FR2818573A1 - Platine x-y a disposition d'entrainement motorise - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une platine X-Y.La platine X-Y comprend une plaque de base fixe (12), un chariot de platine mobile (14) pouvant coulisser sur la plaque de base (12) dans une direction de coordonnée unique, de première et seconde surfaces d'entraînement (24, 26) fixées à l'un des éléments parmi la plaque de base (12) et le chariot de platine (14) et de premier et second moteurs d'entraînement (16, 18) montés sur l'autre élément parmi la plaque de base (12) et le chariot de platine (14) et s'engageant respectivement avec les première et seconde surfaces d'entraînement (24, 26) pour communiquer, au chariot de platine (14), de première et seconde forces d'entraînement dont les composantes respectives sont dirigées transversalement au déplacement du chariot de platine (14) dans des directions opposées.L'invention résout le problème des forces d'équilibrage agissant sur la platine et tendant à créer une torsion de la platine au cours de son mouvement d'entraînement.
Description
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La présente invention se rapporte à une platine X-Y entraînée par des dispositions à moteur d'entraînement le long d'au moins une première de deux directions orthogonales et, de manière plus particulière, aux forces d'équilibrage qui tendent à créer une torsion de la platine au cours de son mouvement d'entraînement.
Dans un mécanisme de la technique antérieure, appelé couramment platine X-Y, on prévoit un entraînement à coulissement linéaire pour assurer un mouvement régulé pour une première platine dans une première de deux directions de coordonnées orthogonales. Une seconde platine est de manière typique montée de manière coulissante sur la première platine. Par l'intermédiaire d'un mouvement combiné des deux platines dans les deux directions de coordonées, il est possible d'obtenir un déplacement vers tout point désiré à l'intérieur d'un plan.
Un objet de la présente invention est de créer une platine X-Y présentant une disposition d'entraînement motorisé de type perfectionné.
Un autre objet de l'invention est de créer une telle disposition d'entraînement motorisé pour une platine X-Y qui applique des forces équilibrées afin d'éviter une torsion du chariot de la platine.
Les objets ci-dessus de la présente invention ainsi que d'autres sont obtenus par un aspect de la présente invention qui est dirigé vers une platine X-Y présentant une plaque de base fixe et un chariot de platine mobile monté à coulissement sur la plaque de base, le chariot de platine pouvant coulisser dans une direction de coordonnée unique. De première et seconde surfaces d'entraînement sont fixées à l'un des éléments parmi la plaque de base et le chariot de platine, et de premier et second moteurs d'entraînement sont montés sur l'autre élément parmi la plaque de base et le chariot de platine.
Les premier et second moteurs d'entraînement s'engagent avec les première et seconde surfaces d'entraînement,
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respectivement, pour communiquer, au chariot de platine, de première et seconde forces d'entraînement respectives et amener un déplacement du chariot de platine par rapport à la plaque de base. Les premier et second moteurs d'entraînement sont placés de telle manière que les composantes respectives des première et seconde forces d'entraînement dirigées transversalement au déplacement du chariot de platine sont communiquées au chariot dans des directions opposées.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - les première et seconde surfaces d'entraînement sont fixées à la plaque de base ; les composantes transversales desdites première et seconde forces d'entraînement sont communiquées le long d'un axe unique ; - le premier moteur d'entraînement est monté sur la plaque de base ;
- le second moteur d'entraînement est monté sur la plaque de base ; - la plaque de base comprend une partie inférieure généralement plate et une barre d'entraînement s'étendant vers le haut, ladite barre d'entraînement étant interposée entre les premier et second moteurs d'entraînement ; la barre d'entraînement comprend la première surface d'entraînement dirigée de manière générale vers ledit premier moteur d'entraînement ; la barre d'entraînement comprend la seconde surface d'entraînement dirigée de manière générale vers ledit second moteur d'entraînement ; - au moins un rail est monté sur ladite plaque de base, ce rail présentant au moins un profilé et des paliers à rouleaux sont montés sur le chariot de platine, ledit chariot de platine étant monté de manière coulissante sur ladite plaque de base avec les paliers à
- le second moteur d'entraînement est monté sur la plaque de base ; - la plaque de base comprend une partie inférieure généralement plate et une barre d'entraînement s'étendant vers le haut, ladite barre d'entraînement étant interposée entre les premier et second moteurs d'entraînement ; la barre d'entraînement comprend la première surface d'entraînement dirigée de manière générale vers ledit premier moteur d'entraînement ; la barre d'entraînement comprend la seconde surface d'entraînement dirigée de manière générale vers ledit second moteur d'entraînement ; - au moins un rail est monté sur ladite plaque de base, ce rail présentant au moins un profilé et des paliers à rouleaux sont montés sur le chariot de platine, ledit chariot de platine étant monté de manière coulissante sur ladite plaque de base avec les paliers à
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rouleaux disposés en engagement de roulement dans ledit profilé du rail ; - la plaque de base comprend en outre une partie inférieure généralement plate et une barre d'entraînement s'étendant vers le haut, le rail étant monté sur ladite partie inférieure et le premier moteur d'entraînement étant interposé entre ledit rail et ladite barre d'entraînement ; - le rail est de manière générale parallèle à la barre d'entraînement ; - les composantes dirigées de manière opposée des première et seconde forces d'entraînement sont sensiblement égales.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une platine X-Y de la technique antérieure présentant un seul moteur d'entraînement ; - la figure 2 est une vue en élévation latérale d'une platine X-Y réalisée conformément à l'invention et - la figure 3 est un schéma partiel vu de dessus de la disposition montrée à la figure 2 et qui est donné dans le but d'illustrer les forces appliquées, par les moteurs d'entraînement, au chariot de platine de la platine X-Y de l'invention.
A la figure 1 on a représenté une platine X-Y de la technique antérieure désignée de manière générale par la référence 1. La platine X-Y comprend une base 2 sur laquelle est monté un moteur d'entraînement 3. En outre, une base allongée 4 est fixée à la base 2 de montage du moteur ou fait partie intégrante de celle-ci. Un chariot
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de platine 5 est monté à coulissement sur la base allongée 4, en utilisant tout procédé connu approprié. En particulier, des rails 6 sont fixés sur la base 4 de la platine et présentent des paliers à rouleaux 7 placés dans un profilé 8 se déplaçant à l'intérieur des rails 6 et faisant face à des montants 9 du chariot de platine 5. Les surfaces intérieures des montants 9 sont en contact de roulement avec les paliers à rouleaux 7. Une plaque d'entraînement 6 est montée le long d'un bord du chariot de platine 5 pour se trouver en relation de vis-à-vis avec le moteur d'entraînement 3. En utilisant des techniques bien connues, le moteur d'entraînement 3 est configuré pour s'engager avec la plaque d'entraînement 6 et commander le mouvement du chariot de platine 5 par rapport à la base fixe 2 de montage du moteur et à la base 4 de la platine.
Le chariot de platine 5 peut se déplacer dans une direction linéaire unique le long de l'axe longitudinal de la base 4 de la platine, une telle direction linéaire représentant une direction de coordonée unique, telle que X. La platine X-Y référencée 1 peut être combinée avec une seconde platine (non représentée), par exemple orientée dans une direction perpendiculaire, telle que Y, pour assurer un mouvement contrôlé dans les deux directions de coordonnées X et Y.
Le moteur 3 et la plaque d'entraînement 6 peuvent être obtenus auprès de la société Nanomotion Ltd. de Yokneam, Israël en tant que Modèle No. SP8V-02. La plaque d'entraînement 6 présente une surface qui augmente l'interface de friction entre la plaque d'entraînement 6 et le moteur d'entraînement 3. Par exemple, la plaque d'entraînement 6 de Nanomotion est réalisé en alumine, ce qui assure un fini de surface fortement poli qui permet un contrôle de position fin par le moteur d'entraînement 3. En outre, le moteur d'entraînement 3 est en contact continu avec le plaque d'entraînement 6 par l'intermédiaire de doigts 3a du moteur et, par
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conséquent, le moteur d'entraînement 3 non seulement communique un mouvement d'entraînement au chariot de platine 5, mais également une force de freinage. Il est souhaitable que le chariot de platine 5 se déplace en même temps qu'est actionné le moteur d'entraînement 3. De cette manière, la longueur du déplacement du chariot de platine 5 et sa vitesse de déplacement peuvent être commandées de manière sélective.
La disposition de la figure 1 présente, cependant, un inconvénient significatif. L'utilisation d'un moteur d'entraînement unique amène, transversalement au chariot de platine 5, un déséquilibre des forces communiquées au niveau du ou des points d'interaction entre le moteur d'entraînement 3 et le chariot de platine 5. Des moments sont alors créés, et ceci peut amener le chariot de platine 5 à se tordre et même à se coincer. En conséquence, la précision du mouvement linéaire du chariot de platine est compromise, ainsi que la capacité de contrôler de manière précise (c'est-à-dire d'arrêter/démarrer) le mouvement du chariot de platine.
La figure 2 montre une platine X-Y réalisée conformément à l'invention et désignée de manière générale par la référence 10. La platine X-Y comprend une plaque de base 12, un chariot de platine 14 monté à coulissement sur la plaque de base 12, ainsi que de premier et second moteurs d'entraînement 16,18. Le chariot de platine 14 est configuré pour se déplacer linéairement, un tel mouvement rectiligne correspondant à une direction de coordonnée unique.
La plaque de base 12 est allongée dans la direction du déplacement du chariot de platine, représentée par une flèche à double pointe M à la figure 3. La plaque de base 12 présente une partie inférieure plate 20 et une surface de montage s'étendant vers le haut 21 pour une barre d'entraînement 22. La barre d'entraînement 22 présente de préférence une même étendue longitudinale que la partie inférieure 20 et une section transversale rectangulaire
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uniforme, avec des surfaces d'entraînement 24, 26. Les moteurs d'entraînement 16, 18 sont de préférence les mêmes que ceux décrits ci-dessus pour le moteur d'entraînement 3 de la technique antérieure. La barre d'entraînement 22 est de préférence réalisée dans la matière à base d'alumine décrite ci-dessus pour la plaque d'entraînement 6. En faisant que la barre d'entraînement 22 soit de section transversale constante, les moteurs d'entraînement 16,18 peuvent appliquer une force d'entraînement uniforme sur toute la longueur opérationnelle de la barre d'entraînement 22. La barre d'entraînement 22 est de préférence fixée à la surface de montage 21 à l'aide de vis. L'utilisation de matières adhésives doit être évitée dans des applications où la platine X-Y fonctionne dans le vide parce que les matières adhésives ont alors tendance à dégazer.
Les premier et second moteurs d'entraînement 16,18 sont fixés rigidement au chariot de platine 14. La barre d'entraînement 22 est interposée entre les premier et second moteurs d'entraînement 16,18, avec les deux moteurs d'entraînement 16,18 qui présentent des doigts 36 et qui sont placés pour communiquer une force d'entraînement à la barre d'entraînement 22 par l'intermédiaire des doigts 36 qui s'engagent avec les surfaces d'entraînement 24,26. Avec cette disposition, les premier et second moteurs d'entraînement 16,18 sont placés pour communiquer les composantes des forces d'entraînement à la barre d'entraînement 22 dirigée transversalement au déplacement du chariot de platine 14 dans des directions opposées, ce qui équilibre les forces réactives appliquées au chariot de platine. Les forces opposées sont sensiblement égales, ce qui a pour résultat un équilibrage des forces communiquées transversalement au chariot de platine 14 par les moteurs d'entraînement, de sorte que le chariot de platine n'est pas soumis à une torsion ni à un calage.
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La figure 3 montre que le moteur d'entraînement 16 communique à la barre d'entraînement 22 une force d'entraînement FG dirigée vers la gauche, alors que le moteur d'entraînement 18 communique une force
d'entraînement FD dirigée vers la droite. De préférence, les forces d'entraînement FG et FD sont communiquées le long d'un axe unique, tel que l'axe X. Il y a lieu de comprendre que les forces d'entraînement FG et FD peuvent également être des forces résultantes produites par les moteurs d'entraînement 16,18. Ainsi, par exemple, le premier moteur d'entraînement 16 peut présenter deux jeux de doigts 36 écartés le long de la direction M, lesquels s'engagent avec la première surface d'entraînement 24. La force d'entraînement FG est une résultante des deux forces individuelles FG'et FG''communiquées par les rouleaux d'entraînement 36.
d'entraînement FD dirigée vers la droite. De préférence, les forces d'entraînement FG et FD sont communiquées le long d'un axe unique, tel que l'axe X. Il y a lieu de comprendre que les forces d'entraînement FG et FD peuvent également être des forces résultantes produites par les moteurs d'entraînement 16,18. Ainsi, par exemple, le premier moteur d'entraînement 16 peut présenter deux jeux de doigts 36 écartés le long de la direction M, lesquels s'engagent avec la première surface d'entraînement 24. La force d'entraînement FG est une résultante des deux forces individuelles FG'et FG''communiquées par les rouleaux d'entraînement 36.
Les premier et second moteurs d'entraînement 16,18 sont commandés par des organes de commande MC. Pour les moteurs d'entraînement préférés décrits ci-dessus, l'organe de commande de ces moteurs peut également être obtenu auprès de la société Nanomotion.
En se référant à la figure 2, le chariot de platine 14 est monté en engagement de coulissement par rapport à la plaque de base 12 en utilisant toute technique connue de l'homme du métier. A titre d'exemple non limitatif, chaque côté de la platine X-Y présente au moins un rail 38 monté sur la plaque de base 12. Un profilé 40 est défini à l'intérieur, dans la partie supérieure du rail 38, et des paliers à rouleaux 42, montés sur le chariot de platine 14, sont reçus dans le profilé 40 en engagement de roulement avec lui. On préfère que deux rails 38 soient prévus, les premier et second moteurs d'entraînement 16,18 étant chacun interposés entre la barre d'entraînement 22 et l'un des rails 38. On préfère également que les rails 38 soient parallèles à la barre d'entraînement 22. Divers espaces, tels que l'espace 44 entre la barre d'entraînement 22 et le chariot de platine
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14, sont également prévus pour empêcher un frottement des surfaces coulissantes opposées.
Bien qu'un mode de réalisation préféré de la présente invention ait été indiqué en détail ci-dessus, différentes modifications de celui-ci apparaîtront facilement à l'homme du métier. Par exemple, la platine X-Y référencée 10 peut être utilisée dans de nombreuses applications et, pour une de ses applications, il peut être préférable que les moteurs d'entraînement soient montés sur la plaque de base fixe plutôt que sur le chariot de platine mobile. La barre d'entraînement serait alors fixée au chariot de platine mobile. Une autre modification apparaissant facilement à l'homme du métier comprend l'utilisation de plus d'un jeu de moteurs opposés. Ceci assure une plus grande vitesse et une meilleure rigidité de la platine. Par exemple, la platine X peut présenter deux jeux de ce type alors que la platine Y, montée au-dessus de la platine X, peut ne présenter qu'un seul jeu. Une autre modification de ce genre consiste à remplacer la barre unique en alumine utilisée pour la barre d'entraînement par une barre réalisée en une autre matière, et des plaques en alumine seraient alors fixées aux surfaces d'entraînement en vue d'un engagement par les moteurs d'entraînement.
L'invention n'est ainsi pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
Claims (12)
1. Platine X-Y caractérisée en ce qu'elle comprend : une plaque de base fixe (12) un chariot de platine mobile (14) monté à coulissement sur ladite plaque de base (12), ledit chariot de platine (14) pouvant coulisser dans une direction de coordonnée unique ; de première et seconde surfaces d'entraînement (24, 26) fixées à l'un des éléments parmi la plaque de base et le chariot de platine (14) ; de premier et second moteurs d'entraînement (16, 18) montés sur l'autre élément parmi la plaque de base (12) et le chariot de platine (14), et s'engageant respectivement avec lesdites première et seconde surfaces d'entraînement (24,26) pour communiquer, audit chariot de platine, de première et seconde forces d'entraînement (Fo, FD) respectives et amener un déplacement dudit chariot de platine (11) par rapport à ladite plaque de base (14) ; et en ce que lesdits premier et second moteurs (16, 18) d'entraînement sont placés de telle manière que les composantes respectives des première et seconde forces d'entraînement (FG, FD) dirigées transversalement au déplacement dudit chariot de platine (14) sont communiquées audit chariot (14) dans des directions opposées.
2. Platine X-Y selon la revendication 1, caractérisée en ce que les première et seconde surfaces d'entraînement (24,26) sont fixées à ladite plaque de base.
3. Platine X-Y selon la revendication 1, caractérisée en ce que les composantes transversales desdites première et seconde forces d'entraînement (FG, FD) sont communiquées le long d'un axe unique.
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4. Platine X-Y selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier moteur d'entraînement (16) est monté sur la plaque de base (12)
5. Platine X-Y selon la revendication 4, caractérisée en ce que le second moteur d'entraînement (18) est monté sur la plaque de base (12).
6. Platine X-Y selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite plaque de base (12) comprend une partie inférieure généralement plate (20) et une barre d'entraînement (22) s'étendant vers le haut, ladite barre d'entraînement (22) étant interposée entre les premier et second moteurs d'entraînement.
7. Platine X-Y selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite barre d'entraînement (22) comprend la première surface d'entraînement (24) dirigée de manière générale vers ledit premier moteur d'entraînement (16).
8. Platine X-Y selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite barre d'entraînement (22) comprend la seconde surface d'entraînement (26) dirigée de manière générale vers ledit second moteur d'entraînement (18).
9. Platine X-Y selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un rail (38) monté sur ladite plaque de base (12), ledit rail (38) présentant au moins un profilé (40), et des paliers à rouleaux (42) montés sur ledit chariot de platine (14), et en ce que ledit chariot de platine (14) est monté de manière coulissante sur ladite plaque de base (12) avec lesdits paliers à rouleaux (42) qui sont disposés en engagement de roulement dans ledit profilé (40) dudit rail (38).
10. Platine X-Y selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite plaque de base (12) comprend en outre une partie inférieure généralement plate (20) et une barre d'entraînement (22) s'étendant vers le haut, ledit rail (38) étant monté sur ladite
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partie inférieure (20), et en ce que ledit premier moteur d'entraînement (16) est interposé entre ledit rail (38) et ladite barre d'entraînement (22).
11. Platine X-Y selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit rail (38) est de manière générale parallèle à ladite barre d'entraînement (22).
12. Platine X-Y selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites composants dirigées de manière opposée des première et seconde forces d'entraînement (Fg, FD) sont sensiblement égales.
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