DE4021949C2 - Verstellbarer Tisch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Tisch mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bandbelichtungsvorrichtungen zum Aufbelichten eines Leitungsführungsmusters eines LSI-Chips oder dergleichen auf ein Band, Displaydetektoren zum Prüfen von Fehlern in Flüssigkristallen und ähnliche Einrichtungen erfordern als Arbeitstisch einen verstellbaren Tisch, der in zwei zueinander senkrechten Richtungen bewegt und um einen gewünschten Winkel verschwenkt werden kann.

Bei einem bekannten verstellbaren Tisch dieser Art sind zwei Tische mit eingebauter Antriebsanordnung, beispielsweise Gewindespindeln, übereinandergesetzt. Um dabei eine Schwenkverstellung zu erlauben, müssen diese beiden Tische ihrerseits auf einem Drehtisch montiert werden, der eine Winkeleinstellung zuläßt. Dadurch wird der Aufbau des Tisches kompliziert. Der Tisch baut hoch. Die Gesamtanordnung ist sperrig.

Bei einer Belichtungsvorrichtung der vorstehend genannten Art muß der Arbeitstisch mit einer Belichtungsöffnung versehen sein, durch die hindurch man auf das Arbeitsstück Licht fallen läßt. Im Falle des bekannten verstellbaren Tisches, der aus mehreren übereinandergestellten Einzeltischen aufgebaut ist, ist es jedoch schwierig, eine Lichtdurchtrittsöffnung an einer geeigneten Stelle des Tisches vorzusehen. Insbesondere wenn der Tisch auf einem Drehtisch montiert wird, ist es extrem schwierig, eine Lichtdurchtrittsöffnung durch den gesamten verstellbaren Tisch hindurchreichen zu lassen.

Bei einem die Merkmale gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs aufweisenden bekannten Tisch (DE 39 09 292 A1) sind an der bewegbaren Platte zwei zueinander senkrechte Paare von parallelen Leitflächen angeformt. An diesen vier Leitflächen lie­ gen Leitelemente zur Steuerung der Bewegung der Platte an. Zwei der Leitelemente weisen mindestens zwei längs der betreffenden Leitfläche auf Abstand angeordnete Anlageteile, z. B. Rollen, auf. Mit jedem dieser vier Anlageteile wirkt eine gesonderte Antriebsanordnung zusammen. Die mit den beiden übrigen Leitflächen zusammenwir­ kenden weiteren Leitelemente weisen jeweils mindestens ein Anlageteil, z. B. wiederum Rollen, auf. Die Anlageteile der weiteren Leitelemente können gleichfalls mit An­ triebsanordnungen verbunden oder an die betreffenden Leitflächen durch Federkraft angedrückt sein. Die bekannte Anordnung erfordert mit Anlageteilen ausgestattete Leitelemente an allen vier Seiten der bewegbaren Platte. Es sind ferner mindestens vier Antriebsanordnungen, nämlich jeweils zwei an jeweils zwei zueinander senkrecht verlaufenden Leitflächen, notwendig.

Es ist ferner ein Drehtisch mit einer festen Platte und einer schrittweise drehbaren Platte bekannt (DE-OS 25 31 559), bei dem der drehbaren Platte mindestens drei kugel­ förmige Auflager zugeordnet sind, die auf einem ersten Kreisumfang gleichmäßig ver­ teilt sind. Die feste Platte hat mindestens drei Sektoren mit gleichen Abmessungen, wo­ bei ein erster Sektor eine Reihe von kreisförmigen Lagestellen und ein zweiter Sektor eine Reihe von Lagestellen in Form von Nuten aufweist, während der dritte Sektor aus einem als Führungsebene dienenden ebenen Bereich besteht. Diese Sektoren wirken mit den kugelförmigen Auflagen derart zusammen, daß, wenn ein erstes Auflager mit einer kreisförmigen Lagestelle in Berührung steht, das zweite Auflager mit einer der Nuten Berührung hat und das dritte Auflager auf dem ebenen Bereich ruht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verstellbaren Tisch zu schaffen, der einfach und kompakt aufgebaut ist, der in zwei zueinander senkrechten Richtungen verstellt und auch verschwenkt werden kann und der auf einfache Weise mit einer Lichtdurchtrittsöffnung versehen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch im kennzeichnenden Teil angegebe­ nen Merkmale gelöst.

Bei dem verstellbaren Tisch nach der Erfindung läßt sich die bewegbare Platte in jeder Richtung verstellen, wobei sie von den Kugeln geführt wird, die sich auf der festen Platte abwälzen.

Mittels der ersten Antriebsanordnungen oder der zweiten Antriebsanordnung, die mit der bewegbaren Platte gekuppelt sind, läßt sich die bewegbare Platte in zwei zueinander senkrechten Richtungen verstellen.

Werden alle Antriebsanordnungen gemeinsam verstellt, kann die bewegbare Platte um jeden gewünschten Punkt geschwenkt oder in jeder gewünschten Richtung mit Bezug auf rechtwinklige Koordinaten bewegt werden.

Da bei der vorliegenden Anordnung zwischen der festen Platte und der bewegbaren Platte nur der Käfig für die Kugeln angeordnet ist, läßt sich die Bauhöhe des Tisches minimal halten.

Für eine durch den Tisch hindurchreichende Lichtdurchtrittsöffnung kann einfach dadurch gesorgt werden, daß in der Mitte des Käfigs eine durchgehende Öffnung vorgesehen wird, die Öffnungen entspricht, welche in der festen Platte und in der bewegbaren Platte vorhanden sind.

Bei dem erfindungsgemäßen verstellbaren Tisch ist die bewegbare Platte auf der festen Platte über mehrere Kugeln abgestützt. Mit der bewegbaren Platte sind mehrere parallel zueinander angeordnete Antriebsanordnungen sowie eine dazu senkrecht ausgerichtete Antriebsanordnung gekuppelt, wobei die Antriebsanordnungen sich jeweils ausdehnen und zusammenziehen können. Auf diese Weise kann die Höhe des Tisches im Vergleich zu einem herkömmlichen Aufbau vermindert werden, bei dem mehrere Einzeltische übereinandergestellt sind. Es ist daher möglich, einen verstellbaren Tisch bereitzustellen, der besonders kompakt ist und der Verstellbewegungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen ebenso zuläßt wie eine Schwenkbewegung.

Weil zwischen der festen Platte und der bewegbaren Platte kein Hindernis, beispielsweise in Form einer Gewindespindel, vorhanden ist, kann ein durch den Tisch hindurchführender Lichtdurchlaß einfach dadurch erhalten werden, daß Mittelöffnungen in den Platten und dem Käfig vorgesehen werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines verstellbaren Tisches,

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf den verstellbaren Tisch gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht des verstellbaren Tisches,

Fig. 4 einen lotrechten Teilschnitt im Bereich einer der Gewindespindeln und der Ankoppelstelle dieser Spindel,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 6,

Fig. 8A bis 8E schematische Darstellungen, die verschiedene Arten der Ankopplung der Spindelanordnungen an die bewegbare Platte erkennen lassen,

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Einrichtung zum Begrenzen der Käfigbewegung und

Fig. 10 einen Schnitt für eine abgewandelte Ausführungsform der Einrichtung zum Begrenzen der Käfigbewegung.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 bis 3 hervorgeht, ist bei einem verstellbaren Tisch 1 ein ringförmiger Käfig 4 mit einer Mehrzahl von Kugeln 3 vorgesehen, die entlang der Umfangsfläche des Käfigs 4 abrollen können. Der Käfig 4 ist zusammen mit den Kugeln 3 auf einer festen Platte 2 angeordnet. Eine bewegbare Platte 5 ist auf den in dem Käfig 4 sitzenden Kugeln 3 abgestützt.

Die bewegbare Platte 5 kann, geführt von den Kugeln 3, in beliebiger Richtung verstellt werden, wobei sich die Kugeln 3 auf der festen Platte 2 frei abwälzen. Auf der Oberseite der festen Platte 2 sind an deren vier Ecken Anschlagstifte 6 vorgesehen, um die Bewegung des Käfigs 4 zu begrenzen, so daß sich der Käfig 4 beim Abwälzen der Kugeln 3 innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bewegen kann.

Die feste Platte 2 und die bewegbare Platte 5 sind jeweils in ihrer Mitte mit runden Öffnungen 7 bzw. 8 versehen. Diese Öffnungen 7, 8 bilden gemeinsam mit einer Mittelöffnung 4a des Käfigs 4 einen Durchlaß 9, durch den hindurch Licht in lotrechter Richtung durch den verstellbaren Tisch 1 hindurchtreten kann. Die Mittelöffnung 4a des Käfigs 4 hat einen größeren Durchmesser als die runde Öffnung 7 in der festen Platte 2, so daß der Rand des Käfigs 4 nicht in die runde Öffnung 7 hineinragt. Der Durchmesser der Mittelöffnung 4a ist jedoch hinreichend klein, um den Anschlagstiften 6 eine Begrenzung der Käfigbewegung zu erlauben.

Eine Trägerplatte 10a ist an der einen Seite 2a der festen Platte 2 befestigt, während zwei Trägerplatten 10b und 10c in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand an einer an die Seite 2a angrenzenden Seite 2b der festen Platte 2 angebracht sind. Antriebsanordnungen in Form von Spindelanordnungen 12, 13 und 14, die jeweils eine Verbindungswelle 11 aufweisen, sind an den Trägerplatten 10a, 10b bzw. 10c angebracht.

Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, ist das eine Ende der Verbindungswelle 11 jeder der Spindelanordnungen 12 bis 14 über einen Stift 15 mit einem Schieber 16 gelenkig verbunden. Der Schieber 16 ist auf einer waagrecht verlaufenden Führungsstange 17 verschiebbar angeordnet, die benachbart der Seite 5a bzw. 5b der bewegbaren Platte 5 vorgesehen ist. Der Schieber 16 und der Stift 15 erlauben es der zugehörigen Verbindungswelle 11 eine Schwenk- und Verschiebebewegung mit Bezug auf die betreffende Seite 5a bzw. 5b der bewegbaren Platte 5 auszuführen.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist jede der Spindelanordnungen 12 bis 14 mit einer Antriebseinheit 18 zum Erzeugen eines Drehmoments sowie mit einer Getriebeeinheit 19 zum Übertragen des Drehmoments auf die Verbindungswelle 11 ausgestattet.

In der Getriebeeinheit 19 ist eine Spindelmutter 20 über Lager 21 drehbar gelagert. Die Spindelmutter 20 steht mit der Verbindungswelle 11 über eine Gewindespindel 22 in Verbindung, deren eines Ende in die Mutter 20 und deren anderes Ende in die Welle 11 eingeschraubt ist. Die Verbindungswelle 11 ist in einem Gleitlager 23 axial verstellbar gelagert.

Wie insbesondere aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht, weist die Gewindespindel 22 einen Abschnitt 22a mit größerem Durchmesser auf, der einen Drehbewegungen begrenzenden Stift 24 trägt. Auf dem Stift 24 sitzen zwei Exzenterringe 25 und 26, die ein Drehen der Gewindespindel 22 verhindern. Auf die Exzenterringe 25 und 26 ist jeweils ein Lager 27 bzw. 28 aufgesetzt. Die Umfangsflächen der Lager 27, 28 stehen in Rollkontakt mit einem Andruckblock 30 und einem Abwälzblock 31, die an der einen Seite eines Gehäuses 29 sitzen. Der Andruckblock 30 ist mittels nachgiebiger Federn 32 in Richtung auf den feststehenden Abwälzblock 31 vorgespannt. Durch die Führungswirkung der Blöcke 30 und 31 sowie die Exzenterwirkung der Exzenterringe 25 und 26 wird die Gewindespindel 22 an einer Drehbewegung gehindert und auf geradlinige Verstellbewegungen in axialer Richtung beschränkt.

In dem Gehäuse 29 sind auf der dem Stift 24 gegenüberliegenden Seite mehrere Positionssensoren 33 untergebracht, um die Position der Gewindespindel 22 zu ermitteln. Gegenüber den Positionssensoren 33 ist ein metallisches Sensorteil 34 auf dem größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 22a der Gewindespindel 22 montiert.

Zu der Antriebseinheit 18 gehören in nicht näher veranschaulichter Weise ein Motor, der auf die Spindelmutter 20 ein Drehmoment ausüben kann, sowie ein Positionsregler, der die relative Drehbewegung zwischen dem Motor und der Spindelmutter 20 steuert. Bei dem Positionsregler kann es sich um einen Codierer handeln, der in Verbindung mit einem Schrittmotor oder einem Servomotor als Antriebsmotor benutzt wird. Der Positionsregler kann auch eine lineare Skala sein, die in Verbindung mit einem Servomotor eingesetzt wird.

Bei Verwendung des vorstehend erläuterten verstellbaren Tisches 1 als Arbeitstisch für eine Bandbelichtungsvorrichtung oder einen Flüssigkristall-Displaydetektor wird, wie in Fig. 1 veranschaulicht ist, eine Lichtquelle 35 unter die feste Platte 2 unmittelbar unterhalb der runden Öffnung 7 gesetzt, so daß das von der Lichtquelle 35 abgegebene Licht durch den Lichtdurchlaß 9 in der Mitte der Platten 2 und 5 hindurchtritt.

Wenn die Antriebseinheit 18 einer der Spindelanordnungen 12 bis 14 betätigt wird, um die Spindelmutter 20 zu drehen, bewegt sich die zugehörige Gewindespindel 22 geradlinig in Axialrichtung. Dabei wird die Gewindespindel 22 durch den Eingriff zwischen den Exzenterringen 25 und 26 und den Blöcken 30 und 31 an einer Drehbewegung gehindert. Die Verbindungswelle 11 bewegt sich daher entlang einer geraden Linie vor und zurück.

Um die bewegbare Platte 5 in Fig. 2 in X-Richtung zu verstellen, wird nur die Spindelanordnung 12 betätigt, während die Spindelanordnungen 13 und 14 außer Betrieb bleiben. Die mit den Verbindungswellen 11 der Spindelanordnungen 13 und 14 gekoppelten Schieber 16 gleiten daher entlang den zugehörigen Führungsstangen 17, so daß sich die Platte 5 in der X-Richtung bewegen kann. Um die bewegbare Platte 5 in der Y- Richtung zu verstellen, werden die Spindelanordnungen 13 und 14 um eine gleiche Strecke verstellt, während die Spindelanordnung 12 festgehalten wird.

Um andererseits die bewegbare Platte 5 zu drehen, wird die Spindelanordnung 14 vor- oder zurückbewegt, während die danebenliegende Spindelanordnung 13 festgehalten wird. Außerdem wird die senkrecht zu den beiden anderen Spindelanordnungen stehende Spindelanordnung 12 vor- oder zurückbewegt, während die Spindelanordnung 14 verstellt wird. Daher schwenkt die bewegbare Platte 5 um die Ankoppelstelle der Spindelanordnung 13. Die Größe Θ dieser Schwenkbewegung kann eingestellt werden, indem die Verstellbewegung der Spindelanordnungen 14 und 12 geändert wird. Durch gleichzeitiges Verstellen sämtlicher Spindelanordnungen 12, 13, 14 kann die bewegbare Platte 5 um einen beliebigen gewünschten Punkt geschwenkt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die drei Spindelanordnungen 12 bis 14 mit den benachbarten Seiten 5a, 5b der bewegbaren Platte 5 unmittelbar gekuppelt. Die Ankopplung der Spindelanordnungen 12 bis 14 an die bewegbare Platte 5 kann aber auch auf verschiedenartige andere Weise erfolgen, wie dies in den Fig. 8A bis 8E dargestellt ist. In diesen Figuren ist mit 36 eine Kupplungsstange bezeichnet, die an der bewegbaren Platte 5 fest angebracht ist. Soweit eine oder mehrere der Spindelanordnungen an einer solchen Kupplungsstange 36 angreifen, ist dafür gesorgt, daß die betreffende Spindelanordnung gegenüber der Kupplungsstange verschwenkbar und in einer Richtung parallel zu der Kupplungsstange 36 verschiebbar ist.

Bei den zuvor erläuterten Ausführungsformen sind zum Verstellen der bewegbaren Platte 5 Spindelanordnungen 12 bis 14 vorgesehen. Statt dessen können aber auch andere Antriebsanordnungen, beispielsweise Hydraulikzylinder, benutzt werden.

Des weiteren können die Anschlagstifte 6 zum Begrenzen der Käfigbewegung auch innerhalb der Mittelöffnung 4a des Käfigs 4 sitzen. Des weiteren können, wie in Fig. 9 veranschaulicht ist, mehrere Langlöcher 37 am Umfang des Käfigs 4′ verteilt sein, wobei in jedes dieser Langlöcher 37 ein Anschlagstift 6′ eingreift.

Fig. 10 zeigt eine weiter abgewandelte Ausführungsform, bei welcher ein Käfig 4′′ mit Anschlagstiften 6′′ versehen ist, die in Ausnehmungen 38 der festen Platte 2 eingreifen, um die Verstellbewegung des Käfigs 4′′ zu begrenzen.

Claims (1)

1. Verstellbarer Tisch (1) mit einer festen Platte (2), einer bewegbaren Platte (5), einer Mehrzahl von Kugeln (3) zum Abstützen der bewegbaren Platte (5) über der festen Platte (2), einem zwischen der festen Platte (2) und der bewegbaren Platte (5) angeordneten Käfig (4) zum Haltern der Kugeln (3), einer Einrichtung (6) zum Begrenzen der Bewegung des Käfigs (4), mindestens zwei ersten Antriebsanordnungen (13, 14), deren Achsen parallel zueinander verlaufen, zum Verstellen der bewegbaren Platte (5) in einer Richtung, und einer zweiten Antriebsanordnung (12) zum Verstellen der bewegbaren Platte (5) in zu der einen Richtung senkrechter Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Antriebsan­ ordnungen (12 bis 14) mit der bewegbaren Platte (5) über jeweils eine Kupplungsvor­ richtung (16, 17) unlösbar gekuppelt sind, die einen an dem der bewegbaren Platte (5) gegenüberliegenden Ende der betreffenden An­ triebsanordnung (12 bis 14) schwenkbar gelagerten Schieber (16) und eine an der bewegbaren Platte (5) befestigte Führungsstange (17) aufweist, auf welcher der Schieber (16) verschieb­ bar geführt ist.