DE3923961A1

DE3923961A1 - Manipulator

Info

Publication number: DE3923961A1
Application number: DE19893923961
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Ing Lackmann; Johann Slotkowski
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1991-01-24
Also published as: DE3923961C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Manipulator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Manipula tor, der zusammen mit handelsüblichen Mikroskopen verwendbar ist, um einen Gegenstand im optischen Erfassungsbereich des Mikroskopes zu positionieren. In einem besonderen Anwen dungsfall befaßt sich die Erfindung mit einem Manipulator, mittels dessen auf dem Tisch eines Industrieauflichtmikros kopes zur Messung von elektrischen Spannungen innerhalb in tegrierter Schaltungen eine Glasplatte auf eine mit einem Flüssigkristall beschichtete integrierte Schaltung abgesenkt werden kann, bis diese mit dem Flüssigkristall Kontakt nimmt, um Felder und Spannungsverläufe innerhalb der inte grierten Schaltung optisch darzustellen.

Übliche Manipulatoren haben die Gestalt eines x-y-Kreuzti sches, bei dem auf einem Grundkörper ein x-Kreuztisch ver schiebbar angeordnet ist, auf dem wiederum der bezüglich des x-Kreuztisches in y-Richtung verschiebbare y-Kreuztisch an geordnet ist. Derartige, bekannte Manipulatoren haben eine vergleichsweise hohe Bauhöhe in z-Richtung, sodaß sie zumin dest nicht für Bereiche eingesetzt werden können, bei denen der zu positionierende Gegenstand in einem nur geringen ver tikalen Abstand von der Aufstandsebene des Manipulators be wegt werden muß.

Ein derartiger Fall, bei dem es auf eine Justage eines Ge genstandes unter räumlich extrem beengten Umständen ankommt, liegt bei dem oben angesprochenen Fall der kontaktlosen Mes sung elektrischer Spannungen innerhalb von integrierten Schaltungen vor. Hierbei muß auf eine integrierte Schaltung, die im optischen Erfassungsbereich eines Industrieauflicht mikroskopes auf dessen x-y-Kreuztisch angeordnet ist, und die mit einer nematischen Flüssigkristallschicht bedeckt ist, eine Glasplatte bis zum Kontakt mit dem Flüssigkristall abgesenkt werden, ohne daß hierbei die integrierte Schaltung Schaden nimmt. Mittels des Auflichtmikroskopes, das als Po larisationsmikroskop ausgeführt ist, kann durch die Glas platte hindurch die Feldverteilung im Flüssigkristall be obachtet werden, indem feldfreie Bereiche als dunkel er scheinen und Felder hoher Feldstärke hell erscheinen. Bei einem derartigen kontaktlosen Spannungsmeßverfahren muß die Glasplatte bzw. die integrierte Schaltung in einem ver gleichsweise geringen Abstand vom Kreuztisch des Mikroskopes angeordnet sein, sodaß bislang für diesen Einsatzbereich Ma nipulatoren nicht in Betracht kamen.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Manipulator der ein gangs genannten Art so weiter zu bilden, daß er in der Richtung senkrecht zu den Bewegungsrichtungen der Vorschub einheiten eine geringe Abmessung hat.

Diese Aufgabe wird bei einem Manipulator nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Manipula tors sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungs gemäßen Manipulators näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Horizontalschnittdarstellung durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Manipulators; und

Fig. 2 eine skizzenhafte Draufsichtdarstellung auf Vorschubeinheiten innerhalb des in Fig. 1 gezeigten Manipulators.

Ein in den Fig. 1 und 2 in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneter Manipulator umfaßt einen in Draufsicht im wesentlichen quadratischen, plattenförmigen Grundkörper 2, eine gegenüber dem Grundkörper in x-Richtung verschiebbar gelagerte erste Vorschubeinheit 3, und eine gegenüber der ersten Vorschubeinheit 3 in y-Richtung ver schiebbar gelagerte zweite Vorschubeinheit 4. Die erste Vor schubeinheit 3 weist eine erste Ausnehmung 5 auf, innerhalb der die zweite Vorschubeinheit 4 mittels einer Führungsvor richtung 6 gelagert ist. Der Grundkörper 2 weist eine zweite Ausnehmung 7 auf, innerhalb der die erste Vorschubeinheit 3 mittels einer zweiten Führungsvorrichtung 8 gelagert ist.

Vorzugsweise ist die erste Führungsvorrichtung 6 zur Lage rung der zweiten Vorschubeinheit 4 gegenüber der ersten Vor schubeinheit 3 durch eine zusammenpassend profilierte Ausge staltung von in y-Richtung verlaufenden Innenwänden 9 der ersten Vorschubeinheit 3 und in der y-Richtung verlaufenden Außenwänden der zweiten Vorschubeinheit 4 gebildet.

Ebenso ist vorzugsweise die zweite Führungsvorrichtung 8 zur Lagerung der ersten Vorschubeinheit 3 gegenüber dem Grund körper 2 durch eine zusammenpassend profilierte Ausgestal tung von in der x-Richtung verlaufenden Innenwänden 10 des Grundkörpers 2, die durch die zweite Ausnehmung 7 festgelegt sind, und in der x-Richtung verlaufenden Außenwänden 11 der ersten Vorschubeinheit 3 gebildet.

Auf dem Grundkörper 2 ist, wie schematisch aus Fig. 2 er kennbar ist, eine erste Antriebseinheit 12 für das Antreiben der ersten Vorschubeinheit 3 in der x-Richtung und eine zweite Antriebseinheit 13 für das Antreiben der zweiten Vor schubeinheit 4 in der y-Richtung vorgesehen, wobei letztere 13 so ausgestaltet ist, daß sie trotz Antriebseingriffnahme der zweiten Vorschubeinheit 4 in der y-Richtung eine freie Verschiebung derselben in der x-Richtung ermöglicht. Dies kann beispielsweise durch ein in x-Richtung gleitend ver schiebbares, jedoch in y-Richtung fest geführtes Antriebs teil geschehen.

Auf der zweiten Vorschubeinheit 4 ist eine Dreheinheit 14 befestigt, die in ihrem Sockelteil 15 fest mit der zweiten Vorschubeinheit 4 verbunden ist. Das Sockelteil 15 führt einen darüber angeordneten Drehteller 16. Der Drehteller 16 trägt eine Aufnahme 17 für integrierte Schaltungen 18.

In einer Schwalbenschwanzführung 19 im Grundkörper 2 wird der Fuß einer z-Hubvorrichtung geführt, die in ihrer Gesamt heit mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist und einen z- Hubteil 21 sowie einen Arm 22 aufweist. Der Arm dient an seinem freien Ende 23 zur Aufnahme einer Glasplatte 24, die mittels der z-Hubvorrichtung in der eingangs beschriebenen Art auf die mit dem Flüssigkristall beschichtete integrierte Schaltung 18 abgesenkt werden kann.

Die Glasplatte 24 kann für spezielle Meßverfahren mit einer Elektrode versehen sein, die bei dem erfindungsgemäßen Mani pulator ständig angeschlossen bleiben kann.

Die Glasplatte 24 kann mittels des erfindungsgemäßen Manipu lators 1 einfach und ohne Gefahr für die integrierte Schal tung 18 justiert und abgesenkt werden und nach Durchführung einer Messung auch einfach gereinigt werden.

Die beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mani pulators ermöglicht eine Justierung und relative Positionie rung der Glasplatte 24 zur integrierten Schaltung 18 in ei nem rechtwinkligen Koordinatensystem. Andere als rechtwink lige Koordinatensysteme können jedoch gleichfalls auf den erfindungsgemäßen Manipulator angewendet werden.

Claims

1. Manipulator

- mit einem Grundkörper (2),
- mit einem gegenüber dem Grundkörper (2) in einer ersten Richtung verschiebbar gelagerten ersten Vorschubeinheit (3), und
- mit einer gegenüber der ersten Vorschubeinheit (3) in einer zweiten, von der ersten Richtung abweichenden Richtung verschiebbar gelagerten zweiten Vorschubein heit (4),

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Vorschubeinheit (3) eine erste Ausnehmung (5) aufweist, und
daß die zweite Vorschubeinheit (4) im wesentlichen in nerhalb der Ausnehmung (5) der ersten Vorschubeinheit (3) angeordnet ist.

2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (2) eine Ausnehmung (7) aufweist, und
daß die erste Vorschubeinheit (3) im wesentlichen innerhalb der zweiten Ausnehmung (7) angeordnet ist.

3. Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß eine erste Führungsvorrichtung (6) zur Lagerung der zweiten Vorschubeinheit (4) gegenüber der ersten Vor schubeinheit (3) durch eine zusammenpassend profilierte Ausgestaltung von in der zweiten Richtung verlaufenden Innenwänden (9) der ersten Vorschubeinheit (3) und in dieser Richtung verlaufenden Außenwänden der zweiten Vorschubeinheit (4) gebildet wird.

4. Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß eine zweite Führungsvorrichtung (8) zur Lagerung der ersten Vorschubeinheit (3) gegenüber dem Grundkörper (2) durch eine zusammenpassend profilierte Ausgestaltung von in der ersten Richtung verlaufenden Innenwänden (10) des Grundkörpers (2), die durch die zweite Ausnehmung (7) festgelegt sind, und in dieser Richtung verlaufenden Außenwänden (11) der ersten Vorschubeinheit (3) gebildet ist.

5. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Grundkörper (2) eine erste Antriebseinheit (12) für das Antreiben der ersten Vorschubeinheit (3) in der ersten Richtung vorgesehen ist, und
daß auf dem Grundkörper (2) eine zweite Antriebseinheit (13) für das Antreiben der zweiten Vorschubeinheit (4) in der zweiten Richtung vorgesehen ist, die derart aus gebildet ist, daß sie trotz Antriebseingriffsnahme mit der zweiten Vorschubeinheit (4) in der zweiten Richtung eine freie Beweglichkeit derselben in der ersten Rich tung ermöglicht.

6. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn zeichnet durch eine auf der zweiten Vorschubeinrichtung (4) angeordnete Dreheinrichtung (14).

7. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hubvorrichtung (20) vorgesehen ist, die am Grundkörper (2) verschiebbar geführt ist und einen mit tels eines Hubteiles (21) höhenverstellbaren Arm (22) aufweist.

8. Manipulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Arm (22) an seinem freien Ende (23) zur Aufnahme einer Glasplatte (24) ausgebildet ist, und
daß die Dreheinrichtung (14) zur Aufnahme einer inte grierten Schaltung (18) ausgebildet ist.