FR2962562A1 - METHOD AND SYSTEM FOR ADJUSTING THE SPATIAL SITUATION OF A MOBILE UNIT. - Google Patents
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Abstract
- Selon l'invention, l'unité mobile se déplaçant par rapport à une surface de déplacement à l'aide d'au moins un coussin d'air (5, 6), le système (1 A, 1 B) comporte des moyens (8, 9, 10) pour régler un paramètre d'alimentation en air d'au moins un tel coussin d'air (5, 6), lorsque l'unité mobile (2) occupe une position pour laquelle un défaut de situation spatiale est détecté par rapport à une situation spatiale de référence prédéfinie.- According to the invention, the mobile unit moving relative to a displacement surface with the aid of at least one air cushion (5, 6), the system (1 A, 1 B) comprises means (8, 9, 10) for adjusting an air supply parameter of at least one such air cushion (5, 6), when the mobile unit (2) occupies a position for which a spatial situation defect is detected with respect to a predefined reference spatial situation.
Description
La présente invention concerne un procédé et un système pour le réglage de la situation spatiale d'une unité mobile se déplaçant par rapport à une surface de déplacement à l'aide de coussins d'air. Dans la suite, on entend par « situation spatiale » : - le parallélisme entre un plan de référence et une face d'une unité mobile se déplaçant sur une surface de déplacement à l'aide d'au moins un coussin d'air. La situation spatiale est alors contrôlée en tangage et/ou en roulis ; - et/ou, lorsqu'une unité mobile se déplace le long d'au moins un rail de guidage, le positionnement latéral de ladite unité par rapport audit rail. La situation spatiale est alors contrôlée en lacet. The present invention relates to a method and a system for adjusting the spatial situation of a mobile unit moving relative to a moving surface by means of air cushions. In the following, the term "spatial situation" means: the parallelism between a reference plane and a face of a mobile unit moving on a moving surface using at least one air cushion. The spatial situation is then controlled in pitch and / or roll; and / or, when a mobile unit moves along at least one guide rail, the lateral positioning of said unit with respect to said rail. The spatial situation is then controlled by yaw.
La présente invention est particulièrement bien adaptée, quoique non exclusivement, aux tables de positionnement en X-Y dédiées au déplacement de pièces (par exemple un circuit électronique, un disque de silicium, ...) selon deux directions orthogonales X et Y. On sait qu'une telle table de déplacement en X-Y comporte généralement une base fixe, pourvue d'une surface de déplacement sur sa partie supérieure, et d'un chariot mobile présentant une face de réception, destinée à recevoir une ou plusieurs pièces. Ce chariot mobile est porté sur la surface de déplacement par l'intermédiaire de coussins d'air et est apte à occuper une pluralité de positions distinctes sur ladite surface. The present invention is particularly well suited, although not exclusively, to positioning tables in XY dedicated to the displacement of parts (for example an electronic circuit, a silicon disk, etc.) in two orthogonal directions X and Y. It is known that Such an XY moving table generally comprises a fixed base, provided with a moving surface on its upper part, and a movable carriage having a receiving face, intended to receive one or more pieces. This mobile carriage is carried on the displacement surface by means of air cushions and is able to occupy a plurality of distinct positions on said surface.
Sur la surface de déplacement peut alors glisser, sans friction, le chariot mobile auquel sont associés des moyens de guidage l'astreignant à se déplacer selon les deux directions orthogonales X et Y. Des moteurs électriques sont usuellement prévus pour mettre en mouvement le chariot avec une très grande dynamique de déplacement et une haute précision de positionnement. On the moving surface can then slide, without friction, the movable carriage which is associated with guiding means causing it to move in the two orthogonal directions X and Y. Electric motors are usually provided to move the carriage with a very dynamic movement and a high positioning accuracy.
Cependant, il est fréquent que la surface de déplacement de la base fixe présente, à certaines desdites positions distinctes, des imperfections de planéité à l'origine d'un défaut de parallélisme entre la face de réception du chariot mobile et un plan de référence (qui correspond par exemple à la surface de déplacement sans défaut de planéité). Dans certaines applications (par exemple la fabrication de circuits microélectroniques) pour lesquelles le parallélisme entre la face du chariot et le plan de référence est essentiel, un défaut de parallélisme ne permet généralement pas de satisfaire aux exigences de précisions requises, de sorte que la qualité des opérations (par exemple le soudage, la réplication d'un masque) attachées à ces applications est dégradée. Par ailleurs, on connait également des tables de positionnement selon au moins une direction longitudinale comportant au moins un rail de guidage longitudinal le long duquel est apte à se déplacer un chariot mobile pour occuper une pluralité de positions longitudinales distinctes. Le rail de guidage étant défini par deux surfaces longitudinales parallèles, des coussins d'air montés sur le chariot mobile coopèrent avec les deux surfaces de déplacement latérales dudit rail de guidage. A chacune desdites positions longitudinales distinctes est en outre associé un positionnement latéral prédéfini du chariot mobile par rapport au rail de guidage Cependant, la planéité des surfaces latérales du rail étant également imparfaite, pour certaines des positions longitudinales distinctes, le positionnement latéral du chariot mobile par rapport au rail de guidage peut différer du positionnement latéral prédéfini correspondant. Une telle imprécision peut notamment dégrader la qualité des opérations réalisées ultérieurement sur les pièces disposées sur le chariot mobile. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et, notamment, de régler la situation spatiale d'une unité mobile se déplaçant par rapport à au moins une surface de déplacement à l'aide d'au moins un coussin d'air. However, it is common for the displacement surface of the fixed base to have, at some of said distinct positions, flatness imperfections at the origin of a parallelism defect between the receiving face of the mobile carriage and a reference plane ( which corresponds for example to the surface of displacement without flatness defect). In some applications (for example the manufacture of microelectronic circuits) for which the parallelism between the face of the carriage and the reference plane is essential, a lack of parallelism does not generally make it possible to satisfy the requirements of the required accuracies, so that the quality operations (for example, welding, replication of a mask) attached to these applications is degraded. Furthermore, positioning tables are also known in at least one longitudinal direction comprising at least one longitudinal guide rail along which is able to move a movable carriage to occupy a plurality of distinct longitudinal positions. The guide rail being defined by two parallel longitudinal surfaces, air cushions mounted on the movable carriage cooperate with the two lateral displacement surfaces of said guide rail. At each of said distinct longitudinal positions is further associated a predefined lateral positioning of the movable carriage with respect to the guide rail. However, the flatness of the side surfaces of the rail being also imperfect, for some of the distinct longitudinal positions, the lateral positioning of the movable carriage by relative to the guide rail may differ from the corresponding predefined lateral positioning. Such inaccuracy can in particular degrade the quality of the operations performed later on the parts arranged on the mobile carriage. The object of the present invention is to remedy these drawbacks and, in particular, to adjust the spatial situation of a mobile unit moving relative to at least one moving surface by means of at least one air cushion.
A cette fin, selon l'invention, le procédé pour le réglage de la situation spatiale d'une unité mobile se déplaçant par rapport à au moins une surface de déplacement à l'aide d'au moins un coussin d'air, ladite unité mobile étant apte à occuper une pluralité de positions distinctes par rapport à ladite surface de déplacement, cette dernière présentant des défauts de planéité à au moins certaines desdites positions, est remarquable en ce que l'on effectue les étapes suivantes : N pour chacune desdites positions distinctes, on détecte un éventuel défaut de situation spatiale de ladite unité mobile par rapport à une situation spatiale de référence prédéfinie associée à ladite position ; B/ en cas de détection d'un tel défaut, on détermine une information de réglage permettant de corriger ledit défaut ; et C/ lorsque ladite unité mobile occupe une desdites positions pour laquelle un défaut de situation spatiale est détecté, on règle, à partir de l'information de réglage correspondante, au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un tel coussin d'air, afin d'obtenir la situation spatiale de référence de ladite unité mobile associée à ladite position. Ainsi, grâce à l'invention, on utilise le ou les coussins d'air agencés entre l'unité mobile et la surface de déplacement de manière à pouvoir corriger un éventuel défaut de situation spatiale de l'unité mobile par rapport à une situation spatiale de référence prédéfinie, pour une position distincte donnée. En effet, en réglant au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un coussin d'air, on peut ajuster très précisément l'épaisseur de celui-ci, ce qui permet d'aboutir à la situation spatiale de référence. To this end, according to the invention, the method for adjusting the spatial situation of a mobile unit moving relative to at least one moving surface with the aid of at least one air cushion, said unit movable being able to occupy a plurality of distinct positions with respect to said moving surface, the latter having flatness defects at at least some of said positions, is remarkable in that the following steps are performed: N for each of said positions distinct, a possible spatial situation of said mobile unit is detected with respect to a predefined reference spatial situation associated with said position; B / in case of detection of such a defect, a setting information is determined for correcting said defect; and C / when said mobile unit occupies one of said positions for which a spatial situation defect is detected, is set, from the corresponding adjustment information, at least one air supply parameter of at least one such cushion of air, in order to obtain the reference spatial situation of said mobile unit associated with said position. Thus, by virtue of the invention, the air cushion or cushions arranged between the mobile unit and the displacement surface are used so as to be able to correct a possible defect of spatial situation of the mobile unit with respect to a spatial situation. predefined reference for a given distinct position. Indeed, by adjusting at least one air supply parameter of at least one air cushion, one can adjust very precisely the thickness thereof, which leads to the spatial situation of reference.
Il est à noter que les étapes N, B/ et C/ peuvent être réalisées de façon itérative. Dans un premier mode de réalisation conforme à la présente invention destiné au réglage du parallélisme entre un plan de référence et une face de ladite unité mobile se déplaçant sur ladite surface de déplacement à l'aide d'au moins un tel coussin d'air : lors de l'étape N, pour chacune desdites positions distinctes, on détecte un éventuel défaut de parallélisme entre ledit plan de référence et la face de ladite unité mobile ; lors de l'étape B/, en cas de détection d'un défaut de parallélisme, on détermine une information de réglage permettant de corriger celui-ci ; et lors de l'étape CI, lorsque ladite unité mobile occupe une desdites positions distinctes pour laquelle un défaut de parallélisme a été détecté, on règle, à partir de l'information de réglage correspondante, au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un tel coussin d'air, afin d'obtenir un parallélisme entre ledit plan de référence et la face de ladite unité mobile. Ainsi, en réglant un paramètre d'alimentation en air d'au moins un coussin d'air, on peut ajuster l'épaisseur de ce dernier et ainsi réaliser le parallélisme entre le plan de référence et la face de ladite unité mobile, pour une position donnée de l'unité mobile sur la surface de déplacement. L'unité mobile est ainsi contrôlée au moins en roulis et/ou en tangage. Dans une réalisation particulière du premier mode de réalisation, ladite unité mobile étant portée par ladite surface de déplacement au moyen de trois coussins d'air, on règle, lors de l'étape C/, au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un desdits coussins d'air. It should be noted that the steps N, B / and C / can be performed iteratively. In a first embodiment according to the present invention for adjusting the parallelism between a reference plane and a face of said mobile unit moving on said moving surface with the aid of at least one such air cushion: during step N, for each of said distinct positions, a possible parallelism defect is detected between said reference plane and the face of said mobile unit; during step B /, in the event of detection of a parallelism defect, adjustment information is determined that makes it possible to correct it; and in step CI, when said mobile unit occupies one of said distinct positions for which a parallelism defect has been detected, is set, from the corresponding setting information, at least one air supply parameter d at least one such air cushion, in order to obtain a parallelism between said reference plane and the face of said mobile unit. Thus, by adjusting an air supply parameter of at least one air cushion, it is possible to adjust the thickness of the air cushion and thus achieve the parallelism between the reference plane and the face of said mobile unit, for a given position of the mobile unit on the moving surface. The mobile unit is thus controlled at least in roll and / or pitch. In a particular embodiment of the first embodiment, said mobile unit being carried by said displacement surface by means of three air cushions, it is regulated, in step C /, at least one air supply parameter d at least one of said air cushions.
Par ailleurs, en variante ou en complément, dans un second mode de réalisation conforme à la présente invention, ladite unité mobile étant apte se déplacer suivant au moins un rail de guidage défini par deux surfaces de déplacement latérales longitudinales parallèles entre elles, ladite unité mobile comportant au moins deux coussins d'air qui coopèrent respectivement avec lesdites surfaces latérales longitudinales, ladite unité mobile étant apte à occuper une pluralité de positions longitudinales distinctes le long dudit rail de guidage, à chacune desdites positions longitudinales distinctes étant associé un positionnement latéral prédéfini de ladite unité mobile par rapport audit rail de guidage : - lors de l'étape AI, pour chacune desdites positions longitudinales distinctes, on détecte un éventuel défaut de positionnement latéral de ladite unité mobile par rapport audit rail de guidage ; - lors de l'étape B/, en cas de détection d'un tel défaut de positionnement latéral, on détermine une information de réglage permettant de corriger ce dernier ; et lors de l'étape CI, lorsque ladite unité mobile occupe une desdites positions longitudinales distinctes pour laquelle un défaut de positionnement latéral a été détecté, on règle, à partir de l'information de réglage correspondante, au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un desdits coussins d'air, afin d'obtenir ledit positionnement latéral prédéfini associé à ladite position longitudinale. Ainsi, pour une position longitudinale donnée, en réglant l'épaisseur d'au moins un des coussins d'air, on peut modifier le positionnement latéral de l'unité mobile par rapport au rail de guidage et obtenir le positionnement latéral prédéfini associé à cette position longitudinale. L'unité mobile est au moins contrôlée en lacet. En outre, quel que soit le mode de réalisation de l'invention considéré, ledit paramètre d'alimentation peut être : - la pression d'alimentation en air ; - le débit d'alimentation en air. De plus, à des fins de vérification du réglage, on peut effectuer les étapes suivantes : pour chacune desdites positions pour laquelle un défaut de situation spatiale est détecté, on mesure l'épaisseur au moins d'un coussin d'air; on compare l'épaisseur mesurée à une épaisseur de référence prédéterminée obtenue à partir de ladite information de réglage, afin de contrôler la qualité du réglage effectué lors de l'étape CI ; et dans le cas où l'épaisseur mesurée n'est pas égale à l'épaisseur de référence, on ajuste le réglage dudit paramètre d'alimentation en air au moins dudit coussin d'air, de sorte que l'épaisseur dudit coussin d'air soit au moins approximativement égale à ladite épaisseur de référence. En variante ou en complément, à des fins d'étalonnage, on peut en outre effectuer les étapes suivantes : - pour une unique position d'origine prédéfinie de ladite surface de déplacement, on mesure la distance entre un point de référence de ladite unité mobile et ladite surface de déplacement ; - on compare la distance mesurée à une distance de référence prédéterminée ; et dans le cas où la distance mesurée n'est pas égale à la distance de référence, on règle au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un coussin d'air, afin que la distance mesurée soit au moins approximativement égale à la distance de référence. En outre, dans le cas d'une pluralité des coussins d'air, le réglage est effectué simultanément sur l'ensemble de coussins d'air. La présente invention concerne, de plus, un système pour le réglage de la situation spatiale d'une unité mobile se déplaçant par rapport à au moins une surface de déplacement à l'aide d'au moins un coussin d'air, ladite unité mobile étant apte à occuper une pluralité de positions distinctes par rapport à ladite surface de déplacement, cette dernière présentant des défauts de planéité à au moins certaines desdites positions. Selon l'invention, ledit système est remarquable en ce qu'il comporte : des moyens pour détecter, pour chacune desdites positions distinctes, un éventuel défaut de situation spatiale de ladite unité mobile par rapport à une situation spatiale de référence prédéfinie associée à ladite position ; des moyens pour déterminer, en cas de détection d'un tel défaut, une information de réglage permettant de corriger ledit défaut ; et des moyens pour régler, lorsque ladite unité mobile occupe une desdites positions pour laquelle un défaut de situation spatiale est détecté, au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un tel coussin d'air, à partir de l'information de réglage correspondante. Moreover, alternatively or in addition, in a second embodiment according to the present invention, said mobile unit being able to move along at least one guide rail defined by two longitudinal lateral displacement surfaces parallel to each other, said mobile unit having at least two air cushions cooperating respectively with said longitudinal side surfaces, said movable unit being adapted to occupy a plurality of distinct longitudinal positions along said guide rail, at each of said distinct longitudinal positions being associated a predefined lateral positioning of said mobile unit relative to said guide rail: during step AI, for each of said distinct longitudinal positions, a possible lateral positioning defect of said mobile unit with respect to said guide rail is detected; during step B /, in the event of detecting such a lateral positioning defect, a setting information is determined that makes it possible to correct the latter; and in step CI, when said mobile unit occupies one of said distinct longitudinal positions for which a lateral positioning defect has been detected, adjusting, from the corresponding setting information, at least one feed parameter into air at least one of said air cushions, to obtain said predefined lateral positioning associated with said longitudinal position. Thus, for a given longitudinal position, by adjusting the thickness of at least one of the air cushions, it is possible to modify the lateral positioning of the mobile unit with respect to the guide rail and to obtain the predefined lateral positioning associated with this longitudinal position. The mobile unit is at least controlled in yaw. In addition, whatever the embodiment of the invention in question, said feed parameter may be: the air supply pressure; - the air supply flow. In addition, for verification of the adjustment, the following steps may be performed: for each of said positions for which a spatial situation defect is detected, the thickness of at least one air cushion is measured; comparing the measured thickness with a predetermined reference thickness obtained from said adjustment information, to control the quality of the adjustment performed in step CI; and in the case where the thickness measured is not equal to the reference thickness, the adjustment of said air supply parameter is adjusted to at least said air cushion, so that the thickness of said cushion of air is at least approximately equal to said reference thickness. As a variant or in addition, for calibration purposes, the following steps can be carried out: for a single predefined origin position of said moving surface, the distance between a reference point of said mobile unit is measured. and said moving surface; the measured distance is compared with a predetermined reference distance; and in the case where the measured distance is not equal to the reference distance, at least one air supply parameter of at least one air cushion is adjusted so that the measured distance is at least approximately equal to at the reference distance. In addition, in the case of a plurality of air cushions, the adjustment is performed simultaneously on the set of air cushions. The present invention further relates to a system for adjusting the spatial situation of a mobile unit moving relative to at least one moving surface with at least one air cushion, said movable unit being able to occupy a plurality of distinct positions with respect to said displacement surface, the latter having flatness defects at at least some of said positions. According to the invention, said system is remarkable in that it comprises: means for detecting, for each of said distinct positions, a possible defect of spatial situation of said mobile unit with respect to a predefined reference spatial situation associated with said position ; means for determining, in the event of detection of such a defect, setting information for correcting said defect; and means for adjusting, when said mobile unit occupies one of said positions for which a spatial situation defect is detected, at least one air supply parameter of at least one such air cushion, from the information corresponding setting.
Dans le premier mode de réalisation de l'invention destiné au réglage du parallélisme entre un plan de référence et une face de ladite unité mobile se déplaçant sur ladite surface de déplacement à l'aide d'au moins un tel coussin d'air : - lesdits moyens de détection sont formés pour détecter, pour chacune desdites positions distinctes, un éventuel défaut de parallélisme entre ledit plan de référence et la face de ladite unité mobile ; - lesdits moyens de détermination sont formés pour déterminer, en cas de détection d'un défaut de parallélisme, une information de réglage permettant de corriger celui-ci ; et - lesdits moyens de réglage sont formés pour régler, lorsque ladite unité mobile occupe une desdites positions distinctes pour laquelle un défaut de parallélisme a été détecté, au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un tel coussin d'air, à partir de l'information de réglage correspondante. Dans le second mode de réalisation de l'invention, ladite unité mobile étant apte se déplacer suivant au moins un rail de guidage défini par deux surfaces de déplacement latérales longitudinales parallèles entre elles, ladite unité mobile comportant au moins deux coussins d'air qui coopèrent respectivement avec lesdites surfaces latérales longitudinales, ladite unité mobile étant apte à occuper une pluralité de positions longitudinales distinctes le long dudit rail de guidage, à chacune desdites positions longitudinales distinctes étant associé un positionnement latéral prédéfini de ladite unité mobile par rapport audit rail de guidage : - lesdits moyens de détection sont formés pour détecter, pour chacune desdites positions longitudinales distinctes, un éventuel défaut de positionnement latéral de ladite unité mobile par rapport audit rail de guidage ; - lesdits moyens de détermination sont formés pour déterminer, en cas de détection d'un tel défaut de positionnement latéral, une information de réglage permettant de corriger ce dernier ; et - lesdits moyens de réglage sont formés pour régler, lorsque ladite unité mobile occupe une desdites positions longitudinales distinctes pour laquelle un défaut de positionnement latéral a été détecté, au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un desdits coussins d'air, à partir de l'information de réglage correspondante. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente un schéma synoptique d'un système de réglage conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue schématique du dessus d'une table de déplacement en X-Y associée au système de la figure 1 pour le réglage de parallélisme, selon un premier mode de réalisation conforme à l'invention. La figure 3 montre, dans une vue de profil, la table de déplacement en X-Y de la figure 2. La figure 4 est une vue schématique du dessus d'une table de déplacement selon un seul axe longitudinal associée au système de la figure 1 pour le réglage d'un positionnement latéral, selon un second mode de réalisation conforme à l'invention. In the first embodiment of the invention for adjusting the parallelism between a reference plane and a face of said mobile unit moving on said moving surface with at least one such air cushion: said detection means are formed for detecting, for each of said distinct positions, a possible parallelism defect between said reference plane and the face of said mobile unit; - Said determination means are formed to determine, in case of detection of a parallelism defect, adjustment information to correct it; and - said adjustment means are formed to adjust, when said mobile unit occupies one of said distinct positions for which a parallelism defect has been detected, at least one air supply parameter of at least one such air cushion, from the corresponding setting information. In the second embodiment of the invention, said mobile unit being able to move along at least one guide rail defined by two longitudinal lateral displacement surfaces parallel to each other, said mobile unit comprising at least two air cushions that cooperate. respectively with said longitudinal side surfaces, said movable unit being adapted to occupy a plurality of distinct longitudinal positions along said guide rail, at each of said distinct longitudinal positions being associated a predefined lateral positioning of said movable unit with respect to said guide rail: said detection means are formed to detect, for each of said distinct longitudinal positions, a possible lateral positioning defect of said mobile unit with respect to said guide rail; - Said determination means are formed to determine, in case of detection of such a lateral positioning defect, adjustment information for correcting the latter; and said adjustment means are formed to adjust, when said mobile unit occupies one of said distinct longitudinal positions for which a lateral positioning defect has been detected, at least one air supply parameter of at least one of said cushions. air, from the corresponding setting information. The figures of the appended drawing will make it clear how the invention can be realized. In these figures, identical references designate similar elements. Figure 1 shows a block diagram of an adjustment system according to the present invention. Figure 2 is a schematic top view of an X-Y displacement table associated with the system of Figure 1 for adjusting parallelism, according to a first embodiment according to the invention. FIG. 3 shows, in a profile view, the XY displacement table of FIG. 2. FIG. 4 is a schematic top view of a displacement table along a single longitudinal axis associated with the system of FIG. the setting of a lateral positioning, according to a second embodiment according to the invention.
La figure 5 est une vue de profil, selon la flèche V, de la table de déplacement de la figure 4. La figure 6, semblable à la figure 5, représente une variante du rail de guidage de la table de déplacement de la figure 4. La figure 7 montre, dans une vue schématique de profil, une table de déplacement croisée entièrement guidée sur coussins d'air mettant en oeuvre plusieurs systèmes de réglage, conformes à l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un système 1A, 1B conforme à la présente invention pour le réglage de la situation spatiale d'une unité mobile 2 se déplaçant par rapport à au moins une surface de déplacement 3, 4 à l'aide de coussins d'air 5, 6 (voir également les figures 2 et 4). L'unité mobile 2 est apte à occuper une pluralité de positions distinctes par rapport à une telle surface de déplacement 3, 4, cette dernière présentant des défauts de planéité à au moins certaines desdites positions. Le déplacement de l'unité mobile 2 est réalisé à l'aide d'au moins un moteur M commandé par des moyens de commande 7. FIG. 5 is a profile view, along the arrow V, of the displacement table of FIG. 4. FIG. 6, similar to FIG. 5, shows a variant of the guide rail of the displacement table of FIG. FIG. 7 shows, in a schematic side view, a cross-table entirely guided on air cushions employing several adjustment systems, in accordance with the invention. FIG. 1 shows a system 1A, 1B according to the present invention for adjusting the spatial situation of a mobile unit 2 moving relative to at least one displacement surface 3, 4 with the aid of FIG. air cushions 5, 6 (see also Figures 2 and 4). The mobile unit 2 is able to occupy a plurality of distinct positions with respect to such a displacement surface 3, 4, the latter having flatness defects at at least some of said positions. The displacement of the mobile unit 2 is achieved using at least one motor M controlled by control means 7.
L'air alimentant les trois coussins d'air 5, 6 est acheminé par des conduites C reliées, en amont, à une unique source d'air S. Bien entendu, en variante, il est envisageable d'alimenter indépendamment en air chacun des coussins d'air par des sources d'air indépendantes. Selon l'invention, le système 1A, 1B comporte : des moyens 8 pour détecter, pour chacune des positions distinctes, un éventuel défaut de situation spatiale de l'unité mobile 2 par rapport à une situation spatiale de référence prédéfinie associée à ladite position. Les moyens de détection 8 peuvent ainsi réaliser un enregistrement de l'ensemble des défauts de planéité d'une surface de déplacement 3, 4. The air supplying the three air cushions 5, 6 is conveyed by lines C connected upstream to a single source of air S. Of course, alternatively, it is possible to independently supply air to each of the air cushions by independent air sources. According to the invention, the system 1A, 1B comprises: means 8 for detecting, for each of the distinct positions, a possible defect in the spatial situation of the mobile unit 2 with respect to a predefined reference spatial situation associated with said position. The detection means 8 can thus make a recording of all the flatness defects of a moving surface 3, 4.
Pour cela, ils peuvent par exemple mettre en oeuvre une ou plusieurs mires de référence ; des moyens 9 pour déterminer, en cas de détection d'un tel défaut par les moyens 8 auxquels ils sont reliés (liaison L1), une information de réglage permettant de corriger ce défaut ; et des moyens 10 pour régler, lorsque l'unité mobile 2 occupe une des positions pour laquelle un défaut de situation spatiale est détecté, au moins un paramètre d'alimentation en air (à savoir la pression et/ou le débit d'alimentation en air) d'au moins un des coussins d'air 5, 6, à partir de l'information de réglage reçue des moyens 9 par une liaison L2. For this, they can for example implement one or more reference patterns; means 9 for determining, in the event of detection of such a defect by the means 8 to which they are connected (link L1), setting information for correcting this defect; and means 10 for adjusting, when the mobile unit 2 occupies one of the positions for which a spatial situation defect is detected, at least one air supply parameter (namely the pressure and / or the feed rate in air) of at least one of the air cushions 5, 6, from the adjustment information received from the means 9 by a link L2.
En outre, dans le cadre de la présente invention, les moyens de réglage 10 comportent : des composants électropneumatiques 11, par exemple des vannes proportionnelles, montés respectivement sur les conduites C ; et des moyens 12 pour déterminer des ordres de réglage à destination des composants électropneumatiques 11 lorsque, pour une position donnée de l'unité mobile 2, au moins une surface de déplacement 3, 4 présente un défaut de planéité. Les moyens 12 sont aptes à recevoir la position de l'unité mobile 2 par rapport à une surface de déplacement par les moyens de commande 7 (liaison L3) et une information de réglage associée à la position considérée (liaison L2). Une fois déterminés, les ordres de réglage sont adressés aux composants électropneumatiques 11 par une liaison L4. En outre, à des fins de vérification du réglage effectué par les moyens de réglage 10, le système 1A, 1B comporte également : des capteurs de distance 13 associés auxdits coussins d'air 5, 6, qui sont aptes mesurer l'épaisseur e desdits coussins d'air 5, 6, pour une position donnée de l'unité mobile 2 par rapport à une surface de déplacement 3, 4 pour laquelle l'unité mobile 2 présente un défaut de situation spatiale. Ces capteurs de distance 13 peuvent mettre en oeuvre tout type connu de technologie (par exemple laser, pneumatique, inductif, etc...) ; et des moyens 14 pour comparer l'épaisseur mesurée e de chacun des coussins d'air 5, 6 à une épaisseur de référence prédéterminée correspondante obtenue à partir d'une information de réglage, afin de contrôler la qualité d'un réglage effectué par les moyens de réglage 10. Ces moyens de comparaison 14 sont reliés aux moyens de réglage 10 par l'intermédiaire d'une liaison L5. Dans le cas où l'épaisseur mesurée e n'est pas égale à l'épaisseur de référence, les moyens 10 ajustent le réglage du paramètre d'alimentation en air d'au moins un des trois coussins d'air 5, 6, de manière à atteindre ladite épaisseur de référence. In addition, in the context of the present invention, the adjustment means 10 comprise: electropneumatic components 11, for example proportional valves, mounted respectively on the lines C; and means 12 for determining control commands for the electropneumatic components 11 when, for a given position of the mobile unit 2, at least one moving surface 3, 4 has a flatness defect. The means 12 are able to receive the position of the mobile unit 2 with respect to a moving surface by the control means 7 (link L3) and a setting information associated with the position considered (link L2). Once determined, the adjustment commands are sent to the electropneumatic components 11 via a link L4. In addition, for the purpose of verifying the adjustment made by the adjustment means 10, the system 1A, 1B also comprises: distance sensors 13 associated with said air cushions 5, 6, which are able to measure the thickness e of said air cushions 5, 6, for a given position of the mobile unit 2 with respect to a displacement surface 3, 4 for which the mobile unit 2 has a spatial situation defect. These distance sensors 13 can implement any known type of technology (for example laser, pneumatic, inductive, etc ...); and means 14 for comparing the measured thickness e of each of the air cushions 5, 6 to a corresponding predetermined reference thickness obtained from tuning information, in order to control the quality of a tuning performed by the adjustment means 10. These comparison means 14 are connected to the adjustment means 10 via a link L5. In the case where the measured thickness e is not equal to the reference thickness, the means 10 adjust the adjustment of the air supply parameter of at least one of the three air cushions 5, 6, of in order to reach said reference thickness.
En variante ou en complément, pour étalonner le système 1A, 1B, celui-ci peut également comporter : - un capteur de distance 15 associé à l'unité mobile 2 et formé pour mesurer la distance entre un point de référence de l'unité mobile 2 et une surface de déplacement 3, 4, pour une unique position d'origine Po prédéterminée de la surface de déplacement 3, 4 ; et - des moyens 16 pour comparer la distance mesurée à une distance de référence prédéterminée. Ces moyens 16 sont reliés aux moyens de réglage 10 par l'intermédiaire d'une liaison L6. Dans le cas où la distance mesurée n'est pas égale à la distance de référence, les moyens 10 règlent au moins un paramètre d'alimentation en air des trois coussins d'air 5, 6, simultanément afin que la distance mesurée soit au moins approximativement égale à la distance de référence. Dans le premier mode de réalisation de la présente invention, représenté sur les figures 2 et 3, le système 1A est destiné au réglage du parallélisme entre un plan de référence (correspondant par exemple à une surface de déplacement 3 horizontale dépourvue d'imperfections de planéité) et une face 17 d'une unité mobile 2 qui se déplace sur la surface de déplacement horizontale 3 à l'aide de trois coussins d'air 5 équiangulairement répartis autour d'un centre O de l'unité mobile 2. Alternatively or additionally, to calibrate the system 1A, 1B, it may also include: - a distance sensor 15 associated with the mobile unit 2 and formed to measure the distance between a reference point of the mobile unit 2 and a displacement surface 3, 4, for a single predetermined position of origin Po of the displacement surface 3, 4; and - means 16 for comparing the measured distance with a predetermined reference distance. These means 16 are connected to the adjustment means 10 via a link L6. In the case where the measured distance is not equal to the reference distance, the means 10 regulate at least one air supply parameter of the three air cushions 5, 6, simultaneously so that the distance measured is at least approximately equal to the reference distance. In the first embodiment of the present invention, shown in FIGS. 2 and 3, the system 1A is intended to adjust the parallelism between a reference plane (corresponding, for example, to a horizontal displacement surface 3 that is free from flatness imperfections. ) and a face 17 of a mobile unit 2 which moves on the horizontal displacement surface 3 by means of three air cushions 5 equiangularly distributed around a center O of the mobile unit 2.
En particulier, le système de réglage 1A peut être associé, mais non exclusivement, à une table T de déplacement en X-Y. Ainsi, comme le montrent les figures 2 et 3, la table T de déplacement en X-Y comporte une base fixe 18, dont la partie supérieure forme la surface de déplacement 3, et l'unité mobile 2 (sous la forme d'un chariot), dont la partie supérieure destinée à recevoir une ou plusieurs pièces à traiter (non représentées) définie la face 17. Par ailleurs, comme le montre la figure 2, la table T de déplacement en X-Y comporte également des moyens de guidage 19 usuels qui astreignent l'unité mobile 2 à se déplacer selon les deux directions orthogonales X-X et Y- Y. On notera que le déplacement de l'unité mobile 2 est effectué sans friction sur la surface de déplacement horizontale 3. A ces moyens de guidage 19 sont associés des moteurs électriques M destinés à mettre en mouvement l'unité mobile 2 avec une très grande dynamique de déplacement et une haute précision de positionnement. Les moteurs M sont commandés par les moyens de commande 7. En outre, conformément à ce premier mode de réalisation : les moyens de détection 8 sont formés pour détecter, pour chacune des positions distinctes, un éventuel défaut de parallélisme entre le plan de référence et la face 17 de l'unité mobile 2 ; les moyens de détermination 9 sont formés pour déterminer, en cas de détection d'un défaut de parallélisme, une information de réglage permettant de corriger celui-ci ; et les moyens de réglage 10 sont formés pour régler, lorsque l'unité mobile 2 occupe une des positions distinctes pour laquelle un défaut de parallélisme a été détecté, au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un des trois coussins d'air 5, à partir de l'information de réglage correspondante. Ainsi, en réglant la pression et/ou le débit d'alimentation en air comprimé d'au moins un des coussins d'air 5, on peut modifier précisément l'épaisseur e respective dudit coussin d'air 5 correspondant. Ainsi faisant, on peut obtenir le parallélisme entre la face 17 de l'unité mobile 2 et le plan de référence pour une position distincte considérée pour laquelle un défaut de parallélisme est observé. Dans ce cas, on peut contrôler en roulis et/ou en tangage l'unité mobile 2. Dans le second mode de réalisation conforme à la présente invention, illustré sur les figures 4 et 5, une unité mobile 2 est désormais astreinte à se déplacer sur une table de déplacement T suivant un rail de guidage longitudinal 20 en forme de nervure, en saillie par rapport à une surface de déplacement horizontale 3. De la même façon que pour le premier mode de réalisation, l'unité mobile 2 est portée par la surface de déplacement 3 à l'aide de trois coussins d'air 5, qui sont pilotés conformément au premier mode de réalisation par le système de réglage 1A (non représenté sur la figure 4 pour des raisons de clarté). En outre, le rail de guidage 20 est défini par deux surfaces de déplacement latérales 4, longitudinales et verticales, parallèles entre elles. L'unité mobile 2 comporte trois coussins d'air auxiliaires 6 parmi lesquels deux coopèrent avec une desdites surfaces de déplacement latérales 4 et l'autre coopère avec l'autre surface 4. Ainsi, l'unité mobile 2 est apte à occuper une pluralité de positions longitudinales distinctes le long dudit rail de guidage 20. En outre, on associe, à chacune desdites positions longitudinales distinctes, un positionnement latéral prédéfini de l'unité mobile 2 par rapport audit rail de guidage 20. On notera que le déplacement de l'unité mobile 2 le long du rail de guidage 20 est réalisé par un moteur électrique M commandé par les moyens de commande 7. In particular, the adjustment system 1A may be associated, but not exclusively, with a table T of X-Y displacement. Thus, as shown in FIGS. 2 and 3, the XY displacement table T has a fixed base 18 whose upper part forms the displacement surface 3 and the mobile unit 2 (in the form of a carriage) , whose upper part intended to receive one or more parts to be treated (not shown) defines the face 17. Moreover, as shown in FIG. 2, the XY displacement table T also includes conventional guiding means 19 which the mobile unit 2 to move in the two orthogonal directions XX and Y-Y. Note that the displacement of the mobile unit 2 is performed without friction on the horizontal displacement surface 3. A guide means 19 are associated M electric motors for moving the mobile unit 2 with a very high dynamic movement and high positioning accuracy. The motors M are controlled by the control means 7. In addition, according to this first embodiment: the detection means 8 are formed to detect, for each of the distinct positions, a possible lack of parallelism between the reference plane and the face 17 of the mobile unit 2; the determination means 9 are formed to determine, in case of detection of a parallelism defect, adjustment information for correcting it; and the adjustment means 10 are formed to adjust, when the mobile unit 2 occupies one of the distinct positions for which a parallelism defect has been detected, at least one air supply parameter of at least one of the three cushions d 5, from the corresponding setting information. Thus, by adjusting the pressure and / or the compressed air supply rate of at least one of the air cushions 5, it is possible to precisely modify the respective thickness e of said corresponding airbag 5. Thus, one can obtain the parallelism between the face 17 of the mobile unit 2 and the reference plane for a distinct position considered for which a lack of parallelism is observed. In this case, it is possible to control roll and / or pitch the mobile unit 2. In the second embodiment according to the present invention, illustrated in FIGS. 4 and 5, a mobile unit 2 is now constrained to move on a displacement table T along a longitudinal guide rail 20 in the form of a rib projecting from a horizontal moving surface 3. In the same way as for the first embodiment, the mobile unit 2 is carried by the displacement surface 3 by means of three air cushions 5, which are controlled according to the first embodiment by the adjustment system 1A (not shown in Figure 4 for the sake of clarity). In addition, the guide rail 20 is defined by two lateral displacement surfaces 4, longitudinal and vertical, parallel to each other. The mobile unit 2 comprises three auxiliary air cushions 6 among which two cooperate with one of said lateral displacement surfaces 4 and the other cooperates with the other surface 4. Thus, the mobile unit 2 is able to occupy a plurality distinct longitudinal positions along said guide rail 20. In addition, at each of said distinct longitudinal positions, a predefined lateral positioning of the mobile unit 2 with respect to said guide rail 20 is associated. It will be noted that the displacement of the mobile unit 2 along the guide rail 20 is formed by an electric motor M controlled by the control means 7.
En outre, conformément à ce second mode de réalisation : - les moyens de détection 8 sont formés pour détecter, pour chacune des positions longitudinales distinctes, un éventuel défaut de positionnement latéral de l'unité mobile 2 par rapport audit rail de guidage 20 ; - les moyens de détermination 9 sont formés pour déterminer, en cas de détection d'un tel défaut de positionnement latéral, une information de réglage permettant de corriger ce dernier ; et - les moyens de réglage 10 sont formés pour régler, lorsque ladite unité mobile 2 occupe une desdites positions longitudinales distinctes pour laquelle un défaut de positionnement latéral a été détecté, au moins un paramètre d'alimentation en air d'au moins un des trois coussins d'air auxiliaires 6, à partir de l'information de réglage correspondante reçue des moyens de détermination 9. Ainsi, pour une position longitudinale donnée, en réglant l'épaisseur d'au moins un des trois coussins d'air auxiliaires 6, on peut modifier le positionnement latéral de l'unité mobile 2 par rapport au rail de guidage 20 et obtenir le positionnement latéral prédéfini associé à cette position longitudinale. Dans ce second mode de réalisation, grâce aux systèmes de réglage 1A et 1B, on peut contrôler ladite unité mobile 2 en roulis et/ou tangage (par les coussins d'air 5), ainsi qu'en lacet (par les coussins d'air 6). In addition, according to this second embodiment: the detection means 8 are formed to detect, for each of the distinct longitudinal positions, a possible lateral positioning defect of the mobile unit 2 with respect to said guide rail 20; the determination means 9 are formed to determine, in the event of detection of such a lateral positioning defect, adjustment information making it possible to correct the latter; and the adjustment means are formed to adjust, when said mobile unit 2 occupies one of said distinct longitudinal positions for which a lateral positioning defect has been detected, at least one air supply parameter of at least one of the three auxiliary air cushions 6, from the corresponding adjustment information received from the determination means 9. Thus, for a given longitudinal position, by adjusting the thickness of at least one of the three auxiliary air cushions 6, it is possible to modify the lateral positioning of the mobile unit 2 with respect to the guide rail 20 and to obtain the predefined lateral positioning associated with this longitudinal position. In this second embodiment, thanks to the adjustment systems 1A and 1B, it is possible to control said mobile unit 2 in roll and / or pitch (by the air cushions 5), as well as in yaw (by the cushions of air 6).
Dans une variante du second mode de réalisation illustrée sur la figure 6, le rail de guidage 20 peut avoir la forme d'une rainure ménagée dans la partie supérieure de la base fixe 18. Selon une autre variante du second mode de réalisation représentée sur la figure 7, l'unité mobile 2 d'une table de déplacement croisée T comporte un premier et un second éléments mobiles P1 et P2. L'élément P1 est porté par une surface de déplacement horizontale 3A de l'élément P2, par l'intermédiaire de trois coussins d'air 5A, et est apte à se déplacer par rapport à celui-ci selon un premier rail de guidage rectiligne longitudinal 20A (définissant la direction X) saillant par rapport à la surface de déplacement 3A. Les trois coussins d'air sont pilotés par un premier système de réglage 1A (non représenté sur la figure 7), décrit précédemment et conforme à l'invention. En outre, le rail de guidage 20A est défini par deux surfaces de déplacement latérales 4A longitudinales, parallèles entre elles. Ces deux surfaces 4A sont verticales. L'élément P1 comporte de plus trois coussins d'air auxiliaires 6A, parmi lesquels deux coopèrent avec une desdites surfaces de déplacement 4A et l'autre coopère avec l'autre surface 4A. Ces trois coussins d'air 6A sont contrôlés par un premier système de réglage 1B (non représenté sur la figure 7) du type décrit ci-dessus. De plus, l'élément mobile P2 est porté par une surface de déplacement horizontale 3B en partie supérieure d'une base fixe 18, par l'intermédiaire de trois coussins d'air 5B, et est apte à se déplacer par rapport à celle-ci selon un second rail de guidage rectiligne longitudinal 20B (définissant la direction Y), orthogonal au rail 20A et saillant par rapport à la surface de déplacement 3B. Les trois coussins d'air 5B sont pilotés par un second système de réglage 1A (non représenté sur la figure 7). Le rail de guidage 20B est également défini par deux surfaces de déplacement latérales 4B longitudinales parallèles entre elles. Ces deux surfaces sont verticales. L'élément P2 comporte trois coussins d'air auxiliaires 6B parmi lesquels deux coopèrent avec une desdites surfaces de déplacement 4B et l'autre coopère avec l'autre surface 4B. Ces trois coussins d'air 6B sont contrôlés par un second système de réglage 1B (non représenté sur la figure 7) du type décrit ci-dessus. Les premier et second systèmes de réglage 1A sont indépendants l'un de l'autre, de même que les premier et second système de réglage I B. Dans cette autre variante, l'unité mobile 2 est contrôlable en tangage et/ou en roulis (par les coussins d'air 5A et 5B), ainsi qu'en lacet selon la direction X (par les coussins d'air 6A) et/ou la direction Y (par les coussins d'air 6B).10 In a variant of the second embodiment illustrated in FIG. 6, the guide rail 20 may have the shape of a groove formed in the upper part of the fixed base 18. According to another variant of the second embodiment shown in FIG. 7, the mobile unit 2 of a cross-displacement table T comprises first and second movable elements P1 and P2. The element P1 is carried by a horizontal displacement surface 3A of the element P2, by means of three air cushions 5A, and is able to move relative thereto along a first rectilinear guide rail longitudinal 20A (defining the X direction) protruding from the moving surface 3A. The three air cushions are controlled by a first adjustment system 1A (not shown in Figure 7), described above and in accordance with the invention. In addition, the guide rail 20A is defined by two longitudinal lateral displacement surfaces 4A which are parallel to each other. These two surfaces 4A are vertical. The element P1 further comprises three auxiliary air cushions 6A, two of which cooperate with one of said moving surfaces 4A and the other cooperates with the other surface 4A. These three air cushions 6A are controlled by a first adjustment system 1B (not shown in Figure 7) of the type described above. In addition, the movable element P2 is carried by a horizontal displacement surface 3B in the upper part of a fixed base 18, by means of three air cushions 5B, and is able to move relative thereto. ci according to a second longitudinal rectilinear guide rail 20B (defining the Y direction), orthogonal to the rail 20A and salient with respect to the moving surface 3B. The three air cushions 5B are driven by a second adjustment system 1A (not shown in Figure 7). The guide rail 20B is also defined by two lateral displacement surfaces 4B longitudinal parallel to each other. These two surfaces are vertical. The element P2 comprises three auxiliary air cushions 6B, two of which cooperate with one of said moving surfaces 4B and the other cooperates with the other surface 4B. These three air cushions 6B are controlled by a second adjustment system 1B (not shown in Figure 7) of the type described above. The first and second adjustment systems 1A are independent of each other, as are the first and second adjustment systems I B. In this other variant, the mobile unit 2 is controllable in pitch and / or roll. (by the air cushions 5A and 5B), and in yaw in direction X (by the air cushions 6A) and / or the Y direction (by the air cushions 6B).
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2011
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Legal Events
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| TP | Transmission of property |
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