie mit den Verschiebungsmessungen des Verschiebungssensors 1514 gekoppelt werden, werden die Kraftmessungen und die Verschiebungsmessungen des jeweiligen Messwandlers des mechanischen Prüfinstruments 1402 und des Verschiebungssensors 1514 gemeinsam verwendet, um eine oder mehrere mechanische Eigenschaften des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 zu bestimmen. In einem anderen Beispiel schließt der Tisch 1408 eine elektrische Buchse 1516 ein, die dafür ausgelegt ist, den Aktor 1502 zu betätigen sowie Messungen vom Verschiebungssensor 1514 zu empfangen und diese Messungen an einen Prozessor und eine Benutzeroberfläche, die zum Anzeigen solcher Informationen ausgelegt ist, weiterzugeben.
Betrieb der Prüfbaugruppe
Es wird erneut auf 2 Bezug genommen, wo die Prüfbaugruppe 112 mit dem Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden und dem mechanischen Prüfinstrument 114, das auf einer Prüfbaugruppenplattform 200 positioniert ist, gezeigt ist. Wie bereits beschrieben wurde, weist der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden in einem Beispiel sowohl eine lineare Tischbaugruppe 204 als auch eine Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 auf. Die lineare Tischbaugruppe 204 und die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 sind dafür ausgelegt, die Probentisch-Oberfläche 208 einschließlich beispielsweise eines darauf befindlichen Probenkörpers innerhalb einer Region innerhalb einer Mikroskopbaugruppe, beispielsweise einer örtlich begrenzten Koinzidenzregion, wie der Koinzidenzregion 222, die in 2 gezeigt ist, zu bewegen.
In einem Beispiel wird die lokal begrenzte Koinzidenzregion 222 durch die Arbeitsregionen der Instrumente, wie etwa der Instrumente 104, 106, 108, 110, die in 2 gezeigt sind, definiert. Der Betrieb der Prüfbaugruppe 112 beginnt mi der Probentisch-Oberfläche 208, wie gezeigt. Als Beispiel ist die Probentisch-Oberfläche 208 in einem im Wesentlichen orthogonalen Winkel zum mechanischen Prüfinstrument 114 gezeigt, beispielsweise einschließlich der Instrumentenwelle 406 und der Instrumentenspitze 408, die bereits in 4 gezeigt wurden. Das mechanische Prüfinstrument 114 ist dafür ausgelegt, in dieser Ausrichtung in den Probenkörper, der sich auf der Probentisch-Oberfläche 208 befindet, einzudringen oder diesen zu ritzen. Ebenso ist eines der Instrumente 104-110 dafür ausgelegt, in dieser speziellen Konfiguration den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 zu mustern oder mit diesem zu interagieren, während im gleichen Zuge das mechanische Prüfinstrument 114 eine oder mehrere mechanische Prüfungen an dem Probenkörper durchführt.
In einem anderen Beispiel wird da, wo es erstrebenswert ist Probentisch-Oberfläche 208 zu bewegen, beispielsweise den Probenkörper in Bezug auf ein anderes Instrument innerhalb der Multiinstrumentbaugruppe 100 auszurichten, der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden betätigt, um die Probentisch-Oberfläche 208 und den darauf befindlichen Probenkörper in Bezug auf das gewünschte Instrument auszurichten. Die Prüfbaugruppe 112, beispielsweise die lineare Tischbaugruppe 210 des mechanischen Prüfinstruments 114, wird auf ähnliche Weise betätigt, um das mechanische Prüfinstrument 114 mit zumindest einem Abschnitt des Probenkörpers fluchtend zu positionieren, um in situ eine mechanische Prüfung des Probenkörpers zu ermöglichen, während im gleichen Zuge eines oder mehrere von den Instrumenten 104-110 den Probenkörper mustern oder mit ihm interagieren.
Nun wird auf 13A Bezug genommen, wo die Probentisch-Oberfläche 208 ausgerichtet in einer zweiten Konfiguration in Bezug auf die in 2 gezeigte erste Konfiguration gezeigt ist. Wie gezeigt, ist die Probentisch-Oberfläche 208 in einer Position positioniert, die im Wesentlichen orthogonal ist zu der in 2 gezeigten Position. Zum Beispiel wird die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206, die in einem Beispiel den Drehtisch 600 einschließt, betätigt, um die Probentisch-Oberfläche 208 in die gezeigte, im Wesentlichen orthogonale Ausrichtung zu bewegen. Wie ähnlich in 13A gezeigt ist, wird der Kipptisch 602 (in 6 gezeigt), betätigt, um die Probentisch-Oberfläche 208 in eine leicht angehobene Ausrichtung zu der im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung, die in 2 gezeigt ist, zu kippen oder auszurichten. Anders ausgedrückt wird die plane Oberfläche der Probentisch-Oberfläche 208 in einem Kippwinkel in Bezug auf die in 2 gezeigte Ausrichtung ausgerichtet. In einem Beispiel wird, wie in 13A gezeigt ist, die Ausrichtung der Probentisch-Oberfläche 208 ebenso wie des darauf befindlichen Probenkörpers durchgeführt, um den Probenkörper in einer Ausrichtung anzuordnen, die auf eines der Instrumente, wie etwa das dritte Instrument 108, gerichtet ist, das beispielsweise einen zweiten Elektronenrückstreudetektor (EBSD) einschließt.
In einem anderen Beispiel wird die lineare Tischbaugruppe 204 einschließlich beispielsweise der linearen X-, Y- oder Z-Achsen-Tische 300, 302, 304 durch die Aktoren 301 betätigt, um die Probentisch-Oberfläche 208, die mittels der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 mit der linearen Tischbaugruppe 204 gekoppelt ist, in Bezug auf eines oder mehrere von den Instrumenten 104-110 linear zu positionieren. Anders ausgedrückt ist die lineare Tischbaugruppe 204 dafür ausgelegt, Probentisch-Oberfläche 208 in Bezug auf die erste Position, die in 2 gezeigt ist, anzuheben und zu verschieben. Das heißt, die lineare Tischbaugruppe 204 ist dafür ausgelegt, die Probentisch-Oberfläche 208 in die und aus der Seite, auf der Seite nach links und nach rechts und in Bezug auf die Seite vertikal (aufwärts oder abwärts) zu bewegen, wie in 13A gezeigt ist.
Nun wird auf 13B Bezug genommen, wo eine schematische Darstellung der bereits in den 2 und 13A gezeigten Prüfbaugruppe 112 bereitgestellt ist, welche die Probentisch-Oberfläche 208 in der Ausrichtung zeigt, die in 13A bereitgestellt ist. Anders ausgedrückt ist die Probentisch-Oberfläche 208 gemäß der Betätigung der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206, einschließlich beispielsweise des Drehtisches 600 und des Kipptisches 602, aus der Ausrichtung, die in 2 gezeigt wird, gedreht und gekippt. Wie in dem Beispiel in 13B gezeigt ist, ist die Probentisch-Oberfläche 208 in der in 13A gezeigten neuen Ausrichtung ausgerichtet, beispielsweise, um den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 an dem Instrument 108 auszurichten. Wie bereits beschrieben, stellt die Kombination der linearen Tischbaugruppe 204, welche die X-, Y- und Z-Tische 300-304 einschließt, und der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206, welche die Dreh- und Kipptische 600, 602 einschließt, die Flexibilität bereit, die gewünscht wird, um die Probentisch-Oberfläche 208 in im Wesentlichen jeder Ausrichtung auszurichten, die auf eines der Instrumente 104-110 gerichtet oder mit diesem nutzbar ist, wie hierin bereits beschrieben wurde. Außerdem ermöglicht die Ausrichtung der Probentisch-Oberfläche 208 in zumindest manchen Beispielen die Verwendung des mechanischen Prüfinstruments 114 mit dem Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208, während im gleichen Zuge irgendeines der Instrumente 104-110 den Probenkörper mustert oder mit ihm interagiert.
In dem in 13B gezeigten Beispiel ist eine zusammengesetzte Instrumentengrundfläche 1600 in gestrichelten Linien gezeigt, die zumindest um einen Abschnitt der Probentisch-Oberfläche 208 verlaufen. Wie bereits beschrieben, sind die Instrumente, wie etwa die Instrumente 104-110, in einem Beispiel eng um die Probentisch-Oberfläche 208 herum gruppiert, beispielsweise aufgrund von Raumbeschränkungen innerhalb einer Multiinstrumentbaugruppe 100, wie bereits in 1 gezeigt wurde. Wegen der Raumbeschränkungen arbeiten die lineare Tischbaugruppe 204 und die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 aufeinander abgestimmt, um die Probentisch-Oberfläche 208 in einer beliebigen von einer Mehrzahl von Positionen flexibel zu positionieren und auszurichten, um dementsprechend den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche in Bezug auf irgendeines von dem einen oder den mehreren Instrumenten 104-110 auszurichten. Das heißt, die lineare Tischbaugruppe 204 und die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 arbeiten zusammen, um die Probentisch-Oberfläche 208 innerhalb der lokal begrenzten Koinzidenzregion zu positionieren und auszurichten, die optional zumindest zum Teil von der zusammengesetzten Instrumentengrundfläche 1600 definiert wird.
In manchen Beispielen ist es gewünscht, nicht nur die Probentisch-Oberfläche 208 an einem oder mehreren von den Instrumenten 104-110 auszurichten, sondern auch einen Abschnitt des Probenkörpers mit der Probentisch-Oberfläche 208 beispielsweise mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 zu fluchten. Die Fluchtung des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 ebenso wie mit einem oder mehreren von den Instrumenten 104-110 ermöglicht die mechanische Prüfung mit dem Instrument 114 und im gleichen Zuge die Musterung oder Interaktion mit dem Probenkörper durch eines oder mehrere von den Instrumenten 104-110. Wie in 13B gezeigt ist, wird mit einer Drehung der Probentisch-Oberfläche 208, beispielsweise aus der Ausrichtung, die ursprünglich in 2 gezeigt ist, die Probentisch-Oberfläche 208 nicht nur in Bezug auf das Instrument 108 gedreht, sondern auch in Bezug auf das mechanische Prüfinstrument 114 gedreht, das in 13B in der Ausgangsposition mit gestrichelten Linien gezeigt ist. In einem Beispiel schließt die Prüfbaugruppe 112 ein fixes mechanisches Prüfinstrument 114 auf, das so bemessen und geformt ist, dass es in der Ausrichtung positioniert ist, die in 13B in gestrichelten Linien gezeigt ist. Wie gezeigt, muss zum Betätigen der Probentisch-Oberfläche 208, um sie mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 in dessen Position zu fluchten, die lineare Tischbaugruppe 204 betätigt werden, um die Probentisch-Oberfläche 208 zurückzusetzen (nach oben entlang der Seite), um die Probentisch-Oberfläche 208 mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 zu fluchten, während gleichzeitig der Probenkörper in Bezug auf das Instrument 108 für eines oder mehreres von Musterung oder Analyse positioniert wird.
Die Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 in der Ausrichtung, die in 13B gezeigt ist (d.h. nicht zurückgesetzt) ist aus mindestens zwei Gründen erstrebenswert. In einem Beispiel wird durch Zurücksetzen der Probentisch-Oberfläche 208 weg vom Instrument 108, beispielsweise zum Fluchten der Probentisch-Oberfläche 208 mit dem fixen mechanischen Prüfinstrument 114, der Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 außerhalb der Arbeitsregion des Instruments 108 oder an deren Rand positioniert, wodurch eine Musterung mit dem Instrument 108 kompromittiert wird, falls im gleichen Zuge eine mechanische Prüfung ebenfalls gewünscht wird. Demgemäß ist es erstrebenswert, die Probentisch-Oberfläche 208 und den darauf befindlichen Probenkörper mit der Arbeitsregion des Instruments 108 innerhalb der lokal begrenzten Koinzidenzregion 222 in Übereinstimmung zu bringen, während gleichzeitig das mechanische Prüfinstrument 114 für eine mechanische Prüfung mit dem Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 gefluchtet wird. Die Bereitstellung der linearen Tischbaugruppe, wie etwa der linearen Tischbaugruppe 210, die in 13A gezeigt ist, erleichtert die Positionierung des mechanischen Prüfinstruments 114 in der Ausrichtung, die in 13B gezeigt ist. Das heißt, das mechanische Prüfinstrument 114 wird mit der Probentisch-Oberfläche 208 gefluchtet, während gleichzeitig die Probentisch-Oberfläche 208 innerhalb der Arbeitsregion des Instruments 108 positioniert wird.
Außerdem ist es von Vorteil, das mechanische Prüfinstrument 114 auf die gezeigte Weise zu bewegen, um die kontinuierliche Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 einschließlich beispielsweise der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 außerhalb einer Instrumentengrundfläche 1600 zu erleichtern. Wie in 13B gezeigt ist, erstreckt sich die Instrumentengrundfläche 1600 in einem Beispiel um zumindest einen Abschnitt der lokal begrenzten Koinzidenzregion 222. Wie bereits beschrieben, stellen die Instrumente, wie etwa die Instrumente 104-110, eine eng gruppierte Reihe von Instrumenten um die Probentisch-Oberfläche 208 und die Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden herum bereit, wodurch die Region eng besetzt wird und demgemäß die flexible Positionierung der Probentisch -Oberfläche 208 erforderlich wird, zum Beispiel mit der Kombination der linearen Tischbaugruppe 204 und der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206. Wo die Fluchtung der Probentisch-Oberfläche 208 mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 zusammen mit einer Interaktion und Musterung durch die Instrumente 104-110 gewünscht ist, wird es wichtig, zusätzliche Freiheitsgrade bereitzustellen, um die Fluchtung des mechanischen Prüfinstruments 114 mit der Probentisch-Oberfläche 208 zu erleichtern. Zum Beispiel würde, wie in 13B gezeigt, das Zurücksetzen der Probentisch-Oberfläche 208 ohne eine Bewegung des mechanischen Prüfinstruments 114 (des mechanischen Prüfinstruments wie durch die gestrichelten Linien gezeigt, wenn es fixiert ist), zumindest die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 in einer Konfiguration positionieren, wo sie die Instrumentengrundfläche 1600 schneidet. Anders ausgedrückt würde zumindest die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 mit den Instrumenten innerhalb der Instrumentengrundfläche 1600 kollidieren, wenn die Probentisch-Oberfläche 208 mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 gefluchtet und in Bezug auf das Instrument 108 zur Musterung durch das Instrument positioniert würde.
Durch Bereitstellen des linearen Aktors 210 (z.B. eines X-Achsen-Aktors), der in 13A gezeigt ist, können eine oder mehrere von der linearen Tischbaugruppe 204 und der linearen Tischbaugruppe 210 des mechanischen Prüfinstruments 114 allein oder zusammen betätigt werden, um die Probentisch-Oberfläche 208 und das mechanische Prüfinstrument 114 so zu positionieren, dass nicht nur die Probentisch-Oberfläche 208 in Bezug auf das Instrument 108 ausgerichtet wird, sondern gleichzeitig auch Probentisch-Oberfläche 208 mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 gefluchtet wird. Diese zusätzliche Flexibilität (zusätzlich zu der linearen Bewegung entlang der Y-Achse, die von dem Tisch 1408 bereitgestellt wird), ermöglicht die Fluchtung des mechanischen Prüfinstruments 114 mit der Probentisch-Oberfläche 208 in im Wesentlichen jeder Ausrichtung, wobei die Probentisch-Oberfläche 208 in Bezug auf irgendeines von den Instrumenten 104-110 ausgerichtet wird, beispielsweise während die Probentisch-Oberfläche 208 um ungefähr 180 Grad von einer Aufwärtsrichtung und einer Abwärtsrichtung aus gedreht wird, wobei die Abwärtsrichtung in 13B gezeigt ist und die Aufwärtsrichtung 180 Grad entgegengesetzt zu der in 13B gezeigten Ausrichtung wäre.
Es wird wieder auf 13B Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass zur Aufrechterhaltung der Ausrichtung der Probentisch-Oberfläche 208 innerhalb der lokal begrenzten Koinzidenzregion 222 und um dadurch eine Kollision mit den Instrumenten zu verhindern, die von der Instrumentengrundfläche 1600 gebildet werden, die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 mit der linearen Tischbaugruppe 204 bewegt wird, beispielsweise mit einem oder mehreren von den Tischaktoren 300-304, während gleichzeitig das mechanische Prüfinstrument 114 bewegt wird wie in 13B gezeigt. Anders ausgedrückt wird das mechanische Prüfinstrument 114 in einer ersten linearen Richtung bewegt, beispielsweise abwärts entlang der Seite, wie in 13B dargestellt ist, und die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 in Bezug auf das Instrument 108 aufwärts bewegt wird, um die Probentisch-Oberfläche 208 mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 zu fluchten, während gleichzeitig die Probentisch-Oberfläche 208 innerhalb der Arbeitsregion des Instruments 108 ausgerichtet wird. Durch Kombinieren der linearen Verschiebung der Probentisch-Oberfläche 208, beispielsweise durch die lineare Tischbaugruppe 204 und die lineare Tischbaugruppe 210 des mechanischen Prüfinstruments, wird die Gesamtverschiebung von jeder der Komponenten, wie etwa des mechanischen Prüfinstruments 114 und der Probentisch-Oberfläche 208 im Wesentlichen minimiert, wodurch die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 und die Oberfläche 208 sicher innerhalb der Grundfläche 1600 gehalten werden. Der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden wird ebenso wie das mechanische Prüfinstrument 114 dadurch in die Lage versetzt, in Kombination (oder separat, in dem Fall, dass der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden allein betätigt wird) die Probentisch-Oberfläche 208 in einer oder mehreren Ausrichtungen innerhalb der lokal begrenzten Koinzidenzregion 222 zu positionieren, ohne dass der Probentisch -Oberfläche 208 (oder irgendeine der hierin beschriebenen Tische) mit irgendeinem von den Instrumenten kollidiert, die von der Instrumentengrundfläche 1600 gezeigt wird, die von den zuvor in 2 gezeigten Instrumenten 104-110 gebildet wird.
Die Hinzufügung der linearen Tischbaugruppe 210 des mechanischen Prüfinstruments 114 stellt eine erhöhte Flexibilität bereit, um dadurch die Fluchtung des mechanischen Prüfinstruments 114 mit der Probentisch-Oberfläche 208 in im Wesentlichen jeder Ausrichtung der Probentisch-Oberfläche 208 in Bezug auf die Instrumente 104-110 zu ermöglichen. Ferner stellt die Bereitstellung der linearen Tischbaugruppe 210 mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 durch Minimieren der Gesamtverschiebung, die für die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 notwendig ist, eine erhöhte Flexibilität für das gesamte System bereit, während gleichzeitig eine Fluchtung des mechanischen Prüfinstruments 114 mit der Probentisch-Oberfläche 208 möglich ist, da der Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche ansonsten innerhalb der Arbeitsregion von einem oder mehreren Instrumenten 104-110 ausgerichtet wird.
Wie hierin gezeigt stellt ferner die Kombination der linearen Tischbaugruppe 204 mit der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 ein System bereit, das dafür ausgelegt ist, die Probentisch-Oberfläche 208 um das mechanische Prüfinstrument 114 herum zu bewegen. Anders ausgedrückt stellt die Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 mit einem statischen (oder bewegbaren) Instrument 114 in Kombination mit den linearen Tischen der Baugruppe 204 sicher, dass die Probentisch-Oberfläche 208 um zumindest die Spitze des Instruments herum bewegbar ist, unter anderem einschließlich von Positionen auf jeder Seite der Spitze (links, rechts, darunter und darüber), vor der Spitze (z.B. wenn das vordere Ende der Spitze orthogonal zur Oberfläche 208 ist) und einer nahezu unendlichen Vielfalt von Positionen dazwischen. Im Gegensatz dazu ist das mechanische Prüfinstrument 114 auch in der Lage, gemäß der koordinierten Betätigung von einer oder mehreren von der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 und der linearen Tischbaugruppe 204 (und optional der Tische, die mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 assoziiert sind) von einer Reihe verschiedener Winkel aus auf die Probentisch-Oberfläche 208 zu- und daran anzugreifen.
Positionierung und Verrastung einer Probenkörperposition mit dem Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden
Wie oben beschrieben stellt der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden eine erhebliche Flexibilität für die Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 und eines darauf befindlichen Probenkörpers in Bezug auf eines oder mehrere von den Instrumenten 104-110 bereit, während sie gleichzeitig einen Zugriff durch das mechanische Prüfinstrument 114 ermöglicht. Die bewegliche Kopplung der einzelnen Tischplattformen mit jeweiligen Tischbasen für jeden der Tische der linearen Tischbaugruppe 204 und der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 stellt eine Gelegenheit bereit, unerwünschterweise ein Spiel in den Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden als Ganzes einzuführen. Ein solches Spiel schließt ein laterales Verschiebungsspiel und ein Kippspiel ein, die eine Bewegung der Probentisch-Oberfläche 208 nach oder während der Positionierung ermöglichen, wodurch die Probentisch-Oberfläche 208 und der darauf befindliche Probenkörper in Bezug auf eines oder mehrere von den Instrumenten 104-110 und ein mechanisches Prüfinstrument 114 aus der Flucht gebracht werden. Ein Spiel kompromittiert die exakte und zuverlässige Prüfung einer gewünschten Prüfstelle des Probenkörpers.
Wie hierin bereits beschrieben, minimieren eine oder mehrere Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 ebenso wie die Klemmbaugruppen wie hierin beschrieben, beispielsweise die Klemmbaugruppe 1100 für den Drehtisch 600, die Klemmbaugruppe 1208 für den Klapptisch 600, ebenso wie die Festklemmung, die durch die linearen Tische 210, 300, 302, 304 bereitgestellt wird, etwaige Ungenauigkeiten, die durch ein Spiel verursacht werden, wesentlich und ermöglichen die exakte und zuverlässige Positionierung jedes Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208. Anders ausgedrückt werden auch mit der Flexibilität, die von dem Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden bereitgestellt wird, robuste Stützflächen, einen Klemm- und Verrastungsangriff und dergleichen über dem gesamten Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden bereitgestellt, um sicherzustellen, dass ein Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208, wenn er an einer gewünschten Position positioniert wird, exakt und zuverlässig an der gewünschten Position positioniert wird und danach trotz einer Verstellung oder Interaktion mit Instrumenten wie etwa dem mechanischen Prüfinstrument 114, in dieser Position gehalten oder verrastet wird. Das heißt, Kräfte, die auf die Probentisch-Oberfläche 208 wirken, beispielsweise von dem mechanischen Prüfinstrument 114, das an der Probentisch-Oberfläche 208 angreift, ebenso wie Umgebungskräfte, wie etwa eine Schwerkraft, die auf die Tisches des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden wirkt, haben nur eine minimale Wirkung auf die Positionierung und den Halt der Probentisch-Oberfläche 208 und des darauf befindlichen Probenkörpers in Bezug auf die gewünschte Position.
Nun wird auf 14 Bezug genommen, wo ein schematisches Beispiel für den Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden bereitgestellt ist. Wie gezeigt weist der Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden eine lineare Tischbaugruppe 204 und eine Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 auf. Wie bereits beschrieben, weist in einem Beispiel die lineare Tischbaugruppe 204 eine Mehrzahl von linearen Tischen auf, wie X-, Y- und Z-Tische 300-304. Die linearen Tische 300-304 ermöglichen die lineare Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 (einschließlich beispielsweise der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206) in eine oder mehrere verschobene Ausrichtungen wie bereits hierin beschrieben. Wie in 14 gezeigt ist, weist in einem Beispiel jede von den X-, Y- und Z-Tischen 300-304 entsprechende Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 auf. Wie in 14 gezeigt ist, wird eine Kreuzrollenlager-Baugruppe zwischen jeder von den Tischplattformen und Tischbasen von jedem der X-, Y- und Z-Tische 300-304 bereitgestellt. In anderen Beispielen, und wie hierin gezeigt, sind zwei oder mehr Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 für jeden von den X-, Y- und Z-Tischen 300-304 bereitgestellt, um eine verbesserte Stütze bereitzustellen und ein Spiel (z.B. eine Auslenkung, Kippung und dergleichen der Tischplattformen in Bezug auf die Tischbasen) zu minimieren.
Wie gezeigt schließt jede von den Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 eine Mehrzahl von Rollenlagern 908 ein, die innerhalb des ersten und des zweiten Schienenkanals 900, 902 positioniert sind. Wie hierin bereits beschrieben wurde, stellen die Rollenlager 908 Oberfläche-an-Oberfläche-Schnittstellen zwischen den Tischbasen und den Tischplattformen von jeder der X-, Y- und Z-Tische 300-304 bereit. Die Rollenlager 908 sind in einer abwechselnden Kreuzkonfiguration innerhalb des ersten und des zweiten Schienenkanals 900, 902 bereitgestellt. Wie gezeigt, ermöglichen beispielsweise in 7 die gegenüberliegenden Paare von Schnittstellen, beispielsweise 906A, 906B und 904A, 904B, eine Anlage der Tischplattformen und Tischbasen in Oberfläche-an-Oberfläche-Kontakt mit den Rollenlagern 908 dazwischen. Zum Beispiel werden die Rollenberührungsflächen der Rollenlager 902 mit Flächenkontakt entlang jeder von den Angriffsflächen 904A, B und 906A, B aufgenommen, um sie zu stützen und Kräfte, Drehmomente und dergleichen durch einen Oberflächenkontakt zwischen den Rollenlagern 908 und den gegenüberliegenden Tischplattformen und Tischbasen zu übertragen. Dieser Angriff von Oberflächen an Oberfläche zwischen den Tischplattformen und den Tischbasen mit den dazwischen liegenden Rollenlagern 908 verhindert im Wesentlichen die Auslenkung oder Kippung der Tischplattformen in Bezug auf die Tischbasen und stellt dadurch eine robuste gestützte Oberfläche zwischen den Tischplattformen und den Tischbasen von jedem von den X-, Y- und Z-Tischen 300-304 bereit. Die robuste Stütze ermöglicht gleichzeitig eine bereitwillige Bewegung der Tischplattformen in Bezug auf die Tischbasen durch eine Lenkung, die durch die Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 bereitgestellt wird, wenn eine Verschiebung von einem oder mehreren von den Tischen (z.B. zur Ausrichtung der Probentisch-Oberfläche 208) gewünscht wird.
In dem schematischen Beispiel, das in 14 gezeigt ist, werden eine oder mehrere Kräfte wie etwa eine Instrumentenkraft 1700 und die Schwerkraft 1704 auf den Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden ausgeübt, um die robusten Stützungsmerkmale des Probentisches 116 während des Betriebs darzustellen. Wie in 14 gezeigt ist, werden die Tische 300-304 und 600, 602 ausgerichtet, um Probentisch-Oberfläche 208 in einer im Wesentlichen orthogonalen Ausrichtung in Bezug auf die Instrumentenwelle 406 und die Instrumentenspitze 408 des mechanischen Prüfinstruments 114 zu positionieren. Durch das Angreifen des mechanischen Prüfinstruments 114 an der Probentisch-Oberfläche 208 wird die Instrumentenkraft 1700, die entsprechende Momente einschließt, auf die Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden ausgeübt. Um sicherzustellen, dass die Probentisch-Oberfläche 208 und der darauf befindliche Probenkörper in der gewünschten Position gehalten werden (z.B. um eine exakte Platzierung der Instrumentenspitze 408 an der gewünschten Prüfstelle sicherzustellen), muss die gesamte Kette von Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden von der Probentisch-Oberfläche 208 zur Tischbasis 308A des Y-Tisches 302 ab der Zeit, zu der die Positionierung abgeschlossen ist, zumindest für die Instrumentenprüfungsprozedur im Wesentlichen statisch bleiben. Wie unten beschrieben stellen die Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden sicher, dass der Probenkörper während der Positionierung exakt und präzise bewegt wird und während einer Interaktion mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 in einer statischen vorgegebenen Position und Ausrichtung gehalten (z.B. verrastet, festgeklemmt, festgehalten und dergleichen) wird. Die Minimierung einer Auslenkung des Probenkörpers und/oder des mechanischen Prüfinstruments 114 aufgrund einer Nachgiebigkeit in der Tisch- und/oder Plattformbaugruppe verringert Fehler und Unsicherheiten in der mechanischen Prüfprozedur. Ferner hält der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden den Probenkörper zuverlässig in der gewünschten Position und Ausrichtung für eine Musterung des Probenkörpers nach einer Interaktion, beispielsweise durch eines oder mehrere von den Instrumenten 104-110.
Wie in der 14 gezeigt ist, wird die Instrumentenkraft 1700 auf die Probentisch-Oberfläche 208 ausgeübt. Optional wird die Instrumentenkraft 1700 auf entgegengesetzte Weise, beispielsweise während einer Zugprüfung, ausgeübt. Die Klemmbaugruppen 1110 und 1208 für die jeweiligen Dreh- und Kipptische 600, 602 klemmen die Komponenten der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 in der in 14 gezeigten Ausrichtung fest. Wie oben beschrieben, werden beispielsweise mehrere Kontaktpunkte mit den Spindelbaugruppen von jedem von den Dreh- und Kipptischen 600, 602 angegriffen, um die Bewegung der Spindeln (z.B. der Tischplattformen) in Bezug auf die jeweiligen Tischbasen im Wesentlichen zu verhindern. Die Instrumentenkraft 1700 wird dadurch von der Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 auf den benachbarten Z-Tisch 304 übertragen, ohne die Komponenten der Dreh-Kipptische 600, 602 aus ihren jeweiligen statischen Ausrichtungen zu bewegen.
Wie in der 14 gezeigt ist, wird die Instrumentenkraft 1702 durch die lineare Tischbaugruppe 204 übertragen, wie hierin beschrieben. Die Instrumentenkraft 1702 wird von der Tischplattform 312B durch Angreifen des ersten Schienenkanals 900 Oberfläche auf Oberfläche an den Rollenlagern 908 auf die Rollenlager 908 ausgeübt.
Die Rollenlager 908 übertragen die Instrumentenkraft 1702 auf den zweiten Schienenkanal 902 (z.B. auf die gegenüberliegende Oberfläche wie in 7 gezeigt). Die Instrumentenkraft 1702 wird danach auf die Tischplattform 310B des X-Tisches 300 übertragen und wird durch die Schnittstelle des ersten Schienenkanals 900 auf die anderen Lager 908 der Kreuzrollenlager-Baugruppe 706 des X-Tisches 300 übertragen. Die Rollenlager 908 der Kreuzrollenlager-Baugruppe 706 übertragen die Instrumentenkraft 1702 auf den gegenüberliegenden Schienenkanal 902 der Tischbasis 310A des X-Tisches 300. Wie in 14 gezeigt ist, ist die Tischbasis 310A des X-Tisches 300 mit der Tischplattform 308B des Y-Tisches 302 gekoppelt. Wie in 14 gezeigt ist, fluchtet die Kreuzrollenlager-Baugruppe 706 mit dem Vektor der Instrumentenkraft 1700 ebenso wie dem der übertragenen Instrumentenkraft 1702, und daher stellt die Kreuzrollenlager-Baugruppe 706 eine minimale Stütze für den Y-Tisch 302 gegen eine Bewegung bereit. Stattdessen fixiert der Klemm- oder Verrastungsangriff, des von der bereits in 3 gezeigten linearen Tisches 302 (z.B. mit dem Aktor 301) bereitgestellt wird, die Tischplattform 308B statisch in Bezug auf die Tischbasis 308A. Demgemäß wird die Instrumentenkraft 1700 einschließlich der übertragenen Instrumentenkraft 1702 durch den Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden durch eines oder mehrere von Klemm- und Verrastungsbaugruppen, welche die Bewegung der zugehörigen Komponenten im Wesentlichen verhindern, und durch ein Angreifen von Oberfläche an Oberfläche zwischen den jeweiligen Tischplattformen und Tischbasen von jedem der X-, Y- und Z-Tische 300-304 übertragen, um einen robusten gestützten Angriff zwischen den jeweiligen Komponenten bereitzustellen, der die Bewegung der Komponenten in Bezug aufeinander im Wesentlichen verhindert.
In einem anderen Beispiel wirken andere Kräfte (z.B. mit anderen Richtungsvektorkomponenten) auf den Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden. In einem Beispiel werden eine Kraft wie etwa die Schwerkraft 1704 und zugehörige Momente, die von der Schwerkraft erzeugt werden, auf eine oder mehrere von den Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden übertragen. Die Schwerkraft lenkt in Kombination mit Interaktionskräften, die durch die mechanische Prüfung des Instruments 114 bereitgestellt werden (z.B. Einkerbungs-, Ritz- oder Zugkräfte) Komponenten anderer Tische, die ein Spiel bereitstellen, ab. Die robusten stützenden Merkmale von jeder der Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden verhindern im Wesentlichen das Kippen oder Auslenken der Probentisch-Oberfläche 208 auch mit den bereitgestellten mehreren Freiheitsgraden. Wie in 14 gezeigt ist, wird die Schwerkraft 1704 beispielsweise mit einem Pfeil angegeben, der durch den Drehtisch 600 gelegt wird. Wie bei der Instrumentenkraft 1700 wird die Schwerkraft 1704 auf ähnliche Weise auf jede von den Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden ausgeübt, beispielsweise auf jede von den Tischplattformen und Tischbasen der jeweiligen Tische 300-304 und 600, 602. Zum Beispiel wird die Schwerkraft an jeder von den Komponenten auf eine oder mehrere von den Komponenten von benachbarten Komponenten übertragen (z.B. eine übertragene Schwerkraft 1706). Natürlich unterliegt auch jede von den Komponenten für sich der Schwerkraft. Für die Zwecke dieser Darstellung wird die Schwerkraft 1704 nur als Kraft untersucht, die von einem Ende auf das andere Ende des Tisches 116 übertragen wird.
Wie gezeigt, beispielsweise in 14, wirkt die Schwerkraft 1704 auf den Drehtisch 600. Die Schwerkraft 1704 ebenso wie die damit zusammenhängende Schwerkraft, die auf die Tischplattform 312B des Z-Tisches 304 wirkt, erzeugen ein entsprechendes Moment an dem Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden. Der Klemm- oder Verrastungsangriff des linearen Z-Tisches 304 (z.B. durch dem Aktor 301) verhindert im Wesentlichen die Bewegung der Tischplattform 312B in Bezug auf die Tischbasis 312A. Anders ausgedrückt wird ein Kippen, ein Auslenken und dergleichen von irgendeiner der Komponenten des zugehörigen Z-Tisches 304, beispielsweise mittels der Schwerkraft 1704, durch die Festklemmung und zuverlässige Verrastung der Tischplattform in Bezug auf die Tischbasis im Wesentlichen verhindert. Geht man an der Kette von Komponenten, die in 14 gezeigt sind, nach unten, so wird die übertragene Schwerkraft 1706 durch die Kreuzrollenlager-Baugruppe 706, die zu dem X-Tisch 300 gehört, übertragen, beispielsweise durch einen Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Schienenkanal 900, 902 und den dazwischen angeordneten Rollenlagern 908. Zum Beispiel wird die übertragene Schwerkraft 1706 über den ersten Schienenkanal 900 auf die abwechselnden Kreuzrollenlager 908 der Kreuzrollenlager-Baugruppe 706, die dem X-Tisch 300 zugeordnet ist, ausgeübt. Die übertragene Schwerkraft 1706 von der Tischplattform 310B wird durch das Angreifen der abwechselnden Kreuzrollenlager 908, die entlang der Angriffsflächen des zweiten Schienenkanals 902 angreifen, auf die Tischbasis 310 übertragen. Wie in der 14 gezeigt ist, wird dadurch die übertragene Schwerkraft 1706 auf den zweiten Schienenkanal 902 übertragen.
Die Schwerkraft 1706 wird danach auf den Y-Tisch 302 ausgeübt, beispielsweise auf die Tischplattform 308B. Die übertragene Schwerkraft 1706 wird vom ersten Schienenkanal 900 auf die abwechselnden Kreuzrollenlager 908 ausgeübt. Die übertragene Schwerkraft 1706 wird über die Rollenlager 908 auf die Angriffsflächen des zweiten Schienenkanals 902 übertragen. Wie in 14 gezeigt ist, wird im Wesentlichen verhindert, dass die Schwerkraft 1704 ebenso wie Momente, die aus der Schwerkraft resultieren, eine Auslenkung der Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden erzeugen. Anders ausgedrückt verhindern die Festklemmungs- oder Verrastungsfunktionen, die den einzelnen linearen Tischen 300-304 (z.B. den Aktoren 301) ebenso wie den Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 zugeordnet sind, die Auslenkung der Komponenten der linearen Tischbaugruppe 204 im Wesentlichen. Das heißt, durch die Positionierung der Probentisch-Oberfläche 208 und eines darauf befindlichen Probenkörpers in einer gewünschten Ausrichtung und Position erzeugt die Ausübung von Kräften, wie etwa vom mechanischen Prüfinstrument 114 und von Umgebungskräften wie etwa der Schwerkraft (aber auch einschließlich einer Vibration, einer Bewegung von Ausrüstungsteilen und dergleichen) im Wesentlichen keine Auslenkung, Kippung und dergleichen von irgendeiner der Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden. Anders ausgedrückt werden die Probentisch-Oberfläche 208 und der darauf befindliche Probenkörper, wenn sie wie gewünscht positioniert sind, von den Komponenten des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden im Wesentlichen in dieser Ausrichtung verrastet und robust gestützt, um sicherzustellen, dass eine gewünschte Prüfstelle des Probenkörpers an einer gewünschten Stelle gehalten wird, beispielsweise für eine Interaktion mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 und einem oder mehreren von den Instrumenten 104-110.
Verfahren zur Positionierung eines Prüfkörpers innerhalb einer Kammer einer
M ultii nstrumentbaugruppe
15 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren 1800 zum Ausrichten eines Probenkörpers innerhalb einer Kammer einer Multiinstrumentbaugruppe (wie etwa einer Multiinstrument-Mikroskopbaugruppe) unter Verwendung des hierin beschriebenen Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden. Bei der Beschreibung des Verfahrens bei 1800 wird auf eine oder mehrere Komponenten, Merkmale, Funktionen und dergleichen Bezug genommen, die hierin bereits beschrieben wurden. Wo zweckmäßig, wird auf die Komponenten und Merkmale mit Bezugszahlen verwiesen. Die bereitgestellten Bezugszahlen sind nur Beispiele und nicht ausschließlich gemeint. Zum Beispiel schließen die Merkmale, Komponenten, Funktionen und dergleichen, die im Verfahren 1800 beschrieben werden, die entsprechenden nummerierten Elemente anderer entsprechender hierin beschriebener Merkmale (sowohl nummerierte wie unnummerierte) ebenso wie ihre Äquivalente ein.
Bei 1802 wird ein Probenkörper auf einer Probentisch-Oberfläche wie etwa der Probentisch-Oberfläche 208, die in 2 gezeigt ist, positioniert. Bei 1804 wird der Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 in der ersten Ausrichtung in der Kammer ausgerichtet, wie etwa in einer Kammer 102 der Multiinstrumentbaugruppe 100, die in 1 gezeigt ist. In der ersten Ausrichtung wird der Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 mit einer oder mehreren Arbeitsregionen eines oder mehrerer Instrumente, wie etwa der Instrumente 104-110, innerhalb der Kammer 102, ausgerichtet. Wie hierin beschrieben werden die Arbeitsregionen zumindest zum Teil von der Instrumentenachse und von Brennpunkten 214-220, die in 2 gezeigt sind, gebildet, die ihrerseits, wenn sie verdichtet werden, eine lokal begrenzte zusammengesetzte Koinzidenzregion 222 bilden. Die Ausrichtung des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 in die erste Ausrichtung in der Kammer 102, die mit einer oder mehreren von den Arbeitsregionen von einem oder mehreren der Instrumente 104-110 übereinstimmt, schließt eine Positionierung und Ausrichtung des Prüfkörpers innerhalb der durch die Arbeitsregionen gebildeten lokal begrenzten Koinzidenzregion 222 ein. Der Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 in der ersten Ausrichtung liegt innerhalb der lokal begrenzten Koinzidenzregion 222. Zum Beispiel liegt der Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 in einer oder mehreren Ausrichtungen innerhalb der lokal begrenzten Koinzidenzregion 222 innerhalb eines eng besetzten Raums zwischen einem der Instrumente 104-110, die beispielsweise in den 1 und 2 gezeigt sind.
Die Ausrichtung des Probenkörpers schließt beispielsweise eines oder mehreres ein von dem Kippen eines Kipptisches 602, der mit der Probentisch-Oberfläche 608 gekoppelt ist, in Schritt 1806 oder dem Drehen eines Drehtisches 600, der mit der Probentisch-Oberfläche 208 gekoppelt ist, in Schritt 1808. In einem Beispiel schließt das Ausrichten eines oder mehreres von dem Kippen und dem Drehen des entsprechenden Kipptisches 602 und Drehtisches 600 ein.
Bei 1810 schließt das Verfahren 1800 die Neuausrichtung des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 auf eine zweite Ausrichtung in der Kammer 102 ein, die mit einer oder mehreren Arbeitsregionen von dem einen oder den mehreren Instrumenten 104-110 übereinstimmt. Die zweite Ausrichtung unterscheidet sich von der ersten Ausrichtung (z.B. einer zweiten Ausrichtung in Bezug auf dasselbe Instrument oder einer zweiten Ausrichtung, die auf ein zweites Instrument gerichtet ist) in dem Probenkörper. Die zweite Ausrichtung liegt innerhalb der lokal begrenzten Koinzidenzregion 222. Eine Neuausrichtung schließt eines oder mehreres vom Kippen des Kipptisches 602 oder vom Drehen der Drehtisches 600 ein, wie hierin bereits beschrieben wurde. In einem anderen Beispiel schließt das Verfahren 1800 das Koppeln einer Prüfbaugruppenplattform, wie etwa der Prüfbaugruppenplattform 200, die in 2 gezeigt ist, welche die Probentisch-Oberfläche 208 und die Dreh- und Kipptische 600, 602 stützt, mit einem Aufnahmetisch 101 der Multiinstrumentbaugruppe 100 ein. Die montierte Prüfbaugruppe 112 ist von den Wänden der Multiinstrumentbaugruppe 100 zurückgesetzt, wie in 1 gezeigt ist. Anders ausgedrückt ist die Prüfbaugruppe 112 zentral oder, in einem anderen Beispiel, weg von den Wänden der Multiinstrumentbaugruppe positioniert, um die Flexibilität der Positionierung des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden in Bezug auf eines oder mehrere von den Instrumenten 104-110, die eng um die Probentisch-Oberfläche 208 herum gruppiert sind, zu erhöhen.
Es folgen mehrere Optionen für das Verfahren 1800. In einem Beispiel schließt das Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 in der ersten Ausrichtung und das Neuausrichten des Probenkörpers in der zweiten Ausrichtung das Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in der ersten Ausrichtung ein, die mit der ersten Arbeitsregion eines ersten Instruments (wie etwa eines der Instrumente 104-110) von dem einen oder den mehreren Instrumenten mit der einen oder den mehreren Arbeitsregionen übereinstimmt. Die Neuausrichtung des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 schließt das Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 in der zweiten Ausrichtung ein, die mit der ersten Arbeitsregion des ersten Instruments übereinstimmt. Anders ausgedrückt schließt in einem Beispiel das Ausrichten und Neuausrichten das Anpassen der Position und die Fluchtung der Probenkörperposition auf der Probentisch-Oberfläche 208 (ebenso wie die Fluchtung der Probentisch-Oberfläche 208) innerhalb ein und derselben Arbeitsregion eines einzigen Instruments ein. Zum Beispiel werden die Probentisch-Oberfläche und der darauf befindliche Probenkörper in einem Beispiel orthogonal zu der Achse des ersten Instruments positioniert. In einem anderen Beispiel werden die Probentisch-Oberfläche 208 und der darauf befindliche Probenkörper in einer Fluchtung positioniert, die mit der Achse übereinstimmt. Das heißt, die Achse des Instruments ist entlang der Oberfläche der Probentisch-Oberfläche 208 ausgerichtet.
In einem anderen Beispiel schließt das Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 in der ersten Ausrichtung das Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in der ersten Ausrichtung ein, die mit der ersten Arbeitsregion eines ersten Instruments von dem einen oder den mehreren Instrumenten 104-110 mit der einen oder den mehreren Arbeitsregionen übereinstimmt. Das Neuausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche 208 schließt das Ausrichten der Probentisch-Oberfläche 208 und des darauf befindlichen Probenkörpers in der zweiten Ausrichtung ein, die mit einer zweiten Arbeitsregion eines zweiten Instruments übereinstimmt, wie etwa des Instruments 106 von dem einen oder den mehreren Instrumenten 104-110 mit einer oder mehreren Arbeitsregionen, die von der Arbeitsregion des ersten Instruments verschieden sind.
In einem noch anderen Beispiel schließt mindestens eines von dem Ausrichten und Neuausrichten der Probentisch-Oberfläche 208 das lineare Bewegen der Probentisch-Oberfläche mit einem oder mehreren linearen Tischen 300-304, die mit den Dreh- und Kipptischen gekoppelt sind, ein. Wie hierin beschrieben, sind in einem Beispiel der eine oder die mehreren Tische 300-304 in einer linearen Tischbaugruppe 204 enthalten, die beispielsweise in 2 gezeigt ist. Optional schließt das Verfahren 1800, welches das Ausrichten und Neuausrichten der Probentisch-Oberfläche 208 einschließt, das Beschränken einer Bewegung der Probentisch-Oberfläche und von einem oder mehreren von den Kipp- und Drehtischen 602, 600 in Richtung auf eines oder mehrere von den Instrumenten 104-110 in der Kammer 102 mit einer linearen Verschiebung des einen oder der mehreren linearen Tische 300-304 ein. Zum Beispiel werden die linearen Tische 300-304 betätigt, um die Probentisch-Oberfläche 208 innerhalb der lokal begrenzten Koinzidenzregion zu halten, während gleichzeitig auch eine Kollision mit einem oder mehreren von den Instrumenten 104-110 ausgeschlossen wird.
Das heißt, die linearen Tische 300-304 halten die Probentisch-Oberfläche 208 an einer im Wesentlichen zentralen Stelle weg von der zusammengesetzten Instrumentengrundfläche 1600. Die Beschränkung der Bewegung der Probentisch-Oberfläche 208 und eines oder mehrerer von den Kipp- und Drehtische 602, 600 schließt das Bewegen eines mechanischen Prüfinstruments 114, beispielsweise mit einem linearen Tischaktor 210, in einer entgegengesetzten Richtung zur linearen Verschiebung der einen oder der mehreren Tischen ein (wie in 13B gezeigt). Das mechanische Prüfinstrument 114 ist dafür ausgelegt, mechanisch mit einem Probenkörper auf einer Probentisch-Oberfläche in einer oder mehreren von der ersten und der zweiten Ausrichtung zu interagieren.
In einem noch anderen Beispiel schließt das lineare Bewegen der Probentisch-Oberfläche 208 das Bewegen einer Tischplattform (z.B. einer oder mehrerer von 308B, 310B, 312B) in Bezug auf eine Tischbasis (eine oder mehrere von 308A, 310A, 312A) mit einem Aktor 301 ein. Die Aktoren 301 schließen unter anderem Piezomotoren, Schrittmotoren, Schwingspulenaktoren, Stick-Slip-Aktoren und dergleichen ein. Optional schließt das Verfahren 1800 das Festklemmen einer oder mehrerer von den Tischplattformen in Bezug auf die jeweilige Tischbasis (z.B. von einem oder mehreren von den linearen Tischen 300, 302, 304) mit einer Klemm- oder Verrastungsfunktion, die von dem Aktor 301 betätigt wird, ein.
In noch anderen Beispielen schließt das Verfahren 1800, das beispielsweise das Ausrichten und Neuausrichten der Probentisch-Oberfläche 208 einschließt, das Bewegen eines mechanischen Prüfinstruments 114 in eine Flucht mit dem Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche 208 in zumindest der ersten und der zweiten Ausrichtung ein. Zum Beispiel schließt das Bewegen des mechanischen Prüfinstruments 114 das Betätigen eines linearen Tischaktors (z.B. eines oder mehrerer von einem linearen X-, Y- oder Z-Achsen-Tischaktor 210), der mit dem mechanischen Prüfinstrument 114 gekoppelt ist, ein. Wie hierin beschrieben, ermöglicht das Bewegen des mechanischen Prüfinstruments 114 in Kombination mit einer Ausrichtung der Probentisch-Oberfläche 208 (z.B. einer Ausrichtung der Probentisch-Oberfläche in einer oder mehreren verschiedenen Richtungen durch lineare Verschiebung, Drehung und Kippung der Probentisch-Oberfläche 208) eine Fluchtung des mechanischen Prüfinstruments mit der Probentisch-Oberfläche im Wesentlichen in jeder Ausrichtung in Bezug auf die Instrumente 104-110, während gleichzeitig die Gesamtbewegung der Probentisch-Oberfläche 208 minimiert wird. Das Minimieren der Gesamtbewegung (insbesondere der Verschiebung) der Probentisch-Oberfläche 208 minimiert dementsprechend jede Gelegenheit für eine Kollision des Probentisches 116 mit den mehreren Freiheitsgraden mit einem oder mehreren von den Instrumenten 104-110, die eng um den Tisch 116 herum gruppiert sind.
Optional schließen eines oder mehreres vom Kippen des Kipptisches 602 oder Drehen des Drehtisches 600 das Verstellen erster Motorelemente 1104A von Motoren (zum Beispiel von Motoren 1102A-C) in einer ersten Richtung ein, wobei die Motoren das erste Motorelement 1104A und ein zweites Motorelement 1104B einschließen. Das Verstellen der ersten Motorelemente 1104A der Motoren 1102A, 1102B (und optional 1102C) schließt ein gleichzeitiges Verstellen des ersten Motorelements 1104A des ersten Motors 1102A und des ersten Motorelements 1104A des zweiten Motors 1102B ein, um die Drehtischplattform 'in der ersten Richtung in Bezug auf die Drehtischbasis (z.B. 1108B in Bezug auf 1108A) zu drehen. Ebenso wird durch die Betätigung der ersten Motorelemente 1204A des ersten und des zweiten Motors 1202A, 1202B die Kipptischplattform 1010B in Bezug auf die Kipptischbasis 1010A verkippt, wie in 10A gezeigt ist.
Ebenso schließen eines oder mehreres vom Kippen des Kipptisches oder vom Drehen des Drehtisches 600, 602 das Verstellen zweiter Motorelemente, beispielsweise zweiter Motorelemente 1204B der Motoren 1202A, 1202B, in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, ein. Das Verstellen der zweiten Motorelemente 1204B, 1204B der Motoren 1202A, 1202B schließt ein gleichzeitiges Verstellen des zweiten Motorelements des ersten Motors 1202A und des zweiten Motorelements des zweiten Motors 1202B ein, um die Kipptischplattform 1010B' in einer zweiten Richtung in Bezug auf die Kipptischbasis 1010A zu drehen. Es wird auf 9 Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass die Verstellung der zweiten Motorelemente 1104B von mindestens zwei von den Motoren 1102A-C, beispielsweise durch gleichzeitiges Verstellen der zweiten Motorelemente 1104B, die Drehtischplattform 1010B in Bezug auf die Drehtischbasis 1008A bewegt.
Verfahren zum Verrasten eines Tisches einer Tischbaugruppe
16 zeigt ein Beispiel für das Verfahren 1900 zum Verrasten eines Tisches einer Tischbaugruppe in einer Ausrichtung (z.B. in einer Ausrichtung oder Position wie hierin bereits beschrieben). Bei der Beschreibung des Verfahrens 1900 wird auf eine oder mehrere Komponenten, Merkmale, Funktionen und dergleichen Bezug genommen, die hierin bereits beschrieben wurden. Wo zweckmäßig, wird auf die Komponenten und Merkmale mit Bezugszahlen verwiesen. Die bereitgestellten Bezugszahlen sind nur Beispiele und nicht ausschließlich gemeint. Zum Beispiel schließen die Merkmale, Komponenten, Funktionen und dergleichen, die im Verfahren 1900 beschrieben werden, die entsprechenden nummerierten Elemente andere entsprechende hierin beschriebene Merkmale, ebenso wie ihre Äquivalente ein.
Bei 1902 wird eine Tischplattform in Bezug auf eine Tischbasis mit mindestens einem Motor bewegt. Zum Beispiel werden, wie hierin beschrieben, mehrere lineare, Dreh- und Kipptische 300-304, 600, 602 beschrieben. Jeder von den Tischen schließt jeweils Tischplattformen und Tischbasen ein. Wie hierin beschrieben, werden ein oder mehrere Motoren betätigt, um die Tischplattformen in Bezug auf die Tischbasen zu bewegen. Bei 1904 schließt das Verfahren 1900 eine Verrastungsbewegung der Tischplattform in Bezug auf ihre jeweilige Tischbasis ein. Optional schließt das Verfahren 1900 das Bewegen der Prüfbaugruppe 112, beispielsweise durch eine Betätigung von Aktoren, die der Multiinstrumentbaugruppe 100 zugeordnet sind, ein. Eine Verstellung durch die Baugruppe 100, die beispielsweise durch die Schnittstelle des Aufnahmetisches 101 mit der Prüfbaugruppenhalterung 202 übertragen wird, stellt eine zusätzliche Flexibilität der Bewegung der Tischplattformen (z.B. der Probentisch-Oberfläche 208) bereit.
Bei 1906 schließt das Verfahren 1900 eine statische Festklemmung der Tischplattform in Bezug auf die Tischbasis ein. Zum Beispiel sind Beispiele für Klemmbaugruppen in den 9 und 10A gezeigt, die Klemmbaugruppen 1110 und 1208 einschließen. Jeweilige Tischplattformen 1008B und 1010B sind in den 9 und 10A gezeigt, und entsprechende Tischbasen 1008A und 1010A sind in den 9 und 10A ebenfalls gezeigt. Eine statische Festklemmung schließt eines oder mehreres der folgenden ein. Bei 1908 werden eine Klemmoberfläche und der mindestens eine Motor aufeinander vorgespannt, beispielsweise durch Betätigen eines oder mehrerer Aktoren, Federn und dergleichen, wie hierin beschrieben. Bei 1910 wird die Tischplattform zwischen der Klemmoberfläche und dem mindestens einen Motor in Angriff gebracht. In einem Beispiel ist die Klemmoberfläche in 9 durch mindestens einen Abschnitt des Drehlagers 1014 gezeigt. Ein weiteres Beispiel einer Klemmoberfläche ist in 10A durch die Achswelle 1200 gezeigt (siehe auch 10B, eine Querschnittsansicht der Kippspindelbaugruppe 1020 einschließlich der durch sie hindurch verlaufenden Achswelle 1200). Beispiele für Motoren sind ebenso in den 9 und 10A gezeigt, die den Merkmalen 1102A-1102C bzw. 1202A, 1202B entsprechen.
In einem Beispiel schließt der mindestens eine Motor, der im Verfahren 1900 beschrieben wird, einen Piezomotor ein, der dafür ausgelegt ist, eine Bewegung der Tischplattform in Bezug auf die Tischbasis in mindestens einer Richtung bereitzustellen. Wie in 9 gezeigt ist, schließen die Motoren 1102A-C beispielsweise jeweils separate Motorelemente 1104A, 1104B (erste und zweite Motorelemente) ein, die dafür ausgelegt sind, eine Drehbewegung in einer ersten und einer entgegengesetzten zweiten Richtung bereitzustellen. In einem Beispiel schließt ein Arretieren einer Bewegung der Tischplattform, wie etwa der Tischplattform 1008B, in Bezug auf die Tischbasis 1008A eine Abregung des mindestens einen Motors, beispielsweise jedes der Motorelemente 1104A, 1104B, ein. In einem anderen Beispiel beinhaltet das Verfahren 1900 das Arretieren einer Bewegung der Tischplattform, beispielsweise durch eine Abregung des mindestens einen Motors mit Festklemmung der Tischplattform 1008B in Bezug auf die Tischbasis 1008A. Optional wird, wie hierin bereits beschrieben, durch die Abregung von einem oder mehreren von den Motorelementen 1104A, 1104B von jedem der Motoren 1102A, 1102C (oder ihren Gegenstücken in dem Kipptisch 602) automatisch eine statische Festklemmung der Tischplattformen 1008B in Bezug auf die Tischbasis 1008A initiiert.
Es folgen mehrere Optionen für das Verfahren 1900. In einem Beispiel schließt das Aufeinander-Vorspannen der Klemmoberfläche und des mindestens einen Motors das Vorspannen mindestens eines Motors, wie etwa eines oder mehrerer von den Motoren 1102A, 1102C, mit mindestens einem Vorspannelement 1114A, 1114B, das mit dem mindestens einem Motor gekoppelt ist, ein. Der mindestens eine Motor 1102A-C wird zur Klemmoberfläche, wie etwa zu einem Abschnitt des Drehlagers 1014, vorgespannt. Wie in 10A gezeigt ist, spannen in einem anderen Beispiel die Vorspannelemente 1212A, 1212B (die in 10B gezeigt sind) die Motoren 1202A, 1202B zur Klemmoberfläche, wie etwa zur Achswelle 1200, vor. In einem anderen Beispiel schließt das Vorspannen des mindestens einen Motors das Aufbringen einer ersten Vorspannung an ein erstes Motorelement, wie etwa das in 9 gezeigte Motorelement 1104A von mindestens einem der Motoren 1102A, mit einem ersten Federelemente 1114A von dem mindestens einen Vorspannelement ein. Eine zweite Vorspannung wird an ein zweites Motorelement, wie etwa das Motorelement 1104B des mindestens einen Motors 1102A, mit einem zweiten Federelement 1114B von dem mindestens einen Vorspannelement aufgebracht, wobei das erste Motorelement 1104A dafür ausgelegt ist, die Tischplattform in einer ersten Richtung zu bewegen, und das zweite Motorelement 1104B dafür ausgelegt ist, die Tischplattform in einer zweiten Richtung zu bewegen, beispielsweise entgegengesetzt zur ersten Richtung. Optional beinhaltet das Bewegen der Tischplattform, wie etwa der Tischplattform 1008B oder 1010B, in Bezug auf die jeweiligen Tischbasen das Bewegen einer oder mehrerer Treibbacken, wie etwa der Treibbacken 1106, 1206, die in den 9, 10A gezeigt sind, mit einem oder mehreren vom ersten und zweiten Motorelement, die hierin bereits beschrieben wurden. Wie in den Figuren gezeigt ist, sind die Treibbacken 1106, 1206 jeweils zwischen das erste und das zweite Motorelement der einzelnen Motoren gekoppelt.
In einem noch anderen Beispiel schließt das Verfahren 1900 ferner eine Beschränkung einer lateralen Auslenkung des mindestens einen Vorspannelements, wie etwa der Vorspannelemente 1212A, 1212B, die in den 10A, 10B gezeigt sind, mit mindestens einem lateralen stützenden Vorspannelement 1214A, 1214B ein. Das mindestens eine laterale stützende Vorspannelement 1214A, 1214B ist mit dem mindestens einen Vorspannelement 1212A, 1212B gekoppelt. Optional sind die lateralen stützenden Vorspannelemente mit einer dazwischenliegenden Struktur, wie etwa dem Motorstützsattels 1206, der in 10A gezeigt ist, mit den Vorspannelementen gekoppelt.
Nun wird auf 9 Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass in einem Beispiel das Aufeinander-Vorspannen der Klemmoberfläche und des mindestens einen Motors das Vorspannen mindestens einen Motors (zum Beispiel dreier Motoren 1102A-1102C), der um die Tischplattform 1008B herum positioniert ist, zu einer ersten Oberfläche Tischplattform, zum Beispiel einer Oberfläche der Tischplattform, die an einer oder mehreren von den Treibbacken 1106 angreift, wie in 9 gezeigt ist, einschließt. Das Angreifen der Tischplattform 1008B schließt das Angreifen des einen oder der mehreren Motoren 1102A-C an der ersten Oberfläche und das Angreifen der Klemmoberfläche (zum Beispiel eines Abschnitts des Drehlagers 1014, das in 10A gezeigt ist), an einer zweiten Oberfläche der Tischplattform, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist, ein. In einem Beispiel schließt die Tischplattform 1008B einen Drehflansch 1100 ein, der mit der Tischplattform 1008B in Zusammenhang steht, und der Drehflansch 1100 schließt die erste und die entgegengesetzte zweite Oberfläche ein, wie in 9 gezeigt ist. Wie gezeigt, greifen beispielsweise die erste und die zweite Oberfläche des Drehflansches 1100 wie gezeigt jeweils an den Treibbacken 1106 und einem Abschnitt des Drehlagers 1014 an.
In einem noch anderen Beispiel schließt das Aufeinander-Vorspannen der Klemmoberfläche und des mindestens einen Motors das Vorspannen mindestens zwei Motoren 1202A, 1202B, die um die Tischplattform 1010B beabstandet sind, zu einer ersten Oberfläche der Tischplattform, wie etwa einem Außenumfang einer Kippspindel 1020, die in 10A und 10B gezeigt ist, ein. Ebenso schließt das Angreifen der Tischplattform 1010B das Angreifen der mindestens zwei Motoren 1202A, B an der ersten Oberfläche, wie etwa der Außenumfangsfläche der Kippspindel 1020, und das Angreifen der Klemmoberfläche, wie etwa der Achswelle 1200, an der zweiten Oberfläche der Tischplattform, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist, ein. Wie in 10B gezeigt ist, wird beispielsweise die Achswelle 1200 an eine Innenumfangsfläche der Kippspindel 1020 in Angriff gebracht. Wie in 10B gezeigt ist, ist die Kippspindel 1020 ein Abschnitt der Kippspindelbaugruppe 1010B und schließt die erste Oberfläche, die sich entlang eines Außenumfangs der Kippspindel erstreckt, und die zweite Oberfläche, die sich entlang eines Innenumfangs der Kippspindel erstreckt, ein.
Betätigung einer Kreuzrollenlager-Baugruppe
17 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren 2000 zur Verwendung eines Probentisches mit mehreren Freiheitsgraden, wie etwa des in den 1 und 2 gezeigten Probentisches 116 mit mehreren Freiheitsgraden. Bei der Beschreibung des Verfahrens 2000 wird auf eine oder mehrere Komponenten, Merkmale, Funktionen und dergleichen Bezug genommen, die hierin bereits beschrieben wurden. Wo zweckmäßig, wird auf die Komponenten und Merkmale mit Bezugszahlen verwiesen. Bereitgestellte Bezugszahlen sind nur Beispiele und nicht ausschließlich gemeint. Zum Beispiel schließen die Merkmale, Komponenten, Funktionen und dergleichen, die im Verfahren 2000 beschrieben werden, die entsprechenden nummerierten Elemente anderer entsprechender hierin beschriebener Merkmale (sowohl nummerierte wie unnummerierte) ebenso wie ihre Äquivalente ein.
Bei 2002 schließt das Verfahren 2000 das Verstellen eines oder mehrerer linearer Tische 300-304 von einer Mehrzahl von linearen Tischen, die mit einer Probentisch-Oberfläche 208 gekoppelt sind, ein. Der eine oder die mehreren linearen Tische 300-304 schließen jeweils eine Plattform ein, die entlang jeweiliger linearer Achsen (z.B. x-, y- und z-Achsen) bewegbar mit einer Tischbasis gekoppelt ist. Das Verstellen schließt das Bewegen mindestens einer Tischplattform in Bezug auf die mindestens eine Tischbasis entlang der jeweiligen linearen Achse für einen oder mehrere der linearen Tische 300-304 ein. Wie gezeigt, beispielsweise in 3, weisen die einzelnen linearen Tische 300-304 jeweils entsprechende Tischbasen 308A, 310A, 312A und Tischplattformen 308B, 310B, 312B auf. Jede von den Tischplattformen ist in Bezug auf die entsprechende Tischbasis der zugehörigen linearen Tische 300-304 bewegbar, beispielsweise mit Aktoren 301, die den einzelnen Tischen zugeordnet sind. Optional schließt das Verstellen des einen oder der mehreren linearen Tische 300-304 das Fluchten der Probentisch-Oberfläche 208 mit einem oder mehreren Instrumenten, einschließlich eines mechanischen Prüfinstruments 114 ein.
Bei 2004 schließt das Verfahren 2000 ferner das Beschränken einer lateralen Verschiebung und Kippung der Tischplattformen in Bezug auf die jeweiligen Tischbasen von der Mehrzahl von linearen Tischen 300-304 und in Bezug auf die lineare Achse von jedem der Tische mit Kreuzrollenlager-Baugruppen 706, die zwischen einer oder mehreren von den Tischplattformen und den Tischbasen angeordnet sind, ein. Wie hierin beschrieben, schließen die Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 eine Mehrzahl von Zylinderlagern (z.B. Rollenlager 908) in einer abwechselnden Kreuzkonfiguration ein. Zum Beispiel weist jedes benachbarte Rollenlager 908 innerhalb einer Kreuzrollenlager-Baugruppe 706 einen rechten Winkel in Bezug auf die benachbarten Rollenlager auf jeder Seite dieses Lagers auf.
Nun wird auf 7 Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass in einem Beispiel das Beschränken einer lateralen Verschiebung und Kippung der Tischplattformen das Angreifen von planen Plattform-Angriffsflächen die von 904A, 906B (des Schienenkanals 900) an zylindrischen Anlageflächen von der Mehrzahl von Zylinderlagern 908 (z.B. an zylindrischen Anlageflächen 910, die in 7 gezeigt sind), einschließt. Ferner schließt das Beschränken einer lateralen Verschiebung und Kippung das Angreifen von planen Basis-Angriffsflächen Tischbasis, wie etwa 906A, 904B (des Schienenkanals 902) an den zylindrischen Anlageflächen 910 der Mehrzahl von Zylinderlagern 908 ein. In einem anderen Beispiel schließt das Beschränken einer lateralen Verschiebung und Kippung das Angreifen von gegenüberliegenden Paaren von planen Plattform- und Basis-Angriffsflächen an zylindrischen Anlageflächen der Mehrzahl von Zylinderlagern 908 ein. Zum Beispiel wird eine erste Gruppe von zylindrischen Anlageflächen 910, beispielsweise ein Zylinderlager, das in einer ersten Richtung ausgerichtet ist (siehe das linke Lager 908, das in 7 gezeigt ist), an einem ersten Paar gegenüberliegender Paare von planen Plattform- und Basis-Angriffsflächen 904A-904B zum Angreifen gebracht. Ebenso wird eine zweite Gruppe von zylindrischen Anlageflächen 910 an einem zweiten Paar von den gegenüberliegenden Paaren von planen Plattform- und Basis-Angriffsflächen 904A, 904B zum Angreifen gebracht, wie an dem rechten Lager 908 von 7 gezeigt ist.
Wie hierin bereits beschrieben wurde, weist jeder von den Schienenkanälen 900, 902, in denen eine Mehrzahl von Rollenlagern 908 enthalten sind, Rollenlager in einer abwechselnden Kreuzbeziehung auf. Wie hierin bereits beschrieben wurde, schließt beispielsweise das Rollenlager 908. wie in 7 gezeigt, ein, dass seine zylindrische Anlagefläche 910 an jedem von einem Paar gegenüberliegender Angriffsflächen 904A, 904B angreift. Ein davor oder dahinter liegendes Rollenlager 908 innerhalb der Schienenkanäle 900, 902 weist eine zweite Gruppe zylindrischer Anlageflächen 910 auf, die an dem zweiten Paar der gegenüberliegenden Paare von planen Plattform- und Basis-Angriffsflächen, wie etwa den Angriffsflächen 906A, 906B, angreifen. Wie in 7 gezeigt ist, weist das erste Paar von Angriffsflächen 904A, 904B einen Winkel zum zweiten Paar von Angriffsflächen 906A, 906B auf, welcher der abwechselnden Kreuzkonfiguration der Zylinderlager entspricht. Anders ausgedrückt schließen die Schienenkanäle 900, 902 der einzelnen Tischplattformen und Tischbasen gegenüberliegende Angriffsflächen 904A, 904B und 906A, 906B ein, die so bemessen und geformt sind, dass sie in einem Kontakt von Oberfläche auf Oberfläche an entsprechenden zylindrischen Anlageflächen 910 von jedem von der Mehrzahl von Rollenlagern 908 angreifen.
Es folgen mehrere Optionen für das Verfahren 2000. In einem Beispiel schließt das Beschränken einer lateralen Verschiebung und Kippung ferner das Lenken der Bewegung von mindestens einer der Tischplattformen, wie etwa der Tischplattform 310B, die in 7 gezeigt ist, in Bezug auf mindestens von den jeweiligen Tischbasen 310A entlang der jeweiligen linearen Achse der einen von den linearen Tische von der Mehrzahl von linearen Tischen 300-304 mit einer von den Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 ein. Wie hierin beschrieben, verhindern oder beschränken die Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 im Wesentlichen die laterale Verschiebung und Kippung der Tischplattformen in Bezug auf die jeweiligen Tischbasen, wenn die Verschiebung und Kippung nicht mit der linearen Tischachse übereinstimmen. Dadurch stellen die Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 eine feste kontinuierliche Kette von Oberfläche-an-Oberfläche-Angriffen von der Probentisch-Oberfläche 208 über den gesamten Probentisch 116 mit den mehreren Freiheitsgraden bereit. Außerdem stellt die Kreuzrollenlager-Baugruppe 706 sicher, dass eine Verschiebung der Tischplattformen, wie etwa der Tischplattformen 308B, 310B, 312B, auf eine Bewegung entlang der jeweiligen linearen Achsen der jeweiligen linearen Tische 300-304 gemäß der Schnittstellenbeziehung der Rollenlager 908 innerhalb der Baugruppe 706 beschränkt ist, da sie entsprechend bewegbar an den entsprechenden Tischbasen 308A, 310A, 312A angreifen. Dadurch verhindern die Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 im Wesentlichen eine Auslenkung und Kippung der linearen Tische 300-304, während gleichzeitig die Kreuzrollenlager-Baugruppen 706 die Verschiebung der Mehrzahl von Tischplattformen in Bezug auf die jeweiligen Tischbasen entlang der gewünschten linearen Achsen exakt und zuverlässig lenken.
In noch einem anderen Beispiel schließt das Verstellen des einen oder der mehreren linearen Tische 300-304 das Bewegen einer oder mehrerer von den Tischplattformen 308B, 310B, 312B in Bezug auf die jeweiligen Tischbasen ein, beispielsweise mit den Aktoren 301, die den einzelnen Tischen 300-304 zugeordnet sind. In einem Beispiel schließen die Aktoren 301 unter anderem Piezomotoren, Schrittmotoren, Schwingspulenaktoren, Stick-Slip-Aktoren und dergleichen ein.
In einem noch anderen Beispiel schließt das Verfahren 2000 das Fluchten der Probentisch-Oberfläche 208 mit einem oder mehreren Instrumenten, wie etwa dem mechanischen Prüfinstrument 114 durch die Verstellung eines oder mehrerer von den linearen Tischen 300-304 der linearen Tischbaugruppen 204, die bereits in den 2 und 3 gezeigt wurde, ein. Optional schließt das Fluchten der Probentisch-Oberfläche mit einem oder mehreren von den Instrumenten 114 eines oder mehreres von einem Drehen oder Kippen der Probentisch-Oberfläche 208 mit einem oder mehreren Dreh- oder Kipptischen 600, 602 ein, die mit der Mehrzahl von linearen Tischen 300-304 gekoppelt sind. Zum Beispiel sind die Dreh- oder Kipptische 600, 602 in eine Dreh- und Kipptisch-Baugruppe 206 aufgenommen, die in Reihe mit der Mehrzahl von linearen Tischen und der linearen Tischbaugruppe 204 gekoppelt ist.
Schlussbemerkung
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren stellen ein System bereit, das für eine Positionierung eines Probenkörpers für eine Musterung und mechanische Interaktion und Prüfung innerhalb einer kompakten Kammer eines Instrumentengehäuses ausgelegt ist. Die Kammer eines solchen Instrumentengehäuses schließt eine Reihe von Instrumenten und Detektoren (z.B. FIB-Instrumente, einen oder mehrere Elektronenrückstreudetektoren (EBSD), eine Elektronenkanone für ein Rasterelektronenmikroskop und dergleichen), die eng um eine zentrale Prüfstelle gruppiert sind, ebenso wie die physischen Grenzen der Instrumentengehäusewände ein.
Die hierin beschriebenen Prüfbaugruppenvorrichtungen und -verfahren ermöglichen eine flexible Manövrierung des Probenkörpers innerhalb der engen Gruppe von Instrumenten, durch mit dem Probentisch mit mehreren Freiheitsgraden. Die Prüfbaugruppe verwendet einen Probentisch mit mehreren Freiheitsgraden einschließlich linearer, Dreh- und Kipptische, um einen Probenkörper innerhalb der Kammer gemäß den Prüfparametern (z.B. Arbeitsregionen, wie etwa Brennpunkten, Instrumentenreichweiten und dergleichen) von jedem der Instrumente, die nacheinander oder gleichzeitig verwendet werden, exakt, zuverlässig und schnell zu positionieren und neu zu positionieren. Ferner findet die Positionierung und Ausrichtung des Probenkörpers innerhalb der zentralen Stelle (der lokal begrenzten Koinzidenzregion) der kompakten Kammer, die von den gruppierten Instrumenten und den Detektoren umgeben ist, statt. Die Kombination aus Drehung, Kippung und linearer Positionierung erleichtert die Ausrichtung und Positionierung eines Probenkörpers an der zentralen Stelle gemäß den Arbeitsregionen des einen oder der mehreren Instrumente. Darüber hinaus wird die Positionierung und Neupositionierung des Probenkörpers ohne Öffnen der Kammer und ohne manuelle Neupositionierung durchgeführt.
In einem anderen Beispiel weist die Prüfbaugruppe einen oder mehrere Tische auf, die mit einem mechanischen Prüfinstrument (z.B. einem Messwandler, der eine Einkerbungs-, Ritzspitze, Zugklemmen oder dergleichen aufweist) gekoppelt werden, um mindestens einen zusätzlichen Freiheitsgrad für die Prüfbaugruppe bereitzustellen. Zum Beispiel wird ein Probenkörper, der gekippt oder gedreht wird, um den Probenkörper auf ein erstes Instrument zu richten, in unmittelbarer Nähe zur zentralen Stelle der kompakten Kammer gehalten, die von den Brennpunkten oder Arbeitsabständen (z.B. den Arbeitsregionen) eines oder mehrerer Instrumente und Detektoren, ebenso wie ihren physischen Gehäusen definiert wird. Das mechanische Prüfinstrument ist in Bezug auf den Probenkörper auf ähnliche Weise positionierbar, um den Probenkörper mechanisch zu prüfen. Die Prüfbaugruppe positioniert und orientiert dadurch den Probenkörper gemäß den Parametern von jedem der Instrumente, die ursprünglich in der kompakten Kammer des Instrumentengehäuses vorhanden sind, während sie gleichzeitig ein mechanisches Prüfinstrument so positioniert, dass es mit dem Probenkörper interagiert. Durch Bewegen des mechanischen Prüfinstruments wird der Probenkörper in der gewünschten Ausrichtung der Instrumente und Detektoren gehalten, deren Nutzung ermöglicht und außerdem im gleichen Zuge eine mechanische Prüfung des Probenkörpers ermöglicht.
Wie hierin beschrieben, ermöglicht der Probentisch mit mehreren Freiheitsgraden (und in manchen Beispielen das mechanische Prüfinstrument) die Positionierung und Ausrichtung eines Probenkörpers innerhalb einer zentralen Stelle (z.B. einer lokal begrenzten Koinzidenzregion) der kompakten Kammer und verhindert im Wesentlichen ein Anschlagen oder eine Kollision des Probentisches mit den mehreren Freiheitsgraden an die bzw. mit den Instrumenten und Detektoren, die eng um die zentrale Stelle herum gruppiert sind.
Darüber hinaus schließt die Prüfvorrichtung, beispielsweise die lineare Tischbaugruppe, die eine oder mehrere von X-, Y- und Z-Stufen einschließt, eine oder mehrere Lagerbaugruppen mit im Wesentlichen starren lateralen Stütz- und linearen Lenkungsmechanismen. In einem Beispiel schließen die eine oder die mehreren Lagerbaugruppen unter anderem Kreuzrollenlager-Baugruppen für einen oder mehrere von den linearen Tischen ein, die eine feste strukturelle Schnittstelle zwischen den einzelnen Tischplattformen und Tischbasen bereitstellen. Das Angreifen von Oberfläche an Oberfläche zwischen den Oberflächen des zylindrischen Lagers und den gegenüberliegenden Angriffsflächen eliminiert im Wesentlichen eine relative Bewegung der Komponenten der einzelnen linearen Tische entlang Achsen, die nicht mit den linearen Achsen der jeweiligen Tische übereinstimmen. Außerdem schließen eine oder mehrere von den Dreh- und Kipptischen Klemmbaugruppen ein, welche die Tischplattform der einzelnen Aktoren in Bezug auf der jeweiligen Tischbasis festhalten. Die Klemmbaugruppen spannen die Tischplattform so vor, dass sie an mehreren Kontaktpunkten an der Tischbasis angreifen, um die Tischplattform fest in der gewünschten Position zu halten. Auch wenn das mechanische Prüfinstrument an dem Probenkörper angreift (z.B. durch Einkerben, Ritzen, Zugbelastung und dergleichen) und dementsprechend Kräfte auf den Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden übertragen werden, wird der Probenkörper zuverlässig in der gewünschten Position und Ausrichtung zum Prüfen und Mustern gehalten. Der Tisch mit den mehreren Freiheitsgraden ist dadurch in der Lage, die Flexibilität der linearen, Kipp- und Drehpositionierung ohne das kumulierte Spiel bereitzustellen, das in anderen Baugruppen mit mehreren Freiheitsgraden bereitgestellt wird.
Verschiedene Anmerkungen und Beispiele
Beispiel 1 kann einen Gegenstand beinhalten, etwa eine Vorrichtung, etwa eine, die eine Prüfbaugruppe einschließen kann, die für einen Betrieb innerhalb einer Kammer einer Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei jedes Instrument der Multiinstrumentbaugruppe eine Arbeitsregion einschließt, wobei die Arbeitsregionen eine lokal begrenzte Koinzidenzregion definieren, wobei die Prüfbaugruppe umfasst: eine Prüfbaugruppenplattform, die zur Kopplung mit einem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist; ein mechanisches Prüfinstrument, das mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt ist, wobei das mechanische Prüfinstrument dafür ausgelegt ist, an einem Probenkörper auf einer Probentisch-Oberfläche anzugreifen und ihn zu prüfen; einen Probentisch mit mehreren Freiheitsgraden, der mit der Probentisch-Oberfläche gekoppelt ist, wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden aufweist: die Probentisch-Oberfläche, eine Mehrzahl von linearen Tischen, die in Reihe mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt sind und zwischen die Probentisch-Oberfläche und die Mehrzahl von linearen Aktoren gekoppelt sind; und wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt ist, durch eine Kombination einer Bewegung von zwei oder mehr von der Mehrzahl von linearen, Dreh- oder Kipptische Probentisch-Oberfläche an den einzelnen Arbeitsregionen in der lokal begrenzten Koinzidenzregion auszurichten.
Beispiel 2 kann den Gegenstand von Beispiel 1 einschließen oder optional mit diesem kombiniert sein und optional einschließen, dass der Drehtisch eine Drehtischplattform einschließt, die bewegbar mit einer Drehtischbasis gekoppelt ist, und der Kipptisch eine Kipptischplattform einschließt, die bewegbar mit einer Kipptischbasis gekoppelt ist.
Beispiel 3 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 oder 2 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass es eine Dreh- und Kippbaugruppe umfasst, welche die Dreh- und Kipptische einschließt, wobei die Dreh- und Kippbaugruppe mit der Mehrzahl von linearen Tische gekoppelt ist und die Dreh- und Kippbaugruppe einschließt: die Drehtischbasis, die mit der Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt ist, eine Drehspindel, die bewegbar mit der Drehtischbasisgekoppelt ist, und dass die Drehspindel die Drehtischplattform und die Drehtischbasiseinschließt und eine Kippspindel bewegbar mit der Drehspindel gekoppelt ist.
Beispiel 4 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 3 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Drehtischbasis die Kipptischbasis umgibt.
Beispiel 5 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 4 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der Drehtisch einen oder mehrere Motoren einschließt, die zwischen der Drehtischplattform und der Drehtischbasis angeordnet sind, und dass der eine oder die mehreren Motoren in direkten oder indirekten Angriff an einer oder mehreren von der Drehtischplattform oder -basis vorgespannt sind.
Beispiel 6 kann den Gegenstand von einem oder der Beispiele 1 bis 6 irgendeiner Kombination einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der Kipptisch einen oder mehrere Motoren einschließt, die zwischen der Kipptischplattform und der Kipptischbasis angeordnet sind, und dass der eine oder die mehreren Motoren in einen direkten oder indirekten Angriff an einer oder mehreren von der Kipptischplattform oder -basis vorgespannt sind.
Beispiel 7 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 6 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass mindestens einer von dem Drehtisch und dem Kipptisch einen oder mehrere Motoren einschließt und dass jeder von dem einen oder den mehreren Motoren einschließt: ein erstes Motorelement, das dafür ausgelegt ist, eine von der Drehtischplattform oder der Kipptischplattform in einer ersten Richtung in Bezug auf die jeweilige Drehtischbasis oder Kipptischbasis zu bewegen, ein zweites Motorelement, das dafür ausgelegt ist, eine von der Drehtischplattform oder der Kipptischplattform in einer zweiten Richtung in Bezug auf die jeweilige Drehtischbasis oder Kipptischbasis zu bewegen, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und eine Treibbacke, die zwischen das erste und das zweite Motorelement gekoppelt ist, wobei die Treibbacke bewegbar an einer von der Dreh- oder Kipptischplattform oder der Dreh- oder Kipptischbasis angreift.
Beispiel 8 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 7 oder einer Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Dreh- und Kipptische an einem Ende der Mehrzahl von linearen Tischen positioniert sind, das von der Stelle der Kopplung zwischen der Prüfbaugruppenplattform und der Mehrzahl von linearen Tischen entfernt liegt, und dass eine Stelle, wo die Drehung und Kippung der Probentisch-Oberfläche stattfinden, in der Nähe des Endes der Mehrzahl von linearen Tische liegt.
Beispiel 9 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 8 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Probentisch-Baugruppe mit den mehreren Freiheitsgraden von Wänden einer Kammer einer Multiinstrumentbaugruppe isoliert ist.
Beispiel 10 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 9 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der Kipptisch einen Kippbewegungsbereich aufweist und dass der Drehtisch einen Drehbewegungsbereich aufweist, und dass die Kipp- und Drehtische über die gesamten jeweiligen Kipp- und Drehbewegungsbereiche bewegbar sind, während die Probentisch-Oberfläche auf jede von den Arbeitsregionen in der lokal begrenzten Koinzidenzregion ausgerichtet ist.
Beispiel 11 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 10 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der Kippbewegungsbereich etwa 180 Grad beträgt und dass der Drehbewegungsbereich etwa 180 Grad beträgt.
Beispiel 12 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 11 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass mindestens ein linearer Tisch von der Mehrzahl von linearen Tischen eine Tischplattform aufweist, die bewegbar mit einer Tischbasis gekoppelt ist.
Beispiel 13 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 12 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Tischplattform eines ersten Tisches von der Mehrzahl von linearen Tischen in der Tischbasis eines zweiten Tisches der linearen Tische enthalten ist.
Beispiel 14 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 13 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass mindestens eine Kreuzrollenlager-Baugruppe zwischen die Tischplattform und die Tischbasis von einem oder mehreren von der Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt ist.
Beispiel 15 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1-14 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein, so dass es einen Gegenstand wie ein Verfahren einschließt, wie eines, das einschließen kann: Positionieren eines Probenkörpers auf Probentisch-Oberfläche; Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in einer ersten Ausrichtung in der Kammer, die mit einer oder mehreren Arbeitsregionen eines oder mehrerer Instrumente innerhalb der Kammer, einschließlich der eines mechanischen Prüfinstruments, übereinstimmt, wobei die eine oder die mehreren Arbeitsregionen eine örtlich begrenzte Koinzidenzregion innerhalb der Kammer definieren und der Probenkörper in der ersten Ausrichtung innerhalb der örtlich begrenzten Koinzidenzregion liegt, dass das Ausrichten eines oder mehreres einschließt von: Kippen eines Kipptisches, der mit der Probentisch-Oberfläche gekoppelt ist, oder Drehen eines Drehtisches, der mit der Probentisch-Oberfläche gekoppelt ist; und Neuausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in eine zweite Ausrichtung in der Kammer, die mit einer oder mehreren Arbeitsregionen des einen oder der mehreren Instrumente übereinstimmt, wobei die zweite Ausrichtung von der ersten Ausrichtung verschieden ist, und der Probenkörper in der zweiten Ausrichtung innerhalb der örtlich begrenzten Koinzidenzregion liegt, wobei das Neuausrichten eines oder mehreres von Kippen des Kipptisches oder Drehen des Drehtisches einschließt.
Beispiel 16 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 15 oder einer Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in die erste Ausrichtung und das Neuausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in die zweite Ausrichtung jeweils einschließen: Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in die erste Ausrichtung, die mit einer ersten Arbeitsregion eines ersten Instruments von dem einen oder den mehreren Instrumenten, welche die eine oder die mehreren Arbeitsregionen aufweisen, übereinstimmt, und Neuausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in die zweite Ausrichtung, die mit der ersten Arbeitsregion des ersten Instruments übereinstimmt.
Beispiel 17 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 16 oder einer Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in die erste Ausrichtung und das Neuausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in die zweite Ausrichtung jeweils einschließen: Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in die erste Ausrichtung, die mit einer ersten Arbeitsregion eines ersten Instruments von dem einen oder den mehreren Instrumenten übereinstimmt, die eine oder mehrere Arbeitsregionen aufweisen, und Neuausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in die zweite Ausrichtung, die mit einer zweiten Arbeitsregion eines zweiten Instruments von dem einen oder den mehreren Instrumenten, die eine oder mehrere Arbeitsregionen aufweisen, übereinstimmt.
Beispiel 18 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 17 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass mindestens eines von dem Ausrichten und Neuausrichten ein lineares Bewegen der Probentisch-Oberfläche mit einem oder mehreren linearen Tischen, die mit einem oder mehreren von den Dreh- und Kipptischen gekoppelt sind, einschließt.
Beispiel 19 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 18 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Ausrichten und Neuausrichten das Beschränken einer Bewegung der Probentisch-Oberfläche und eines oder mehrerer von den Kipp- und Drehtische in Richtung auf eines oder mehrere von den Instrumenten in der Kammer mit einer linearen Verschiebung des einen oder der mehreren linearen Tische einschließt.
Beispiel 20 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 19 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Beschränken einer Bewegung der Probentisch-Oberfläche und eines oder mehrerer von den Kipp- und Drehtischen das Bewegen des mechanischen Prüfinstruments in einer Richtung, die der linearen Verschiebung des einen oder der mehreren Tische entgegengesetzt ist, einschließt, wobei das mechanische Prüfinstrument dafür ausgelegt ist, mechanisch mit einem Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche zu interagieren.
Beispiel 21 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 20 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Ausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in der ersten Ausrichtung eines oder mehreres einschließt von: Kippen eines Kipptisches, der mit der Probentisch-Oberfläche gekoppelt ist, oder Drehen eines Drehtisches, der mit der Probentisch-Oberfläche gekoppelt ist, und Drehen der Probentisch-Oberfläche um eine Probenkörperoberflächen-Drehachse, die durch die Probentisch-Oberfläche verläuft; und das Neuausrichten des Probenkörpers auf der Probentisch-Oberfläche in der zweiten Ausrichtung eines oder mehreres von einem Kippen des Kipptisches oder einem Drehen des Drehtisches und Drehen des Drehtisches, der mit der Probentisch-Oberfläche gekoppelt ist, einschließt.
Beispiel 22 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 21 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass mindestens eines von dem Ausrichten und Neuausrichten ein Bewegen des mechanischen Prüfinstruments in eine Flucht mit dem Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche in zumindest der ersten und der zweiten Ausrichtung einschließt.
Beispiel 23 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 22 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Bewegen des mechanischen Prüfinstruments das Betätigen eines linearen Tischaktors, der mit dem mechanischen Prüfinstrument gekoppelt ist, einschließt.
Beispiel 24 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 23 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional ein Koppeln einer Prüfbaugruppenplattform, welche die Probentisch-Oberfläche und die Dreh- und Kipptische einschließt, mit einem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe einschließen und dass die montierte Prüfbaugruppenplattform von Wänden der Multiinstrumentbaugruppe zurückgesetzt ist.
Beispiel 25 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 24 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass eines oder mehreres vom Kippen des Kipptisches oder Drehen des Drehtisches einschließt: Verstellen eines ersten Motorelements eines ersten Motors in einer ersten Richtung, wobei der erste Motor das erste Motorelement und ein zweites Motorelement einschließt, Verstellen eines ersten Motorelements eines zweiten Motors in der ersten Richtung, wobei der zweite Motor das erste Motorelement und ein zweites Motorelement einschließt, und wobei die Verstellung des ersten Motorelements des ersten Motors gleichzeitig mit der Verstellung des ersten Motorelements des zweiten Motors stattfindet, um eine oder mehrere von der Kipptischplattform in Bezug auf die Kipptischbasis oder die Drehtischplattform in Bezug auf idie Drehtischbasis in die erste Richtung zu drehen.
Beispiel 26 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 25 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass eines oder mehreres vom Kippen des Kipptisches oder Drehen des Drehtisches einschließt: Verstellen des zweiten Motorelements eines ersten Motors in einer zweiten Richtung, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist, Verstellen des zweiten Motorelements des zweiten Motors in der zweiten Richtung, und wobei das Verstellen des zweiten Motorelements des ersten Motors gleichzeitig mit dem Verstellen des zweiten Motorelements des zweiten Motors stattfindet, um eine oder mehrere von der Kipptischplattform in Bezug auf die Kipptischbasis oder der Drehtischplattform in Bezug auf die Drehtischbasis in die zweite Richtung zu drehen.
Beispiel 27 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 26 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass mindestens eines von dem Ausrichten und Neuausrichten eine lineare Verschiebung der Probentisch-Oberfläche mit einem oder mehreren linearen Tischen, die mit einem oder mehreren von den Dreh- und Kipptischen gekoppelt sind, einschließt.
Beispiel 28 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1-27 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein, so dass es einen Gegenstand wie eine Vorrichtung einschließt, wie eine, die einschließen kann: einen Drehtisch; einen mit dem Drehtisch gekoppelten Kipptisch; eine Probentisch-Oberfläche, die mit einem von dem Drehtisch oder dem Kipptisch gekoppelt ist; und wobei einer oder beide von dem Dreh- und dem Kipptisch einschließen: eine Tischbasis, eine Tischplattform, die mit der Tischbasis gekoppelt ist, und mindestens einen Motor, der bewegbar mit einer von der Tischbasis oder der Tischplattform gekoppelt ist, wobei der mindestens eine Motor dafür ausgelegt ist, die Tischplattform in Bezug auf die Tischbasis zu bewegen; und wobei einer oder beide von dem Dreh- und dem Kipptisch eine Klemmbaugruppe einschließen, wobei die Klemmbaugruppe einschließt: eine Klemmoberfläche, die sich entlang der Tischplattform erstreckt, und mindestens ein Vorspannelement, das mit mindestens einem von dem Motor und der Klemmoberfläche gekoppelt ist; und wobei das mindestens eine Vorspannelement eines oder mehrere von dem Motor und der Klemmoberfläche aufeinander vorspannt, und die Klemmoberfläche und der Motor die Tischplattform zwischen sich einklemmen.
Beispiel 29 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 28 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der mindestens eine Motor mindestens einen Piezomotor einschließt.
Beispiel 30 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 29 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das mindestens eine Vorspannelement eine erste Feder und eine zweite Feder einschließt, und der mindestens eine Motor zwischen der ersten und der zweiten Feder positioniert ist.
Beispiel 31 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 30 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der mindestens eine Motor einschließt: ein erstes Motorelement, das dafür ausgelegt ist, die Tischplattform in einer ersten Richtung in Bezug auf die Tischbasis zu bewegen, ein zweites Motorelement, das dafür ausgelegt ist, die Tischplattform in einer zweiten Richtung in Bezug auf die Tischbasis zu bewegen, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und eine Treibbacke, die zwischen das erste und das zweite Motorelement gekoppelt ist, wobei die Treibbacke bewegbar an einer von der Tischplattform oder der Tischbasis angreift.
Beispiel 32 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 31 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das mindestens eine Vorspannelement eine oder mehrere Federn einschließt, wobei das erste und das zweite Motorelement zwischen einem ersten und zweiten Federkontaktpunkt angeordnet sind.
Beispiel 33 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 32 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der mindestens eine Motor mindestens zwei Motoren einschließt, die zwischen der Tischplattform und der Tischbasis angeordnet sind.
Beispiel 34 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 33 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der Drehtisch einschließt: mindestens drei Motoren, die um die Tischplattform herum beabstandet sind und bewegbar mit einer ersten Oberfläche der Tischplattform gekoppelt sind, und dass die Klemmoberfläche bewegbar entlang einer zweiten Oberfläche der Tischplattform gekoppelt ist, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist, und dass die mindestens drei Motoren in einer Klemmkonfiguration entlang der ersten Oberfläche angreifen und die Klemmoberfläche entlang der zweiten Oberfläche anliegt.
Beispiel 35 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 34 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Tischplattform einen Drehflansch einschließt, der sich um einen Umfang der Tischplattform erstreckt, wobei der Drehflansch die erste und die entgegengesetzte zweite Oberfläche einschließt und der Drehflansch zwischen der Klemmoberfläche und den mindestens drei Motoren angeordnet ist.
Beispiel 36 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 35 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der Kipptisch einschließt: mindestens zwei Motoren, die um die Tischplattform herum beabstandet sind und bewegbar mit einer ersten Oberfläche der Tischplattform gekoppelt sind, und dass die Klemmoberfläche bewegbar entlang einer zweiten Oberfläche der Tischplattform gekoppelt ist, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist.
Beispiel 37 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 36 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Tischplattform eine Kippspindel einschließt, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche einschließt, wobei sich die erste Oberfläche entlang eines Außenumfangs der Kippspindel erstreckt und sich die zweite Oberfläche entlang eines Innenumfangs der Kippspindel erstreckt, und dass die Klemmoberfläche in einer Klemmkonfiguration entlang der zweiten Oberfläche angreift und die mindestens zwei Motoren entlang der ersten Oberfläche angreifen.
Beispiel 38 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 37 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Klemmoberfläche eine Achswelle einschließt, die sich durch die Kippspindel erstreckt.
Beispiel 39 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 38 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass ein oder mehrere laterale stützende Vorspannelemente mit dem mindestens einen Vorspannelement gekoppelt sind und dass das eine oder die mehreren lateralen Vorspannelemente eine laterale Auslenkung des mindestens einen Vorspannelements beschränken.
Beispiel 40 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 39 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das mindestens eine Vorspannelement mit dem Motor gekoppelt ist und dass das mindestens eine Vorspannelement den Motor zur Klemmoberfläche hin vorspannt, mit der Tischplattform dazwischen.
Beispiel 41 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 40 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einen oder mehrere lineare Tische einschließen, die mit mindestens einem von dem Dreh- und dem Kipptisch gekoppelt sind.
Beispiel 42 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 41 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der eine oder die mehreren linearen Tische eine Mehrzahl von linearen Tischen einschließen, die in Reihe miteinander gekoppelt sind.
Beispiel 43 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 42 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional eine Prüfbaugruppenbasis einschließen, die mit dem einen oder den mehreren linearen Tischen gekoppelt ist.
Beispiel 44 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 43 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der Kipptisch direkt mit dem Drehtisch gekoppelt ist und dass der Drehtisch direkt mit dem einen oder den mehreren linearen Tischen gekoppelt ist.
Beispiel 45 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1-44 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen: Bewegen einer Tischplattform in Bezug auf eine Tischbasis mit mindestens einem Motor; Arretieren der Bewegung der Tischplattform; und statisches Festklemmen der Tischplattform in Bezug auf die Tischbasis, wobei das statische Festklemmen einschließt: Aufeinander-Vorspannen einer Klemmoberfläche und des mindestens einen Motors und in Angriff bringen der Tischplattform zwischen der Klemmoberfläche und dem mindestens einen Motor.
Beispiel 46 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 45 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Arretieren der Bewegung der Tischplattform das Abregen des mindestens einen Motors einschließt.
Beispiel 47 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 46 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Arretierung der Bewegung der Tischplattform automatisch eine statische Festklemmung der Tischplattform initiiert.
Beispiel 48 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 47 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Aufeinander-Vorspannen der Klemmoberfläche und des mindestens einen Motors das Vorspannen des mindestens einen Motors mit mindestens einem Vorspannelement, das mit dem mindestens einen Motor gekoppelt ist, einschließt, und dass der mindestens eine Motor zur Klemmoberfläche hin vorgespannt wird.
Beispiel 49 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 48 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Vorspannen des mindestens einen Motors einschließt: Aufbringen einer ersten Vorspannung auf ein erstes Motorelement von dem mindestens einen Motor mit einem ersten Federelement von dem mindestens einen Vorspannelement und Aufbringen einer zweiten Vorspannung auf ein zweites Motorelement von dem mindestens einen Motor mit einem zweiten Federelement des mindestens einen Vorspannelements, wobei das erste Motorelement dafür ausgelegt ist, die Tischplattform in einer ersten Richtung zu bewegen und das zweite Motorelement dafür ausgelegt ist, die Tischplattform in einer zweiten Richtung zu bewegen.
Beispiel 50 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 49 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Bewegen der Tischplattform das Bewegen einer Treibbacke mit einem oder mehreren von einem ersten und einem zweiten Motorelement des mindestens einen Motors einschließt und dass die Treibbacke zwischen das erste und das zweite Motorelement gekoppelt ist.
Beispiel 51 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 50 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional eine Beschränkung einer lateralen Auslenkung des mindestens einen Vorspannelements mit mindestens einem lateralen stützenden Vorspannelement einschließen, wobei das mindestens eine laterale stützende Vorspannelemente mit dem mindestens einen Vorspannelement gekoppelt ist.
Beispiel 52 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 51 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Aufeinander-Vorspannen der Klemmoberfläche und des mindestens einen Motors das Vorspannen mindestens eines Motors, der um die Tischplattform herum positioniert ist, in Richtung auf eine erste Oberfläche der Tischplattform einschließt und das Angreifen der Tischplattform einschließt: Angreifen lassen des mindestens einen Motors an der ersten Oberfläche und Angreifen lassen der Klemmoberfläche an einer zweiten Oberfläche der Tischplattform, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist.
Beispiel 53 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 52 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Angreifen der Tischplattform das Angreifen lassen eines Drehflansches der Tischplattform einschließt, wobei der Drehflansch die erste und die entgegengesetzte zweite Oberfläche einschließt.
Beispiel 54 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 53 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Aufeinander-Vorspannen der Klemmoberfläche und des mindestens einen Motors, das Vorspannen von mindestens zwei Motoren, die um die Tischplattform herum beabstandet sind, zu einer ersten Oberfläche der Tischplattform einschließt und das Angreifen der Tischplattform einschließt: Angreifen lassen der mindestens zwei Motoren an der ersten Oberfläche und Angreifen lassen der Klemmoberfläche an einer zweiten Oberfläche der Tischplattform, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist.
Beispiel 55 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 54 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Angreifen der Tischplattform das Angreifen einer Kippspindel der Tischplattform einschließt, wobei die Kippspindel einschließt: die erste Oberfläche, die sich entlang eines Außenumfangs der Kippspindel erstreckt, und die zweite Oberfläche, die sich entlang eines Innenumfangs der Kippspindel erstreckt.
Beispiel 56 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 55 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Angreifen der Klemmoberfläche an der zweiten Oberfläche der Tischplattform das Angreifen lassen einer Achswelle an der zweiten Oberfläche der Kippspindel einschließt.
Beispiel 57 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1-56 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und als Gegenstand eine Vorrichtung einschließen, wie eine, die einschließen kann: eine Probentisch-Oberfläche; eine Mehrzahl von linearen Tischen, die in Reihe gekoppelt sind und die mit der Probentisch-Oberfläche gekoppelt sind, wobei jeder von der Mehrzahl von linearen Tischen einschließt: eine Tischbasis, eine Tischplattform, die bewegbar mit der Tischbasis gekoppelt ist, und einen Aktor, der mit mindestens einer von der Tischbasis und der Tischplattform gekoppelt ist, und dass der Aktor dafür ausgelegt ist, die Tischplattform in Bezug auf die Tischbasis entlang einer linearen Achse zu bewegen; und mindestens eine Kreuzrollenlager-Baugruppe, die zwischen der Tischbasis und der Tischplattform von mindestens einem von der Mehrzahl von linearen Tischen angeordnet ist, wobei die mindestens eine Kreuzrollenlager-Baugruppe eine Mehrzahl von Zylinderlagern in einer abwechselnden Kreuzkonfiguration einschließt, und jedes von der Mehrzahl von Zylinderlagern eine zylindrische Anlagefläche einschließt, die zwischen gegenüberliegenden planen Schnittstellen der Tischplattform und der Tischbasis in Angriff steht.
Beispiel 58 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 57 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Mehrzahl von linearen Tischen drei lineare Tische einschließen und die linearen Achsen von jedem der Tische nicht-parallel sind, wobei: die Kreuzrollenlager-Baugruppen von mindestens zwei linearen Tischen von den drei linearen Tischen eine erste Gruppe der gegenüberliegenden planen Angriffsflächen auf den jeweiligen Tischplattformen bereitstellen und die Tischbasen an den zylindrischen Anlageflächen angreifen, die dazwischen angeordnet sind, wenn ein erster Kraftvektor an die Mehrzahl von linearen Tischen angelegt wird, und die Kreuzrollenlager-Baugruppen von mindestens zwei linearen Tischen von den drei linearen Tischen eine zweite Gruppe der gegenüberliegenden planen Angriffsflächen auf den jeweiligen Tischplattformen bereitstellen und die Tischbasen an den zylindrischen Anlageflächen angreifen, die dazwischen angeordnet sind, wenn ein zweiter Kraftvektor an die Mehrzahl von linearen Tischen angelegt wird.
Beispiel 59 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 58 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die mindestens eine Kreuzrollenlager-Baugruppe einschließt: einen ersten Schienenkanal in der Tischbasis, einen zweiten Schienenkanal in der Tischplattform, wobei der zweite Schienenkanal dem ersten Schienenkanal entgegengesetzt ist und mit diesem fluchtet, wobei der erste und der zweite Schienenkanal ein erstes Paar aus gegenüberliegenden Angriffsflächen einschließen und der erste und der zweite Schienenkanal ein zweites Paar aus gegenüberliegenden Angriffsflächen einschließen, wobei das zweite Paar aus gegenüberliegenden Angriffsflächen einen Winkel zu dem ersten Paar aus gegenüberliegenden Angriffsflächen aufweist und die Mehrzahl von Zylinderlagern im ersten und im zweiten Schienenkanal angeordnet sind, wobei die zylindrischen Anlageflächen die abwechselnde Kreuzkonfiguration aufweisen und zwischen dem ersten und dem zweiten Paar aus gegenüberliegenden Angriffsflächen in Angriff stehen.
Beispiel 60 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 59 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das erste und das zweite Paar mit der linearen Achse fluchten und parallel zu dieser verlaufen.
Beispiel 61 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 60 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das erste und das zweite Paar aus gegenüberliegenden Angriffsflächen um die Mehrzahl von Zylinderlagern herum verlaufen.
Beispiel 62 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 61 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die mindestens eine Kreuzrollenlager-Baugruppe eine erste und eine zweite Kreuzrollenlager-Baugruppe einschließt und der Aktor zwischen der ersten und der zweiten Kreuzrollenlager-Baugruppe positioniert ist.
Beispiel 63 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 62 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional ein mechanisches Prüfinstrument einschließen, das mit einer Prüfbaugruppenplattform gekoppelt ist, wobei die Prüfbaugruppenplattform mit mindestens einer von der Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt ist und die Prüfbaugruppenplattform für eine Kopplung mit einem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist.
Beispiel 64 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 63 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass zwei oder mehr von der Mehrzahl von Zylinderlagern in der abwechselnden Kreuzkonfiguration entlang einander benachbarter zylindrischer Anlageflächen aneinander angreifen und dass die einander benachbarten zylindrischen Anlageflächen orthogonal zueinander sind.
Beispiel 65 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 64 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass jedes von der Mehrzahl von Zylinderlagern plane Stirnflächen einschließt, wobei die zylindrischen Anlageflächen zwischen den planen Stirnflächen angeordnet sind und ein Durchmesser der planen Stirnflächen größer ist als eine Länge der zylindrischen Anlageflächen.
Beispiel 66 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 65 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die Tischplattform von einem linearen Tisch von der Mehrzahl von linearen Tischen die Tischbasis eines anderen linearen Tisches von der Mehrzahl von linearen Tischen einschließt.
Beispiel 67 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 66 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der Aktor an einer von der Tischplattform oder der Tischbasis fixiert ist und dass sich der Aktor mit der Tischplattform oder der Tischbasis, an welcher der Aktor fixiert ist, bewegt.
Beispiel 68 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1-67 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder einen Gegenstand wie ein Verfahren einschließen, wie eines, das einschließen kann: Verstellen eines oder mehrerer linearer Tische von einer Mehrzahl von linearen Tischen, die mit Probentisch-Oberfläche gekoppelt sind, wobei der eine oder die mehreren linearen Tische jeweils eine Tischplattform einschließen, die entlang jeweiliger linearer Achsen bewegbar mit einer Tischbasis gekoppelt ist, und das Verstellen das Bewegen mindestens einer Tischplattform in Bezug auf mindestens eine Tischbasis entlang der jeweiligen linearen Achse einschließt; dass das Verstellen des einen oder der mehreren linearen Tische das Fluchten der Probentisch-Oberfläche mit einem oder mehreren Instrumenten, einschließlich eines mechanischen Prüfinstruments einschließt; und Beschränken einer lateralen Verschiebung und Kippung der Tischplattformen in Bezug auf die Tischbasen der Mehrzahl von linearen Tischen und in Bezug auf die linearen Achsen, wobei Kreuzrollenlager-Baugruppen zwischen einer oder mehreren von den Tischplattformen und den Tischbasen angeordnet sind, wobei die Kreuzrollenlager-Baugruppen eine Mehrzahl von Zylinderlagern in einer abwechselnden Kreuzkonfiguration einschließen.
Beispiel 69 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 68 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Beschränken einer lateralen Verschiebung und Kippung einschließt: Angreifen lassen von planen Plattform-Angriffsflächen der Tischplattform an zylindrischen Anlageflächen der Mehrzahl von Zylinderlagern und Angreifen lassen von planen Basis-Angriffsflächen der Tischbasis an den zylindrischen Anlageflächen der Mehrzahl von Zylinderlagern.
Beispiel 70 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 69 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Beschränken einer lateralen Verschiebung und Kippung das Angreifen lassen gegenüberliegender Teile von planen Plattform- und Basis-Angriffsflächen an zylindrischen Anlageflächen der Mehrzahl von Zylinderlagern einschließt mit einer ersten Gruppe von zylindrischen Anlageflächen, die an einem ersten Paar der gegenüberliegenden Paare von planen Plattform- und Basisgrenzoberflächen angreifen und einer zweiten Gruppe von zylindrischen Anlageflächen, die an einem zweiten Paar von gegenüberliegenden planen Plattform- und Basisgrenzoberflächen angreifen, wobei das erste Paar von Angriffsflächen einen Winkel zu dem zweiten Paar von Angriffsflächen aufweist, welcher der abwechselnden Kreuzkonfiguration der Zylinderlager entspricht.
Beispiel 71 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 70 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Beschränken einer lateralen Verschiebung und Kippung das Lenken der Bewegung von mindestens einer von den Tischplattformen in Bezug auf mindestens eine von den jeweiligen Tischbasen entlang der jeweiligen linearen Achse von einem der linearen Tische von der Mehrzahl von linearen Tischen mit einer von den Kreuzrollenlager-Baugruppen einschließt.
Beispiel 72 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 71 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass das Fluchten der Probentisch-Oberfläche mit einem oder mehreren Instrumenten eines oder mehreres von Drehen oder Kippen der Probentisch-Oberfläche mit einem oder mehreren von Dreh- oder Kipptischen, die mit der Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt sind, einschließt.
Beispiel 73 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1-72 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und einen Gegenstand wie etwa ein Verfahren einschließen, wie eines, das eine modulare Instrumentenbaugruppe einschließen kann, die umfasst: einen Tisch, der einschließt: eine Tischbasis, eine Tischhalterung, die bewegbar mit der Tischbasis gekoppelt ist, wobei die Tischhalterung ein Tischschnittstellenprofil aufweist, das für eine Kopplung mit einem oder mehreren mechanischen Prüfinstrumenten ausgelegt ist, und einen oder mehrere Aktoren, die mit Tischhalterung gekoppelt sind, wobei der eine oder die mehreren Aktoren dafür ausgelegt sind, die Tischhalterung in Bezug auf die Tischbasis zu bewegen; und mindestens eine mechanische Prüfbaugruppe, die zum Koppeln mit der Tischbasis ausgelegt ist und einschließt: ein mechanisches Prüfinstrument und ein Instrumentengehäuse, wobei das Instrumentengehäuse ein Instrumentenschnittstellenprofil aufweist, das komplementär zu dem Tischschnittstellenprofil ist, und wobei die mindestens eine mechanische Prüfbaugruppe lösbar mit der Tischhalterung gekoppelt ist, wenn das Instrumentenschnittstellenprofil an dem Tischschnittstellenprofil angreift.
Beispiel 74 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 73 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einen oder mehrere Verschiebungssensoren einschließen, die zwischen die Tischbasis und die Tischhalterung gekoppelt sind, wobei der eine oder die mehreren Verschiebungssensoren dafür ausgelegt sind, die Verschiebung der Tischhalterung zu messen.
Beispiel 75 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 74 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass die mindestens eine mechanische Prüfbaugruppe eine erste und eine zweite mechanische Prüfbaugruppe einschließt und: die erste mechanische Prüfbaugruppe ein erstes mechanisches Prüfinstrument und ein Instrumentenschnittstellenprofil, das komplementär zu dem Tischschnittstellenprofil ist, einschließt und die zweite mechanische Prüfbaugruppe ein zweites mechanisches Prüfinstrument und ein zweites Instrumentenschnittstellenprofil, das komplementär ist zum Tischschnittstellenprofil, einschließt.
Beispiel 76 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 75 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einen linearen Tisch einschließen, der mit dem biegsamen Tisch gekoppelt ist, wobei der lineare Tisch dafür ausgelegt ist, den biegsamen Tisch und die mindestens eine mechanische Prüfbaugruppe zu bewegen.
Beispiel 77 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 76 oder irgendeiner Kombination davon einschließen oder optional damit kombiniert sein und optional einschließen, dass der biegsame Tisch eine oder mehrere Federn einschließt, die zwischen die Tischbasis und die Tischhalterung gekoppelt sind, wobei die eine oder die mehreren Federn eine Bewegung der Tischhalterung auf eine uniaxiale Richtung beschränken.
Jedes dieser nichtbeschränkenden Beispiele kann für sich allein stehen oder kann in jedem beliebigen Austausch oder in jeder Kombination mit irgendeinem oder irgendwelchen von den anderen Beispielen kombiniert werden.
Die obige ausführliche Beschreibung enthält Bezugnahmen auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil der ausführlichen Beschreibung bilden. Die Zeichnungen zeigen anhand von Beispielen konkrete Ausführungsformen, in denen die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen werden hierin auch als „Beispiele“ bezeichnet. Solche Beispiele können Elemente zusätzlich zu den gezeigten oder beschriebenen enthalten.
Jedoch zielen die Erfinder auch auf Beispiele ab, bei denen nur die gezeigten oder beschriebenen Elemente vorgesehen sind. Darüber hinaus zielen die Erfinder auch auf Beispiele ab, die irgendeine Kombination oder irgendeine Permutation der gezeigten und beschriebenen Elemente (oder eines oder mehrerer ihrer Aspekte) verwenden, entweder in Bezug auf ein bestimmtes Beispiel (oder einen oder mehrere Aspekte davon) oder in Bezug auf andere Beispiele (oder einen oder mehrere Aspekte davon), das bzw. die hierin gezeigt oder beschrieben sind.
Im Falle eines inkonsistenten Sprachgebrauchs zwischen diesem Dokument und irgendwelchen durch Bezugnahme aufgenommenen Dokumenten gilt der Sprachgebrauch in diesem Dokument.
In diesem Dokument werden die Begriffe „ein“ oder „eine“ wie in Patentdokumenten üblich, so verwendet, dass sie eins oder mehr als eins beinhalten, und zwar unabhängig von etwaigen anderen Fällen oder Verwendungen von „mindestens ein(e)“ oder „ein(e) oder mehr“. In diesem Dokument wird der Begriff „oder“ verwendet, um ein nicht-exklusives Oder zu bezeichnen, so dass „A oder B“ „A, aber nicht B“, „B, aber nicht A“ und „A und B“ beinhaltet, solange nichts anderes angegeben ist. In diesem Dokument werden die Begriffe „aufweisen“ und „in dem“ als allgemeinsprachliche Entsprechungen der Begriffe „umfassen“ und „wobei“ verwendet. Ebenso sind in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „enthalten“ und „umfassen“ nicht abschließend, das heißt, Systeme, Vorrichtungen, Gegenstände, Zusammensetzungen, Formulierungen oder Prozesse, die Elemente zusätzlich zu den nach einem solchen Begriff in einem Anspruch aufgezählten enthalten, sollen immer noch in den Bereich des Anspruchs fallen. Darüber hinaus werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erste“, „zweite“ und „dritte“ usw. nur zur Unterscheidung verwendet und sollen keine numerischen Anforderungen an ihre Objekte stellen.
Hierin beschriebene Verfahrensbeispiele können zumindest zum Teil maschinen- oder computerimplementiert sein. Manche Beispiele können ein computerlesbares Medium oder ein maschinenlesbares Medium beinhalten, das mit Befehlen kodiert ist, die dazu dienen, eine elektronische Vorrichtung zu konfigurieren, um Verfahren durchzuführen wie in den obigen Beispielen beschrieben. Eine Implementierung solcher Verfahren kann Code enthalten, beispielsweise Mikrocode, Assembliersprachcode, einen Code einer höheren entwickelten Sprache oder dergleichen. Ein solcher Code kann computerlesbare Befehle enthalten, um verschiedene Verfahren durchzuführen. Der Code kann Teile von Computerprogrammprodukten bilden. Ferner kann der Code in einem Beispiel materiell auf einem oder mehreren flüchtigen, Puffer- oder nichtflüchtigen materiellen, computerlesbaren Speichermedien gespeichert werden, beispielsweise während der Ausführung oder zu anderen Zeiten. Beispiele für diese materiellen computerlesbaren Speichermedien können unter anderem Festplatten, herausnehmbare Magnetscheiben, herausnehmbare optische Scheiben (z.B. Compact Disks und Digital Versatile Disks), Magnetkassetten, Speicherkarten oder -stifte, Schreib-/Lese-Speicher (RAMs), Nur-Lese-Speicher (ROMs) und dergleichen enthalten.
Die obige Beschreibung soll der Erläuterung, nicht aber der Beschränkung dienen. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Beispiele (oder ein oder mehrere Aspekte davon) in Kombination miteinander verwendet werden. Es können auch andere Ausführungsformen verwendet werden, beispielsweise von einem Durchschnittsfachmann, der die obige Beschreibung durchgelesen hat. Die Zusammenfassung wird bereitgestellt, um 37 C.F.R. §1.72(b) Genüge zu tun, um dem Leser zu ermöglichen, die Natur der technischen Offenbarung schnell festzustellen. Sie wird mit der Maßgabe vorgelegt, dass sie nicht verwendet wird, um den Bereich oder die Aussage der Ansprüche zu interpretieren oder zu beschränken. Ebenso können in der obigen ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale zusammengefasst sein, um die Offenbarung zu verschlanken. Dies soll nicht so aufgefasst werden, als solle damit ein nichtbeanspruchtes offenbartes Merkmal als wesentlich für irgendeinen Anspruch dargestellt werden. Vielmehr können erfinderische Inhalte auch in weniger als allen Merkmalen einer bestimmten offenbarten Ausführungsform liegen. Somit werden hiermit die folgenden Ansprüche in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch eigenständig als separate Ausführungsform steht, und es wird darauf abgezielt, dass solche Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen oder Permutationen miteinander kombiniert werden können. Der Bereich der Erfindung sollte unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente, zu dem solche Ansprüche berechtigt sind, bestimmt werden.

Claims

Prüfbaugruppe, die für einen Betrieb innerhalb einer Kammer einer Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppe umfasst: eine Prüfbaugruppenplattform, die für eine Kopplung mit einem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppenplattform dimensioniert und geformt ist, um sowohl ein mechanisches Prüfinstrument als auch eine Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden zu empfangen und anzubringen; die Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden, die mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt ist, wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden einschließt: eine Probentisch-Oberfläche; eine Mehrzahl von linearen Tischen, die in Reihe mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt sind; ein oder mehrere Drehtische; wobei der eine oder die mehreren Drehtische in Reihe gekoppelt sind und zwischen Probentisch-Oberfläche und die Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt sind; und wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt ist, den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche durch eine Kombination einer Bewegung von linearen Tischen und/oder ein oder mehreren Drehtischen auszurichten.
Prüfbaugruppe, die für einen Betrieb innerhalb einer Kammer einer Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppe umfasst: eine Prüfbaugruppenplattform, die für eine Kopplung mit einem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppenplattform dimensioniert und geformt ist, um sowohl ein mechanisches Prüfinstrument als auch eine Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden zu empfangen und anzubringen; die Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden, die mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt ist, wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden einschließt: eine Probentisch-Oberfläche; eine Mehrzahl von linearen Tischen, die in Reihe mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt sind; ein oder mehrere Kipptische; wobei der eine oder die mehreren Kipptische in Reihe gekoppelt sind und zwischen Probentisch-Oberfläche und die Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt sind; und wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt ist, den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche durch eine Kombination einer Bewegung von linearen Tischen und/oder ein oder mehreren Kipptischen auszurichten.
Prüfbaugruppe, die für einen Betrieb innerhalb einer Kammer einer Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppe umfasst: eine Prüfbaugruppenplattform, die für eine Kopplung mit einem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppenplattform dimensioniert und geformt ist, um sowohl ein mechanisches Prüfinstrument als auch eine Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden aufzunehmen und anzubringen; die Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden, die mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt ist, wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden einschließt: eine Probentisch-Oberfläche; eine Mehrzahl von linearen Tischen, die in Reihe mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt sind und ein oder mehrere von: einem Drehtisch und/oder einem Kipptisch; wobei der oder die die Dreh- und/oder Kipptisch(e) in Reihe gekoppelt sind und zwischen Probentisch-Oberfläche und die Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt sind; und wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt ist, den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche durch eine Kombination einer Bewegung von linearen Tischen und/oder ein oder mehreren Dreh- und Kipptischen auszurichten.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die für einen Betrieb innerhalb einer Kammer einer Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppe umfasst: eine Prüfbaugruppenplattform, die für eine Kopplung mit einem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe ausgelegt ist, wobei die Prüfbaugruppenplattform dimensioniert und geformt ist, um sowohl ein mechanisches Prüfinstrument als auch eine Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden zu empfangen und anzubringen; die Probentisch-Baugruppe mit mehreren Freiheitsgraden, die mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt ist, wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden einschließt: eine Probentisch-Oberfläche zum Halten des Probenkörpers, eine Mehrzahl von linearen Tischen, die in Reihe mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt sind und ein oder mehrere Drehtische und ein oder mehrere Kipptische; wobei die Dreh- und Kipptische in Reihe gekoppelt sind und zwischen Probentisch-Oberfläche und die Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt sind; und wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt ist, den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche durch eine Kombination einer Bewegung von linearen Tischen und/oder ein oder mehreren Dreh- und Kipptischen auszurichten und wobei in einer installierten Konfiguration, in der die Prüfbaugruppenplattform mit dem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe gekoppelt ist, die Prüfbaugruppe von Wänden der Kammer der Multiinstrumentbaugruppe zurückgesetzt ist.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Instrument der Multiinstrumentbaugruppe eine Arbeitsregion einschließt und die Arbeitsregionen eine lokal begrenzte Koinzidenzregion definieren, wobei der Probentisch mit den mehreren Freiheitsgraden dafür ausgelegt ist, den Probenkörper auf der Probentisch-Oberfläche durch eine Kombination einer Bewegung von einem oder mehreren linearen Tischen und/oder ein oder mehreren Drehtischen und/oder ein oder mehreren Kipptischen auf die einzelnen Arbeitsregionen in der lokal begrenzten Koinzidenzregion auszurichten.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prüfbaugruppe das mechanisches Prüfinstrument umfasst, das mit der Prüfbaugruppenplattform gekoppelt ist, wobei das mechanische Prüfinstrument dafür ausgelegt ist, an einem Probenkörper auf einer Probentisch-Oberfläche anzugreifen und diesen zu prüfen.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einer installierten Konfiguration, in der die Prüfbaugruppenplattform mit dem Aufnahmetisch der Multiinstrumentbaugruppe gekoppelt ist, die Prüfbaugruppe von Wänden der Kammer der Multiinstrumentbaugruppe zurückgesetzt ist
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn ein Drehtisch bereitgestellt ist, dieser Drehtisch eine Drehtischplattform einschließt, die bewegbar mit einer Drehtischbasis gekoppelt ist, und/oder, wenn ein Kipptische bereitgestellt ist, dieser Kipptisch eine Kipptischplattform einschließt, die bewegbar mit einer Kipptischbasis gekoppelt ist.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Dreh- und Kippbaugruppe umfassend, welche die Dreh- und Kipptische einschließt, wobei die Dreh- und Kippbaugruppe mit der Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt ist und die Dreh- und Kippbaugruppe einschließt: eine Drehtischbasis, die mit der Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt ist, eine Drehspindel, die bewegbar mit der Drehtischbasis gekoppelt ist, und wobei die Drehspindel eine Kipptischplattform und vorzugsweise eine Drehtischplattform einschließt, und eine Kippspindel, die bewegbar mit der Drehspindel gekoppelt ist.
Prüfbaugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Drehtischbasis die Kipptischbasis umgibt.
Prüfbaugruppe nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei der Drehtisch einen oder mehrere Motoren einschließt, die zwischen der Drehtischplattform oder einer Drehspindel und der Drehtischbasis angeordnet sind, und der eine oder die mehreren Motoren in direkten oder indirekten Angriff an einer oder mehreren von der Drehspindel oder der Drehtischplattform oder Drehtischbasis vorgespannt sind
Prüfbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei der Kipptisch einen oder mehrere Motoren einschließt, die zwischen der Kipptischplattform oder einer Kippspindel und der Kipptischbasis angeordnet sind, und der eine oder die mehreren Motoren in direkten oder indirekten Angriff an einer oder mehreren von der Kippspindel oder der Kipptischplattform oder der Kipptischbasis vorgespannt sind.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer von dem Drehtisch und dem Kipptisch einen oder mehrere Motoren einschließt und jeder von dem einen oder den mehreren Motoren einschließt: ein erstes Motorelement, das dafür ausgelegt ist, eine von der Drehtischplattform oder Drehspindel oder der Kipptischplattform oder Kippspindel in eine erste Richtung in Bezug auf die Drehtischbasis oder Kipptischbasis zu bewegen, ein zweites Motorelement, das dafür ausgelegt ist, die eine von der Drehtischplattform oder Drehspindel oder der Kipptischplattform oder Kippspindel in eine zweite Richtung in Bezug auf die Drehtischbasis oder Kipptischbasis zu bewegen, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und eine Treibbacke, die zwischen das erste und das zweite Motorelement gekoppelt ist, wobei die Treibbacke bewegbar an der einen der Dreh- oder Kipptischplattformen oder der Dreh- oder Kipptischbasen angreift.
Prüfbaugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 13, wobei die Dreh- und Kipptische an einem Ende der Mehrzahl von linearen Tischen positioniert sind, das von der Stelle der Kopplung zwischen der Prüfbaugruppenplattform und der Mehrzahl von linearen Tischen entfernt liegt, und die Drehung und Kippung der Probentisch-Oberfläche an einer Stelle stattfinden, die in der Nähe des Endes der Mehrzahl von linearen Tischen liegt.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Probentisch-Baugruppe mit den mehreren Freiheitsgraden von Wänden der Kammer der Multiinstrumentbaugruppe isoliert ist.
Prüfbaugruppe nach Anspruch 5 oder einem der Ansprüche 6 bis 15 soweit rückbezogen auf Anspruch 5, wobei der Kipptisch einen Kippbewegungsbereich aufweist und der Drehtisch einen Drehbewegungsbereich aufweist und die Kipp- und Drehtische jeweils über die gesamten Kipp- und Drehbewegungsbereiche bewegbar sind, während die Probentisch-Oberfläche auf die einzelnen Arbeitsregionen in der lokal begrenzten Koinzidenzregion ausgerichtet werden.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kippbewegungsbereich etwa 180 Grad beträgt und/oder der Drehbewegungsbereich etwa 180 Grad beträgt.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein linearer Tisch von der Mehrzahl von linearen Tischen eine Tischplattform aufweist, die bewegbar mit einer Tischbasis gekoppelt ist.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tischplattform eines ersten Tisches von der Mehrzahl von linearen Tischen in der Tischbasis eines zweiten Tisches von den linearen Tischen enthalten ist.
Prüfbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Kreuzrollenlager-Baugruppe zwischen die Tischplattform und die Tischbasis von einem oder mehreren von der Mehrzahl von linearen Tischen gekoppelt ist.