DE2629315A1

DE2629315A1 - Vorrichtung zum positionieren von werkstuecken

Info

Publication number: DE2629315A1
Application number: DE19762629315
Authority: DE
Inventors: Alfred Paul Mulzet; James Louis Sirico
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-07-02
Filing date: 1976-06-30
Publication date: 1977-01-27
Also published as: CA1032782A; FR2316649B1; JPS528889A; IT1063340B; GB1506544A; FR2316649A1; US3978992A

Description

heb-aa

Anmelderins International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen; Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: EN 975 011

Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken in bezug auf zwei, einen seitlichen Abstand voneinander aufweisende Positionen.

In bestimmten Anwendungsgebieten ist es oft erwünscht, ein Werkstück in zwei verschiedene, auf Abstand voneinanderliegende Positionen zu bringen. Dabei handelt es sich beispielsweise um Prüfvorrichtungen, Borvorrichtungen, Träger für Werkstücke und dergleichen.

Eine bestimmte, aus dem Stand der Technik bekannte Anwendung stellt eine automatische Probenprüfmaschine dar, die der Überprüfung radioaktiver, in Reagenzgläsern enthaltender Proben innerhalb eines Szintillationszählers dient. Dabei wird eine Fördervorrichtung verwendet, mit deren Hilfe eine Greifvorrichtung für das Reagenzglas nach dem Szintillationszähler überführt und wieder zurückbringt. Diese Fördereinrichtung enthält ein Zwillingspaar endloser Zahnketten, die in zueinander paral-

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lelen Ebenen angeordnet sind. Jede Kette ist um eine Gruppe von fünf Zahnrädern in der Weise herumgelegt, daß jede Kette ein Fünfeck mit langgestreckten Seiten zwischen den Zahnrädern bildet. Einander entsprechende Zahnräder der beiden Gruppen sind derart miteinander ausgerichtet, daß die Form der beiden Ketten identisch gleich ist.

Diese Einstellvorrichtung weist eine sich quer erstreckende, an zwei jeweils mit der einen bzw. der anderen der beiden Ketten verbundenen Trägern oder Armen drehbar gelagerte Welle auf. Diese Welle trägt eine Greifvorrichtung für das Reagenzglas, so daß diese Greifvorrichtung zwischen den beiden Ketten von diesen getragen wird und eine Brücke zwischen den Ketten bildet. Die fünfeckige Führung der Zwillingsketten ist dabei so ausgelegt, daß zwei gegenüberliegende senkrechte Seiten vorhanden sind, von denen die kürzere der Greifvorrichtung für das Reagazglas und die längere der Bohrung des Szintillationszähler zugeordnet ist, eine waagrechte Oberseite, die die oberen Enden der beiden senkrechten Seiten miteinander verbindet und eine gegenüberliegende, etwa kürzere untere waagrechte Seite, die an einem Ende sich an das untere Ende der kurzen senkrechten Seite anschließt und eine geneigte Seite, die das andere Ende der kurzen waagrechten Seite mit dem unteren Ende der langen senkrechten Seite verbindet.

Im Betrieb werden die Reagenzgläser auf einem schrittweise fortschaltbaren kreisförmigen waagrechten Drehtisch gefördert und schrittweise nach der Greiferstation gebracht. Wird an der Greiferstation der darüberliegende Greifermechanismus betätigt, so ergreift er das Reagenzglas derart, daß die Fördervorrichtung den Greifermechanismus und das davon getragene Reagenzglas zunächst senkrcht nach oben längs der kurzen senkrechten Seite föraert, wodurch das Reagenzglas aus dem Drehtisch herausgezogen wird, dann längs deß oberen waagrechten Seite und dann senkrecht nach unten längs der langen senkrechten Seite bewegt wird,

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wodurch das Reagenzglas in die Bohrung des Szintillationszähler s eingeschoben wird, der in der bekannten Maschine unterhalb der Mittelöffnung des kreisförmigen Drehtisches angeordnet ist. Zum Herausziehen des Reagenzglases aus der Bohrung nach Beendigung des Tests oder der Prüfung und zum Zurückführen des Reagenzglases nach dem Drehtisch wird die Richtung der Zwillingskette umgekehrt.

Diese Einstellvorrichtung gemäß dem Stande der Technik ist kompliziert aufgebaut, im allgemeinen unzuverlässig und/oder instabil, insbesondere für Anwendungsgebiete, bei denen die genaue Einstellung des Werkstücks kritisch ist. Beispielsweise hat die im Stand der Technik bekannte Maschine den Nachteil, daß die langgestreckten Abschnitte der Ketten einen gewissen Durchhang aufweisen, der nicht vollständig durch ein Spannen der Zahnräder, die für diesen Zweck vorgesehen sind, beseitigt werden kann. Wenn daher die Reagenzgläser absichtlich oder unabsichtlich mit der Probe bis zum Rand gefüllt sein sollten, kann durch das Hin- und Herschwingen des freihängenden Greifermechanismus und/oder der Ketten, die durch die Instabilität der durchhängenden Ketten verursacht ist, Material aus der Probe verschüttet werden. Aus gleichem Grund kann wegen des Durchhangs der Ketten eine genaue Einstellung eines Werkstückes in den einzelnen Positionen kaum zuverlässig erreicht werden, so daß die im Stand der Technik bekannte Maschine für Anwendungsgebiete nicht brauchbar ist, bei denen es auf eine exakte Einstellung kritisch ankommt. In dieser bekannten Maschine werden diese Nachteile weiter noch dadurch verstärkt, daß hier zwei Ketten benutzt werden müssen, weil dabei jede der Ketten einen anderen Durchhang aufweisen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es also, eine Positioniervorrichtung zu schaffen, die relativ einfach, zuverlässig und/oder stabil ist, mit der sich ein Werkstück oder dergleichen sehr genau und zuverlässig auf zwei unterschiedliche Positionen einstellen läßt.

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Diese neue Vorrichtung soll sich dabei insbesondere für eine automatische Prüfeinrichtung, für die optische Prüfung oder Untersuchung von Proben eignen.

Die neue Positioniervorrichtung zum Einstellen eines Werkstückes oder Gegenstandes auf zwei räumlich voneinander getrennte Posi- ; tionen enthält dabei zwei in einer gemeinsamen Ebene drehbar angeordnete Zahnräder, über die eine endlose Zahnkette gelegt ist. Die Zahnkette weist dabei zwei einander gegenüberliegende Abschnitte zwischen den Zahnrädern auf.Ein erstes Bauteil ist schwenkbar mit der Kette verbunden und trägt ein zweites Bauteil, das den Gegenstand oder das Werkstück tragen soll. Dabei gleitet das zweite Bauteil auf einem dritten Bauteil. Weiterhin sind Führungen vorgesehen, die das dritte Bauteil in vorbestimmter Ausrichtung zwischen den beiden Seitenabschnitten der ; Kette führt. Ferner ist eine Kettenführung vorgesehen, die die j Kette längs der beiden einander gegenüberliegenden Abschnitte führt. Zum Antrieb der endlosen Kette sind die Zahnräder mit einer Antriebsvorrichtung gekuppelt. Wenn sich die Kette bewegt, dann kann sich das erste Bauelement nach und längs dem ersten und zweiten Kettenabschnitt bewegen. Dabei ist der Gegenstand oder das Werkstück durch die Antriebsvorrichtung im bezug auf die erste Position einstellbar, wenn die Kette das erste Bauteil längs des ersten Kettenabschnittes führt. Ferner ist der Gegenstand oder das Werkstück durch die Antriebsvorrichtung im bezug auf die zweite Position einstellbar, wenn die Kette das erste Bauteil längs des zweiten Kettenabschnittes führt.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Die unter Schutz zu stellenden Merkmale der Erfindung sind den ebenfalls beigefügten Patentansprüchen zu entnehmen ,

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In den Zeichnungen zeigt:

Fig. % eine Vorderansicht einer bevorzugten Äusfüh- j

ruingsform einer erfindungsgemäß aufgebauten I Vorrichtung j

Fig. 2 die Einzelteile der in Fig. 1 dargestelltem

Vorrichtung?

Fig« 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der In

Fig. 1¹ gezeigten Vorrichtung;

Fig. 4 eine Teilschnittansicht längs der Linie 4-4

in Fig. 3?

Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht

eines durch die Vorrichtung gemäß Fig. T positionierbaren Gegenstandes und

Fig. 6 eine teilweise perspektivischen Ansicht einer

weiteren Ausführungsform eines Gegenstandes _r der mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 an einen vorbestimmten Ort gebracht werden kann.

Die in Fign, 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 1 _f 2 dient der Einstellung oder Positionierung eines Gegenstandes oder Werkstückes in zwei räumlich voneinander getrennte, in Fig. 1 mit X1 und X2 bezeichnete Positionen, Der Einfachheit ist der Gegenstand 2 in Fig. 1 nur schematisch in Umrissen gezeigt und in Fig. 2 weggelassen.

Ganz allgemein enthält die Vorrichtung 1 zwei gleichartige Zahnräder 3, 4, die in einer gemeinsamen Ebene liegen. Eine endlose Kette 5 ist um die Zahnräder 3 und 4 herumgelegt. Die

Kette 5 weist zwei einander gegenüberliegende langgestrsskts f *zr.ü 7 auf j die sich im wesentlichen, zueinander

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parallel zwischen den Zahnrädern 3 und 4 erstrecken. Ein erstes Bauteil 8 ist schwenkbar, beispielsweise drehbar mit der Kette 5 verbunden. Ein zweites Bauteil 9 ist mit dem ersten Bauteil & verbunden und trägt den Gegenstand 2» Das zweite Bauteil SF ist an einem dritten Bauteil 10 gleitend befestigt. Führmigrsstangen 11 dienen der Führung des dritten Bauteils 1O in vorbestimmter ausgerichteter Beziehung mit den Abschnitten 6 und 7. In der bevorzugten Ausführungsform wird das dritte Bauteil IO durch die Führung 11 parallel zu den Abschnitten 6 und Ί geführt. Kettenführungen 40 bis 42 führen die Kette 5 längs der Abschnitte 6 und 7«

Sine Antrieb svorrichtung 12, die vorzugsweise aus einem in seiner Antriebsrichtung umkehrbaren Schrittschaltmotor 13 besteht _f ist mit dem Zahnrad 4 gekoppelt. Die Antriebsvorrichtung 12 treibt die endlose Kette 5 an. Daher kann sich das erste Bauteil 8 längs der Abschnitte 6 und 7 bewegen.

In der bevorzugten Ausführungsform ist der Gegenstand 2 durch die Vorrichtung 1 in einem orthogonalen Bezugssystem mit den Koordinaten X und Y einstellbar. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann der Gegenstand 2 durch die Antriebsvorrichtung 12 in bezug auf die erste X-Position dann in die zugehörige Y-Richtung eingestellt werden_? wenn die Kette 5 das erste Bauteil 8 längs des Kettenabschnittes 6 bewegt. Der Gegenstand 2 kann außerdem in die zugehörige Y-Richtung durch die Antriebsvorrichtung 12 in bezug auf die zweite Position X2 eingestellt werden, wenn die Kette 5 das erste Bauteil 8 längs des Kettenabschnittes 7 bewegt.

Wie man aus den Fign. 1 und 2 im einzelnen erkennt, ist eine senkrechte Grundplatte 14 an einer Bodenplatte 15 durch Schrauben, Bolzen oder dergleichen befestigt. In gleicher Weise sind an den oberen und unteren Kanten der Grundplatte 14 T-förmige Läppern, cdsr Siidarscr^itte 16 _p 17 befestigte Die Führung 11 besteht vorzugsweise aus einem Paer paralleler langgs=

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streckter zyklindrischer Stäbe 18, 19, die mit ihren Enden in entsprechenden Bohrungen der Endabschnitte 16, 17 eingepaßt sind. Die Endabschnitte 16, 17 und die Stäbe 18, 19 sind nach dem Zusammenbau symmetrisch zur Grundplatte 14 angeordnet. In Fig. 2 sind die Stäbe 18, 19 zum Teil weggebrochen dargestellt, wobei die Mittelabschnitte für eine verbesserte Darstellung als Führung für das dritte Bauteil 1O gezeigt sind.

Die Grundplatte 14 weist eine umgedrehte schlüssellochförmige öffnung 20 auf. Der kreisförmige Teil dieser Öffnung 20 erleichtert den Zusammenbau der Vorrichtung 1. In den rechteckigen Teil der öffnung 2O paßt ein entsprechender rechteckiger Abschnitt 21 einer T-förmigen Brücke 22. Die Brücke 22 wird auf der Rückseite der Grundplatte 24 mit Schrauben oder dergleichen befestigt, die zwei zur Ausrichtung dienende langgestreckte öffnungen oder Schlitze 23 in den äußeren Abschnitten der Brücke 22 durchsetzen und die mit Gewindebohrungen 24 in der Grund-, platte 14 der Befestigung mittels Schrauben dienen. An der Vorderseite des rechteckigen Abschnittes 21 ist eine Welle 25 für ein freilaufendes Zahnrad vorgesehen. Die Welle 25 ist dabei so lang, daß dann, wenn die Brücke 22 an der Grundplatte 14 be-■ festigt ist, die Welle 25 so weit herausragt, daß das Zahnrad 3 mit Hilfe eines geeigneten Lagers, beispielsweise eines Kugellagers 26, auf der Welle 25 befestigt werden kann. Der

innere Laufring des Kugellagers 26 ist dabei auf der feststeheni
j den Welle 25 befestigt und der äußere Laufring ist fest mit dem Zahnrad 3 verbunden·

Der Motor 13 ist ebenfalls auf der Rückfläche der Grundplatte 14 befestigt. Bei dieser Befestigungsart durchsetzt die Welle 27 des Motors 13 eine zu diesem Zweck in der Grundplatte 14 vorgesehene Bohrung 28. Auf dem herausragenden Teil der Welle 27 ist das Zahnrad 4 mittels eines Stellrings 29 mit Nut und Feder befestigt, so daß bei Antrieb durch den Motor 13 das Zahnrad 4 sich mit der Welle 27 dreht. Im Zusammenbau sind

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die Wellen 25 und 27 in senkrechter Richtung miteinander ausgerichtet.

Das erste Bauteil 8 hat die Form eines rechteckigen Blocks (vergl. B¹Ig. 3) . Das Bauteil 8 ist schwenkbar auf einer Achse 5A in einem Lager 5B, Fig, 4, gelagert. Die Achse 5A ist mit einem Glied der Kette 5 verbunden, wie dies Fign. 3 und 4 zeigen und uient außerdem als einer der Verbindungsstifte für das bestimmte Kettenglied, mit dem es verbunden ist. D.h., daß der äußere Laufring des Lagers 5B mit dem Bauteil 8 verbunden ist, während der innere Laufring um den Bolzen 5A drehbar ist. In Fign. 3 und 4 ist das Bauteil 8 in seiner untersten Mittelposition auf der Kette 5 dargestellt, wobei das Zahnrad 4 in Fig. 3 und 4 der besseren Darstellung halber weggelassen wurde.

Das zweite Bauteil 9 besteht vorzugweise aus einem Paar paralleler langgestreckter zylindrischer Stäbe 30, 31, die mit dem Bauteil oder Block 8 durch einen Schrumpfsitz oder in anderer geeigneter Weise fest verbunden sind. In der Vorrichtung 1 werden die beiden kopianaren parallelen Stäbe 30 und 31 durch den Block 8 parallel mit der Ebene der Kette 5 und quer zur Richtung der Kettenabschnitte 6 und 7 geführt.

Das dritte Bauteil 10 enthält eine ü-förmige Brücke, die aus einer Vorderseite 32 und swei Schenkeln 33 und 34 besteht. Zwei Gleitlager sind in den beiden Schenkeln 33 und 34 angeordnet wobei jeweils nur die beiden Gleitlager 35 des Schenkels 34 in der Zeichnung gezeigt sind. Die Stäbe 30 und 31 sind in den in den Schenkeln 33 und 34 angeordneten Gleitlagern 35 gleitend gelagert. An den Schenkeln 33 und 34 ist jeweils ein Block 36 bzw. 37 befestigt, die auch mit der Brücke aus einem Stück gefertigt sein können, wobei diese Blöcke Gleitlager 38 bzw. 39 enthalten, in denen die Stäbe 18 bzw, 19 gleitend gelagert sind. D.h., daß das Bauteil 10 das Bauteil 9 führt und daß außerdem das Bauteil 10 durch die Führung 11 geführt

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Die Wirkung der Kombination der Bauteile 8 bis 11 besteht darin, daß man eine sehr genaue und präzise Einstellung und/oder eine Stabilität des Gegenstandes oder Werkstückes 2 erhält, wie sich noch aus der Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung ergibt.

Kettenführungen 40 bis 42 sind hier als äußere Führungsschienen 40, 41 und eine innenliegende Führungsplatte 42 dargestellt. Die Führungsschiene 40 weist eine Führungskante 4OA auf, die gegenüber einer Führungskante 42A der Führungsplatte 42 liegt. In gleicher Weise weist die Führungsschiene 41 eine vorstehende Führungskante 41A auf, die einer ebenfalls vorstehenden Führungskante 42B der Führungsplatte 42 gegenüberliegt, Die Bau·" teile 40 bis 42 sind mit der Vorderseite der Grundplatte 14 durch Schrauben oder dergleichen fest verbunden, die geeignete Bohrungen 43 in den Bauteilen 40 bis 42 durchsetzen, wobei die Schrauben dann in Gewindebohrungen 44 der Grundplatte 14 eingesetzt werden können. Die Führungskante 4OA ragt dabei gerinfügig zwischen die vorderen und hinteren Platten der Kettenglieder wie z.B. die vordere Platte 5F und die hintere Platte 5R auf der äußeren Seite der die Kettenglieder verbindenden Bolzen, z.B. Bolzen 45 der Kettenglieder der Kette 5 längs des Kettenabschnittes 6 hinein. In gleicher Weise ragt die Führungskante 42A geringfügig zwischen vordere und rückwärtige Platten der Kettenglieder des Kettenabschnittes 6 hinein, liegt jedoch auf der Innenseite der die Kettenglieder verbindenden Bolzen. Die gleiche Anordnung trifft auf die Führungskanten 41A und 42B zu, die mit den entsprechenden Kettengliedern des Kettenabschnittes 7 zusammenwirken. Nach dem Zusammenbau liegen die Führungskanten 4OA, 41A, 42A und 42B praktisch parallel und in koplanarer Ausrichtung mit den parallelen Kettenabschnitten 6 und 7.

In der bevorzugten Ausführungsform werden zur Abgabe von Steuer-_EN 975 011 609884/0 794

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Signalen für die Einstellung des Gegenstandes oder Werkstückes Äbfühlvorrichtungen, wie z.B. Hallgeneratoren 46, 47 und 48 benutzt. Zu diesem Zweck sind ein Paar zylinderförmige Permanentmagnete 49 und 50 im Block 8 vorgesehen, die mit den Hallgeneratoren 46 bis 48 zusammenwirken. Der Hallgenerator 46 wird dabei ausschließlich durch den Permanentmagnet 49 betätigt und liefert ein Steuersignal, das anzeigt, wenn der Block 8 und damit der Gegenstand 2 in einer vorbestimmten Ruhelage relativ zur X-Richtung steht. Die Hallgeneratoren 47 und 48 werden ausschließlich durch die Permanentmagnete 50 bzw, 49 betätigt und liefern dann jeweils ein Steuersignal, wenn der Block 8 und damit der Gegenstand 2 schrittweise in eine vorbestimmte Y-Position in bezug auf die Position X1 bzw. X2 bewegt wird, wie dies noch beschrieben wird. In Fig. 2 sind der Einfachheit halber die Hallgeneratoren 46 bis 48 weggelassen.

Die Hallgeneratoren 46 bis 48 sind planar und weisen senkrecht zur ihrer planaren Oberfläche einen zylindrischen magnetisierbaren Bolzen 51 auf, der als Flußkonzentrator und Befestigungsbolzen dient und genau in Bohrungen 51A in der Führungsplatte 42 paßt. Die Abfühlachse jedes Hallgenerators 46 bis 48 ist dabei mit dem Durchmesser der Basis des zylindrischen Bolzens 51 symmetrisch zur Mittelachse des Zapfens ausgerichtet. Konzentrisch mit den Bohrungen 51A sind größere Bohrungen 52 in der Grundplatte 42 vorgesehen, in die die Bolzen 51 der Hallgeneratoren 47 und 48 passen. Die Öffnung 20 dient dem gleichen Zweck für den Bolzen 51 des Hallgenerators 46, Entsprechend ausgerichtete Bohrungen 43 sind in der Führungsplatte 42 und der Deckplatte 44 vorgesehen, durch die isolierte Kabel 54, die Biit den Hallgeneratoren 47 bzw. 48 verbunden sind, zugeführt werden, wie dies z,B. Fig, 1 zeigt. Jedes Kabel 54 enthält die Anzahl erforderlicher Eingangs- und Äusgangsleitungen für den Hallgenerator, Das dem Hallgenerator 46 zugeordnete Kabel 54 ist durch die Bohrung 53A der Führungsplatte 42 und die Bohrung 20 in der Grundplatte 14 hindurchgeführt. Auf diese Weise läßt sich die erforderliche Verbindung der Kabel 54 mit

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eier Stromversorgung und mit den Abfühlschaltungen auf der Rückseite der Grundplatte 14, abseits der sich bewegenden Teile der Vorrichtung auf der Vorderseite und an den Seiten der Grundplatte 14 durchführen. Vorzugsweise besteht die Vorrichtung aus einem nichtmagnetisierbaren Material, wie z.B. Aluminium so daß dadurch die Arbeitsweise der Hallgeneratoren 46 bis und der zugeordneten Betätigungsmagnete 49, 50 nicht beeinflußt wird. Da im übrigen die Abfühlachsen der Hallgeneratoren 46 bis 48 symmetrisch mit dem Durchmesser und um die Mittelachse der jeweiligen Bolzen 51 ausgerichtet sind, hat eine winklige Fehlausrichtung einer bestimmten Zelle in bezug auf die Längsmittelachse des Bolzens 51 nach Befestigung in der zugehörigen Bohrung 51A keinen nachteiligen Einfluß auf die Empfindlichkeit des Hallgenerators.

Die verschiedenen Bauteile können in sinnvoller Weise derart auf beiden Seiten der Grundplatte 14 angebracht werden, so daß die Vorrichtung 1 im wesentlichen im Gleichgewicht ist. Die Bodenplatte 15 kann beispielsweise, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, auf einer geeigneten Grundfläche 55 befestigt v/erden.

Die bevorzugte Betriebsart der Vorrichtung 1 wird als nächstes beschrieben. Für die Erläuterung sei angenommen, daß der Block 8 in Ruhe ist und sich längs des Kettenabschnittes 6 befindet, so daß der Gegenstand oder das Werkstück 2 in der X-Position bei der Koordinate X1 und einer vorbestimmten Y-Koordinate, z.B. YO befindet. Dabei sind der Antrieb 12 und insbesondere der Antriebsmotor 13 und damit auch die Kette 5 in Ruhe. Es sei ferner angenommen, daß der Gegenstand 2 nun in Richtung auf die andere X-Koordinate X2 und eine vorbestimmte Y-Koordinate, beispielsweise +Y1, gefördert werden soll.

Auf ein Startsignal wird der Motor 13 in Uhrzeigerrichtung, d.h. in Richtung des Pfeiles CW in Fig. 1 angetrieben, so daß sich das Zahnrad 4 dreht. Die Aufwärtsbewegung des Blocks 8 überträgt sich über das Bauteil 9 auf die Stäbe 30 und 31 und

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damit wiederum auf die Brücke 10. Der Gegenstand 2 wird daher in genau ausgerichteter Weise längs der Xi=Koordinate und genau geführt nach oben abgezogen. Gleichzeitig wird der Gegenstand 2 daran gehindert, sich in X-Richtung zu bewegen, da dies durch die Kettenführungen 40 bis 42 verhindert wird.

Wenn das mit dem Block 8 verbundene Kettenglied von den Zähnen des Zahnrades 3 mitgenommen wird, wird eine Kraftkomponente in X-Richtung über die Achse 5A übertragen, so daß sich der Block X in X-Richtung in Fig„ 1 nach rechts gleichzeitig mit einer Bewegung des Blocks 8 nach oben bewegt. Die so erzeugte X-Komponente der Kraft überwindet die durch die Kettenführung ausgeübten Kräfte, so daß sich die Stäbe 30, 31_f nach rechts bewegen. Wenn die Achse 5A den oberen Punkt des Zahnrades 3 erreicht hat, dann tritt die in X-Richtung nach rechts gerichtete Kraftkomponente weiter auf, während jedoch die Y-Komponente der Kraft nunmehr in Gegenrichtung, nämlich nach unten gerichtet ist. Der vom Block 8 getragene Magnet 49 läuft am Hallgenerator 46 vorbei und betätigt diesen, so daß dieser ein Steuersignal abgibt, das dem Abstand des Gegenstandes 2 von einer gegebenen Y-Bezugsposition^ 2_OB_Q YO entspricht. Dieses Steuersignal dient zur schrittweisen Weiterschaltung des Schrittschaltmotors 13, so daß der Gegenstand oder das Werkstück auf die gewünschte Y-Koordinate +Y1 eingestellt wird, worauf dann die Bewegung des Antriebs 12, des Motors 13 und damit der Kette 5 beendet ist.

Wenn sich daher das Kettenglied, an dem der Block 8 befestigt ist, von dem Zahnrad 3 bei weiterer Bewegung der Kette 5 im Uhrzeigersinn löst, dann wird die Bewegung des Blocks 8 in X-Richtung nach rechts beendet_? während der Block 8 seine Bewegung nach unten fortsetzt» Die Führung 11 schränkt die Bewegungsfreiheit der Brücke 10 und damit des Gegenstandes 2 ein, der daher genau längs der Koordinate X2 In Y-Richtung ausgerichtet ist, während gleichzeitig eine Bewegung der Stäbe 30, 31 in X-Richtung verhindert wird. Das durch den Hallgenera-

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tor 46 über den Betätigungsmagneten 49 ersaugte Steuersignal bewirkt, daß der Motor 13 den Gegenstand 2 schrittweise in die Position +Y1 weiterbewegt.

In dem bevorzugten Betriebsablauf läuft ein ähnlicher Vorgang ab, wenn der Gegenstand 2 durch Umkehr der Drehrichtung des Motors 13 nach der X1-Koordinate in eine gewünschte Y-Koordinate gebracht werden soll. Der Hallgenerator 46 fühlt den Magneten 49 ab und das dabei erzeugte Ausgangssignal zeigt den Abstand des Gegenstandes oder Werkstückes 2 von der gewünschten Y-Koordinate längs der X1-Koordinate an. Die Hallgeneratoren 47 und 48 stellen fest, wenn sich der Block 8 und damit der Gegenstand 2 an einer vorbestimmten Grenzposition der Y-Achse -Ymin längs der X1 bzw, X2-Koordinate befindet, Steuerschaltungen für die Steuerung der Arbeitsweise des Schrittschaltmotors 13 zur schrittweisen Fortschaltung der Kette 5 und damit des Gegenstandes 2 nach der gewünschten Y-Koordinate sind allgemein bekannt. Sie sind daher in der Beschreibung weggelassen worden, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind.

In Fig. 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Gegenstandes 2, der durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 an einen bestimmten Ort gebracht oder eingestellt werden soll, dargestellt. In dieser Ausführungsform ist der Gegenstand eine Faseroptik-Prüfsonde 56 mit einem Paar faseroptischen Leitungen 57, 58, die an einem abnehmbaren Sockel 59 befestigt sind. Die Kabel und 58 haben ein gabelförmiges Ende, das am Ende 60 des Sockels 59 freiliegt. Unterhalb des Sockels 59 erstrecken sich zwei einander gegenüberliegende, mit dem Sockel 59 fest verbundene Streben 61 und 62, an denen, dem freiliegenden gabelförmigen Ende der Kabel 57 und 58 gegenüberliegend, ein Reflektor 63 angeordnet ist. Der zylinderförmige Sockel 59 wird in eine Klammer 64 eingesetzt, die eine Feststellschraube 65 aufweist, so daß der Sockel 59 in der Klammer 64 festgehalten werden kann. Die Klammer 64 weist einen langgestreckten Abschnitt 66 auf,

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- 14 der einstellbar mit den Stangen 30, 31 verbunden ist.

Im Betrieb wird die Glasfasersonde 56 in Fig. 5 durch die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung in eine Flüssigkeitsprobe (nicht gezeigt) eingetaucht, die sich in einem Reagenzglas (nicht gezeigt) befindet. Die Flüssigkeit durchsetzt dabei die zwischen den beiden Bügeln 61 und 62 gebildeten öffnungen, so daß ein festes gleichförmiges Volumen der Probe, proportional dem Abstand zwischen dem Ende 60 und dem Reflektor 63 vorhanden ist. In das nicht eingetauchte Ende des Kabels 57 wird ein Lichtstrahl hineinprojiziert, der durch das Kabel 57 übertragen und am gabelförmigen Ende an der Endfläche 60 des Sockels 59 austritt. Das dort austretende Licht durchläuft die Probe und wird durch den Reflektor 53 durch die Probe hindurch zurück reflektiert und gelangt in das gabelförmige Ende des Kabelpaares 57, 58. Das von dem Kabel 58 aufgenommene reflektierte Licht v/ird dann nach außen übertragen und beispielsweise in einem Photospektrometer analysiert.

In der in Fig. 6 dargestellten Äusführungsform wird der Gegenstand 2 durch eine Greifvorrichtung 66 gehalten. Die Greifvorrichtung 66 wird von einem Block 67 getragen, der einstellbar an den Stäben 30, 31 der Vorrichtung 1 befestigt ist. Die Greifvorrichtung ist in der Veröffentlichung von J.L. Sirico, im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 17, Nr. 8, Januar 1975, auf Seite 2246 beschrieben. Kurz gesagt besteht die Greifvorrichtung aus einem Paar verschwenkbarer Klauen 68 und 69, Ein Paar auswechselbarer elastischer Greifbacken 70 ist an den jeweiligen Endfläche 71 der Klauen angebracht. In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform wird die Greifvorrichtung

67 zum Ergreifen von zylindrischen Gegenständen benutzt, wie z.B. eines teilweise dargestellten Reagenzglases 72, Die Klauen

68 und 69 sind normalerweise, wie dies durch strichpunktierte Linien angezeigt ist, durch Torsionsfedern 73 in ihrer Offenstellung vorgespannt. Zum Schließen der Klauen 68, 69 wird ein Elektromagnet 74 erregt, der seinen Anker 75, der an einem

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Schaft 76 befestigt ist, aus einer normalen Ruhelage, die in gestrichelten Linien in Fig. 6 eingezeigt ist₇ in die ausgezogen gezeichnete Position zieht. Der Anker 75 ist über den Schaft 76 mit einer Nockenscheibe 77 verbunden. Die Nockens be 77 trägt zwei Nockenelemente 78, 79. Die Nockenelemente 78, 79 kommen mit den austragenden Enden 80 bzw. 81 der als Winkelhebel ausgebildeten Klauen 68, 69 in Eingriff, so daß bei Erregung des Elektromagneten 74 sich der Anker 75 und die Nockenplatte 77 nach unten bewegen und damit die Enden 80, 81 nach unten drücken und somit bewirken, daß die Klauen 68, 69 um ihre jeweiligen Schwenkpunkte herum verschwenkt werden, so daß uie Klauen 68, 69, wie in Fig. 6 dargestellt, in ihre Schließposition kommen.

Das Arbeiten der jeweiligen Objektträger 2 der Fign, 5 und 6 ist mit der Arbeitsweise der Vorrichtung 1 synchronisiert»

Natürlich kann die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung auch in waagrechter Richtung betrieben werden. Ferner kann die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung unsymmetrisch, statt symmetrisch aufgebaut sein. Ferner kann die Kette 5 so angeordnet werden, daß sie sich nur in einer Richtung bewegt. Ferner kann die Ausrichtung der Längsachsen der Stäbe 30, 31 in bezug auf die Längsachse der Führung 11 und damit in bezug auf die Ausrichtung der Kettenabschnitte 6, 7 statt orthogonal zueinander unter einem anderen Winkel angeordnet werden. Ferner läßt sich die Vorrichtung gemäß Fig. 1 auch zur Positionierung anderer Gegenstände, wie z.B. mechanischer oder elektromechanischer Sonden, Werkstücken usw. einsetzen.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken in zwei diskrete, räumlich voneinander getrennte Positionen mit einer über Zahnräder geführten Kette, dadurch gekennzeichnet, daß an der über zwei in einer Ebene liegende Zahnräder (3, 4) geführten, zwei zueinander parallele Kettenabschnitte (6, 7) aufweisenden Kette (5) ein erstes Bauteil (8) schwenkbar gelagert ist, daß an diesem ersten Bauteil ein das Werkstück (2) tragendes Bauteil (9) befestigt ist, auf dem ein drittes Bauteil (10) gleitend angebracht ist und dieses in vorbestimmter Beziehung zu den Kettenabschnitten (6, 7) führt,

daß diese Kettenabschnitte in einer Kettenführung (11; 40, 41, 42, 4OA, 41A, 42A) geführt sind und daß über die angetriebene Kette (5) das erste Bauteil (8) und damit das Werkstück (2) längs des ersten Kettenabschnittes (6) über ein Zahnrad (3, 4) und längs des zweiten Kettenabschnittes (7) einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem der Zahnräder (3, 4) ein umsteuerbarer Schrittschaltmotor gekuppelt ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (8) mittels einer Achse (5A), die in einer Lagerbuchse des ersten Bauteils (8) drehbar gelagert ist, mit der Kette (5) an der Verbindungsstelle zweier Kettenglieder verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil (9) aus einem Paar Führungsstäben (30, 31) besteht, die quer zu dem ersten Bauteil (8) dieses durchsetzen und mit ihm fest verbunden sind und daß

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das dritte Bauteil (10) aus einer ü-förmigen Brücke (32, 33, 34) besteht, die über ir den Schenkeln (33, 34) vorgesehene Gleitlager (35) auf den Führungsstäben gleitend verschiebbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Brücke an ihren Schenkeln (33, 34) mit Gleitlagern (38, 39) versehene Lagefböcke trägt, in denen eine Führung (11; 18, 19) verschiebbar gelagert ist, die sich parallel zu den Kettenabschnitten (6, 7) erstreckt«
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Bauteil (8) eine Greifvorrichtung (Fig, 6) zum Ergreifen und Transportieren eines Werkstückes verbunden ist*

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