KR101288821B1

KR101288821B1 - 갠트리 디자인의 위치 조정 장치

Info

Publication number: KR101288821B1
Application number: KR1020097001467A
Authority: KR
Inventors: 랄프 콜먼; 로랑 하이니거
Original assignee: 에텔 쏘시에떼 아노님
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2013-07-23
Also published as: DE102006044358A1; EP2066996A1; US20100066298A1; WO2008034475A1; EP2066996B1; US8040099B2; KR20090054957A

Abstract

본 발명은 갠트리 디자인의 위치 조정 장치에 관한 것이다. 위치 조정 장치의 열적인 팽창에 따른 오류가 위치 조정을 위해 사용되는 위치 측정 장치의 특유한 배열에 의해 대부분 회피될 수 있다. 특히 임의의 측정 요소(8)의 고정점(15)을 다른 측정 요소(10)의 선형성 트랙(14)에 대해 상대적으로 유리하게 배열하는 데에 주의를 두고 있다.

Description

갠트리 디자인의 위치 조정 장치{POSITIONING DEVICE IN GANTRY DESIGN}

본 발명은 갠트리 디자인의 위치 조정 장치에 관한 것이다. 이러한 위치 조정 장치는 다양한 기술 분야에서 응용되고 있다.

갠트리 디자인의 위치 조정 장치에서는 2개의 평행한 선형 가이드 사이에 횡방향 빔이 이동 가능하게 지지되는데, 이 횡방향 빔 상에는 다른 선형 가이드를 통해 동작 요소가 지지되며, 따라서 이러한 동작 요소는 두 개의 평행한 선형 가이드 사이의 평면에서 자유롭게 위치 조정될 수 있다. 이러한 갠트리 디자인의 위치 조정 장치는 오래된 종래 기술이다. 작동 요소로서는 예컨대 변위 장치의 파지부, 레이저 가공 센터의 레이저, 또는 좌표 측정기의 스캔닝 시스템이 고려될 수 있다.

갠트리 디자인의 위치 조정 장치를 위해 좀 더 제공되는 모든 응용 분야에서는 작동 요소의 가능한 한 정확한 위치 조정이 중요한 역할을 한다. 이 때문에 가능한 한 정확한 위치 측정 장치를 이용하여 작동 요소를 가능한 한 정확하게 위치 조정하기 위해서는 많은 노력과 시간이 빈번하게 요구된다.

전용 스캔닝 헤드를 갖춘 측정 요소를 포함하는 위치 측정 장치는 측정 요소 상에서 주기적인 패턴의 스캔닝에 기초를 두고 있다. 측정 요소와 스캔닝 헤드가 서로에 대해 상대적으로 움직이면, 스캔닝 헤드는 주기적인 신호를 발생시키며, 이 신호로부터 상대적인 변위가 유도될 수 있다. 이 경우 측정 요소 상의 패턴은 절대적인 위치 정보가 판독될 수 있는 방식으로 실시될 수 있다. 이것은 측정 요소 상에서 기준 마크 또는 절대 암호화 트랙으로 처리된다. 이러한 위치 측정 장치는 위치 조정 장치의 분야에서 널리 사용되므로, 작동 방식의 세부적인 설명은 생략한다.

측정 요소 상에 배치된 부속품의 스캔닝에 기초를 두고 있는 위치 측정 장치의 이용은 갠트리 디자인의 위치 조정 장치에 관한 EP 0 082 441 A2 뿐만 아니라 US 6,949,733 B2에 개시되어 있다. 여기에서 측정 요소는 측정 방향에 대해 횡방향으로 배치된 매우 많은 개수의 세부 부속품을 구비한 통상적인 증분(增分) 트랙(이하, "측정 트랙"이라 한다) 외에도, 전체 측정 길이에 걸쳐 연장하는 적은 개수의 세부 부속품(이하, "선형성 트랙"이라 한다)을 구비한 추가의 측정 구조물을 측정 방향으로 지지한다. 이러한 선형성 트랙으로부터 실제의 측정 방향에 대해 횡방향의 약간의 위치 편차를 유도할 수 있는 가능성으로 인해, 그와 같은 측정 요소는 1D± 측정 요소라고 불리워진다. 종래 기술의 두 인용 문헌에서는, 그러한 1D± 측정 요소는 안내 오차 및 경사를 측정하기 위해, 그리고 위치 조정시 이들을 고려하 기 위해 사용된다. 따라서 부분적으로는 그러한 오류는 위치 조정 장치의 개개의 구성 요소의 열적인 팽창에 의해 발생하는 것으로 여겨진다. 이들 문헌에 도시된 장치들 중의 어느 것에 의해서도 횡방향 빔의 열적인 팽창을 충분하게 측정해서 보상할 가능성이 제공되지 않는다. 그러나 통상적으로는 이러한 횡방향 빔의 직선이 예컨대 횡방향 축이 횡방향 빔 상에 배치된 선형 모터에 의해 구동되는 특히 그러한 팽창에 의해 영향을 받게 되는데, 이 선형 모터의 방출 열은 횡방향 빔을 가열시킨다.

선형 가이드를 구비한 횡방향 빔은 이하에서 횡방향 가이드로 불리워진다.

1D± 측정 요소와 이에 기초한 측정 장치는 인용 번호 10 2005 023 984. 6을 가진 미공개된 독일 특허 출원에 더 상세하게 기재되어 있다.

또한 DE 42 12 970 A1에 따르면 위치의 측정시 열적인 팽창을 보상하는 것이 중요하며, 그렇지 않는 경우 유동하는, 다시 말해서 유연한 접착층에 의해 자신의 지지부 상에 이동 가능하게 고정된 측정 요소의 고정점를 정교하게 선택하는 것이 중요하다. 이러한 고정점에서 측정 요소가 자신의 지지부에 견고하게 결합되며, 그 결과 측정 요소는 이러한 고정점의 열적인 팽창시 함께 움직이게 된다.

본 발명의 과제는 횡방향 가이드의 열적인 팽창이 작동 요소의 위치 조정에 미치는 영향을 측정해서 보상할 수 있는 갠트리 디자인의 위치 조정 장치를 제공하는 데에 있다.

이러한 과제는 청구항 1의 특징부를 가진 장치에 의해 해결된다. 바람직한 실시 형태들이 이러한 특징부로부터 생기며, 청구항 1을 인용하는 종속 청구항들에서 실시된다.

갠트리 디자인의 위치 조정 장치의 구성은 다음과 같다.

각각 X축 캐리지를 제1 방향으로 변위 가능하게 유지시키는, 상기 제1 방향으로 연장하는 평행한 두 개의 선형 가이드;

상기 두 개의 X축 캐리지에 고정되고 Y축 캐리지를 제2 방향으로 변위 가능하게 유지시키는, 상기 제1 방향에 대해 실질적으로 직각인 제2 방향으로 연장하는 횡방향 가이드 - 상기 Y축 캐리지에 고정된 작동 요소가 상기 제1 방향으로 연장하는 상기 두 개의 선형 가이드 사이의 활동 영역 내에서 위치 조정될 수 있음;

상기 횡방향 가이드의 위치를 상기 제1 방향으로 일치시키기 위해 측정 요소와 상기 측정 요소에 할당된 스캔닝 헤드를 구비한 적어도 하나의 X축 위치 조정 장치 - 상기 횡방향 가이드에서 상기 Y축 캐리지의 위치를 일치시키기 위해 측정 요소와 이에 할당된 스캔닝 헤드를 구비한 Y축 위치 조정 장치와, 상기 Y축 위치 조정 장치의 측정 요소는 상기 횡방향 가이드에 고정되고, 상기 측정 요소에 할당된 스캔닝 헤드는 상기 Y축 캐리지에 고정됨; 및

선형성 트랙을 스캔닝하기 위해 상기 횡방향 가이드에 고정된 스캔닝 헤드를 통해 상기 횡방향 가이드의 변위를 상기 제2 방향으로 측정하기 위해 상기 제1 방향을 따라 길이 방향으로 연장하는, 상기 선형성 트랙을 구비한 측정 요소;

를 구비하며,

상기 Y축 위치 조정 장치의 측정 요소는 상기 제2 방향과 관련하여 고정점에서 상기 횡방향 가이드와 견고하게 결합되는 방식으로 상기 횡방향 가이드와 결합되며,

이와는 별도로 상기 Y축 위치 조정 장치의 측정 요소는 상기 제2 방향과 관련하여 상기 횡방향 가이드와 유동(遊動)식으로 결합되며,

상기 고정점는 상기 제1 및 제2 방향과 관련하여 상기 선형성 트랙에 대해 직각으로 변위된 상태로 위치하며,

상기 제2 방향으로 상기 고정점의 열적인 변위는 상기 선형성 트랙의 스캔닝을 통해 충분하게 측정되는 것을 특징으로 한다.

여기에서 제1 방향을 따라 길이 방향으로 연장하는, 선형성 트랙을 구비한 측정 요소는 자신에게 할당된 스캔닝 헤드와 꼭 마찬가지로 실제로 또는 가상으로 구성된다. 가상으로 구성된다는 것은 선형성 트랙을 가진 측정 요소와 이에 소속된 스캔닝 헤드를 포함하는 두 개의 실제 위치 측정 장치로부터 위치 값이 유도되고, 가상의 위치 측정 장치의 측정값으로 이용될 수 있는 하나의 위치값과 조합된다는 것을 의미한다.

이러한 위치 측정 장치를 갠트리 디자인의 위치 조정 장치에 배치하면, 횡방향 가이드의 열적인 팽창이 작동 요소의 위치 조정에 미치는 효과를 측정해서 보상할 수 있게 해준다.

본 발명의 다른 장치 및 특징은 도면에 기초하여 바람직한 실시 형태에 대한 후술하는 상세한 설명으로부터 생긴다. 여기에서,

도 1은 제1 위치 조정 장치의 정면도이다.

도 2는 제1 위치 조정 장치의 측면도이다.

도 3은 제2 위치 조정 장치의 정면도이다.

도 1은 갠트리 디자인의 제1 위치 조정 장치를 보여준다. 제1 방향(X)으로 연장하면서 서로에 대해 평행하게 배치된 두 개의 선형 가이드(1.1, 1.2)가 각각의 캐리지(2.1, 2.2)를 제1 방향(X)으로 변위 가능하게 유지시킨다. 이들 캐리지(1.1, 1.2)를 다른 캐리지들과 언어적으로 구별하기 위해, 이하에서 이들 캐리지가 X축 캐리지(2.1, 2.2)로서 언급된다.

양 X축 캐리지(1.1, 1.2) 사이에는 횡방향 가이드(5)가 배치되며, 이 횡방향 가이드(5)는 제1 방향(X)에 대해 실질적으로 직각인 제2 방향(Y)으로 연장한다. 이 횡방향 가이드(5) 상에는 다른 캐리지(12)가 제2 방향(Y)으로 변위 가능하게 유지된다. 이러한 이유로, 이하에서 제2 캐리지(12)는 Y축 캐리지(12)로서 언급된다.

횡방향 가이드(5)는 조인트(6)를 통해 양자의 X축 캐리지 중의 하나(2.1)와 결합되며, 이 조인트는 자신의 Z축을 중심으로 선회하는 것을 허용하지만, 제2 방향(Y)으로 어떠한 운동도 허용하지 않는다. 이에 반해 제2 X축 캐리지(2.2)에 대한 횡방향 가이드(5)의 가요성 커플링(7)은 제2 방향(Y)으로 그러한 운동을 허용한다.

Y축 캐리지(12)에 고정된 작동 요소(13)가 제1 방향으로 연장하는 양자의 선형 가이드(1.1, 1.2) 사이의 활동 영역 내에서 위치 조정될 수 있다.

작동 요소(13)로서는 다양한 수단이 사용될 있다. 이 경우 파지, 처리 또는 측정을 위한 도구 외에도 Y축 캐리지(12)에 고정된 테이블이 중요하며, 이 테이블에 의해 처리될 물체가 위치 조정된다. 제3 방향(Z)의 다른 축선이 X-Y 처리 평면에 대해 직각으로 작동 요소를 가동시키는 역할을 할 수 있다.

작동 요소(13)를 정확하게 위치 조정하기 위해 다양한 위치 측정 장치가 두 방향(X, Y)으로 필요하다. 따라서 이하에서는 각각의 측정 방향에 따라 X축 위치 측정 장치와 Y축 위치 측정 장치로 구별된다.

도 1에는 두 개의 X축 측정 장치가 도시되어 있으며, 이들 측정 장치는 각각 선형 가이드(1.1, 1.2)에 장착된 측정 요소(3.1, 3.2) 뿐만 아니라 측정 요소(3.1, 3.2)에 할당된 스캔닝 헤드(4.1, 4.2)로 구성된다. 스캔닝 헤드(4.1, 4.2)는 X축 캐리지(2.1, 2.2)에 합체되어 있다. 두 개의 X축 측정 장치는 두 개의 X축 캐리지(2.1, 2.2)의 위치를 결정하고, 이에 따라 두 개의 X축 캐리지(2.1, 2.2)에 고정되어 있는 횡방향 가이드(5)의 위치를 결정하는 역할을 한다.

횡방향 가이드(5)와 Y축 캐리지(12) 사이에는 Y축 캐리지의 위치를 제2 방향(Y)으로 결정하는 역할을 하는 다른 위치 측정 장치가 장착되어 있다. 이하에서는 Y축 위치 측정 장치로서 언급되는 측정 장치가 횡방향 가이드(5)에 고정된 측정 요소(8)와 Y축 캐리지(12)에 합체되어 측정 요소(8)를 스캔닝하기 위한 스캔닝 헤드(9)로 구성된다.

X축 캐리지(2.1, 2.2)와 이에 따른 횡방향 가이드(5)와 Y축 캐리지(12)의 위치가 해당 컨트롤러에 의해 제어되며, Y축 캐리지(12)와 이에 따른 작동 요소(13)는 활동 영역 내에서 각각의 원하는 위치로 이동될 수 있다. 이를 위해 선형 가이드(1,1, 1.2)와 횡방향 가이드(5)에는 상세하게 도시하지 아니한 선형 모터가 액츄에이터로서 합체 또는 장착되어 있다.

선형 가이드(1.1, 1.2) 사이에서 평행하게 종방향으로 연장하여 제1 방향(X)으로 배치된 다른 측정 요소(10)가 제2 방향(Y)으로 횡방향 가이드(5)의 변위를 측정하기 위해 선형성 트랙(14)을 지지하고 있다. 이를 위해 해당 스캔닝 헤드(11)가 선형성 트랙(14)을 스캐닝하기 위해 횡방향 가이드(5)에 고정되어 있다. 이 측정 요소(10) 자체는 장치 베이스(16)와 결합되어 있고, 이에 따라 위치 조정 장치의 "열적인 영점"에 배치되어 있다.

이러한 점에서 횡방향 가이드(5)의 위치를 제1 방향(X)으로 측정하기 위해서는 적어도 하나의 X축 위치 측정 장치가 존재해야만 한다는 점에 주목해야 한다. 도 1에서 도시되어 있는 제1 방향(X)으로 연장하는 3개의 측정 요소(3.1, 3.2, 10) 각각은 해당 트랙을 지지하는 경우에 이러한 목적에 기여할 수 있다. 특히 측정 요소(10)는 자신의 선형성 트랙(14)에 추가하여 제1 측정 방향(X)을 위한 측정 트랙을 지지한다. 이 측정 요소(10)는 전술한 1D± 측정 요소이다. 이러한 구성에 따르면 횡방향 가이드(5)의 위치는 제1 방향(X)으로 측정되며, 궁극적으로는 구체적인 대상과 요건에 의존하고, 특히 본 발명을 위해 필수적인 것은 아니다. 본 발명을 구현하기 위해 측정 요소(10)의 선형성 트랙(14)이 전적으로 중요하다.

Y축 측정 장치의 측정 요소(8)는 고정점(15)에서 제2 방향(Y)과 관련하여 횡방향 가이드(5)와 견고하게 결합되는 방식으로 횡방향 가이드(5)에 고정되어 있다. 이와는 별도로 측정 요소(8)는 제2 방향(Y)으로 "유동성"이 있으며, 다시 말해서 예컨대 유연한 접착층을 통해 횡방향 가이드에 접착되어 있다. 이로 인해 측정 요소(8)가 예컨대 횡방향 가이드(5)의 열적인 팽창에 의해 장치 베이스(16)에 대해 변위되는 경우에 측정 요소(8)는 전체적으로 고정점(15)과 함께 이동하도록 해준다. 측정 요소(8) 자체는 이 실시 형태에서 무시할 정도의 팽창 계수를 가진 재료(예컨대, Zerodur)로 구성되어 있어서 자신의 길이는 변화하지 않는다. 유동하는 고정부 덕분에 횡방향 가이드(5)와 측정 요소(8) 사이에는 어떠한 장력도 발생하지 않는다.

횡방향 가이드(5)의 열적인 길이 변동의 효과를 보상하기 위해, 고정점(15)은 횡방향 가이드(5)의 제1 방향(X) 위치와 상관없이 도 1의 평면도에서는 선형성 트랙(14)과 연동하는 방식으로 설치되어 있다. 다시 말해서 고정점(15)과 선형성 트랙(14)은 장치 관련 좌표계(X, Y, Z)에서 동일한 Y축 위치를 가지는 반면에, Z축 좌표는 변동한다. 선형성 트랙(14)은 횡방향 가이드(5)와 이에 따른 스캔닝 헤드(11)의 모든 가능한 X축 위치를 포괄할 정도로 제1 방향(X)으로 연장한다. 도 1에는 고정점(15)이 제1 및 제2 방향(X, Y)과 관련하여 선형성 트랙의 상측에 직각으로 위치한다. 제1 및 제2 방향(X, Y)으로 연장하는 평면 상에서 고정점(15)을 통과하는 수선이 횡방향 가이드(5)의 X축 위치 및 열적인 팽창과 상관없이 선형성 트랙(14)과 교차한다.

고정점(15)과 선형성 트랙(14)의 이러한 배치로 인해 선형성 트랙(14)의 스 캔닝 헤드(11)에 의해 스캔닝되는 위치 신호가 고정점(15)의 변위를 정확하게 재현된다는 것이 보장된다. Y축 위치 측정 장치의 측정 요소(8) 자체가 팽창하지 않기 때문에, Y축 위치 측정 장치의 측정부는 선형성 트랙(14)에 의해 스캔닝된 고정점(15)의 변위값을 교정하는 데에 적합하고, 장치 베이스(16)에 대한 횡방향 가이드(5)의 모든 변위 (즉, 열적인 변위)에 영향을 받지 않는, 교정된 제2 방향(Y)으로의 위치값을 유지하는 데에 적합하다. 횡방향 가이드(5)의 가열과 상관없이 Y축 캐리지는 장치 베이스에 대해 상대적으로 정확하게 위치 조정될 수 있다.

도 2는 위치 조정 장치를 보여주는 도 1의 측면도로서, 이에 의해 선형성 트랙(14)의 상측에 열적인 고정점(15)의 배치가 재차 명료하게 된다. 여기에서 "상측"은 일치하는 X축 및 Y축 좌표에 대해 상이한 Z축 좌표를 의미한다. 따라서 고정점(14)은 제1 및 제2 방향(X, Y)과 관련하여 선형성 트랙(14)에 대해 직각으로 변위된 상태로 위치한다. 도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 선형성 트랙(14)을 스캔닝하기 위한 스캔닝 헤드(11)도 제1 및 제2 방향(X, Y)과 관련하여 선형성 트랙(14)에 대해 직각으로 변위된 상태로 위치한다. 여기에서 이들 스캔닝 헤드(11)와 고정점(15)은 제1 방향(X) 뿐만 아니라 제3 방향(Z)으로 서로에 대해 확실하게 변위될 수 있다.

도 3은 선형성 트랙을 갖춘 측정 요소를 사용하는 동안 드러난 문제점을 해결할 다른 가능성을 보여주고 있다. 위치 조정 장치의 구성은 도 1에 도시된 구성 과 일치한다. 따라서, 동일한 구성요소들이 동일한 참조부호로 표시되어 있다.

이러한 실시 형태에 따르면, 횡방향 가이드(5)에 고정된 스캔닝 헤드(11.1, 11.2)에 의해 스캔닝되는 선형성 트랙(14.1, 14.2)을 각각 구비한 두 개의 측정 요소(10.1, 10.2)가 제공된다. 이들 측정 요소(10.1, 10.2)는 두 개의 선형 가이드(1.1, 1.2) 사이에서 평행하게 길이 방향으로 연장한다.

따라서 이제 횡방향 가이드(5)의 열적인 변위를 제2 방향(Y)으로 이격된 두 개의 위치에서 측정할 가능성이 존재한다.

고정점(15)이 제1 실시 형태에서와 같이 선형성 트랙(14.1, 14.2)의 상측에 배치되어 있지 아니하기 때문에, 측정 요소(8)가 횡방향 가이드(5)와 결합되어 있는 고정점(15)의 운동은 직접 측정될 수 없다. 그러나 고정점(15)의 운동은 두 개의 선형성 트랙(14.1, 14.2)에서 측정값으로부터 유도될 수 있다.

이 경우 선형성 트랙(14.1, 14.2)과 함께 두 개의 측정 요소(10.1, 10.2)가 가상의 위치 측정 장치의 측정값을 계산하는 데에 사용되며, 이들 측정 요소의 가상 선형성 트랙(14')은 제1 실시 형태에서와 같이 고정점(15)의 하측에 위치하며, 이에 따라 고정점(15)의 변위를 제공한다. 하나의 가상 위치 측정 장치의 측정값이 두 개의 위치 측정 장치로부터 유도되는 배치가 "가상 척도" 배치로서 언급된다. 이렇게 고려된 가상 측정 요소(10')와 이의 가상 스캔닝 헤드(11')는 도 1 및 도 2에서 실제로 존재하는 측정 요소(10)와 스캔닝 헤드(11)에 상응한다. 따라서 제1 및 제2 실시 형태는 균등물이다.

가상 측정 요소(10')와 이의 가상 선형성 트랙(14')으로부터 유도되는 위치값과 이에 따른 고정점(15)의 교정될 변위(dy)에 대해 아래의 수식이 적용된다:

dy = y1*(1-d1/d2)+y2*d1/d2

여기에서 y1과 y2는 스캔닝 헤드(11.1, 11.2)로부터 유도되는 횡방향 가이드(5)의 두 개의 제2 방향(Y) 변위이며, d1은 y1이 유도되는 고정점(15)과 선형성 트랙(14.1) 사이의 거리이며, d2는 두 개의 선형성 트랙(14.1, 14.2) 사이의 거리이다. 따라서 교정될 변위(dy)는 측정 요소(10.1, 10.2)에 의해 판독되는 두 개의 변위(y1, y2)로부터의 가중 평균이다.

다음에 Y축 캐리지(12)의 교정 위치는 고정점(15)의 변위(dy)를 빼고 스캔닝 헤드(9)를 통해 측정 요소(8)에 의해 판독된 위치이다.

상술한 dy에 대한 수식은 횡방향 가이드(5)가 자신의 전체 길이에 걸쳐 충분히 균일하게 팽창하거나 자신의 전체 길이에 걸쳐 균일하게 가열되는 경우에 적용된다. 알루미늄으로 제조된 횡방향 가이드(5)에 대하여 이러한 가정은 알루미늄의 우수한 열전도도로 인해 잘 적용된다.

두 개의 측정 요소(10.1, 10.2)는 1D+ 및 1D- 측정 요소로서 실시되며, 다시 말해서 선형성 트랙(14.1, 14.2)에 추가하여 제1 방향(X)에 대한 측정 트랙을 포함한다. 따라서 이들 측정 요소(10.1, 10.2)는 선형 가이드(1.1, 1.2)에 장착된 측정 요소(3.1, 3.2)를 충분히 보상한다. 이와 같이 제1 방향(X)으로 연장하는 측정 요소의 개수는 제1 실시 형태와 비교할 때 감소될 수 있지만, 모든 필요한 정보를 이용할 수 있다.

특히 제1 실시 형태에서와 같이 회전축(6)에 대한 횡방향 가이드(5)의 미미한 경사가 고려될 수 있고, 원하는 값에 맞춰질 수 있다. 예컨대 작동 요소(13)가 테이블인 경우, 이 테이블 상에서 한편으로 물체가 제1 및 제2 방향으로 위치 조정될 수 있고 다른 한편으로는 추가의 자유도로서 몇 도의 회전이 조절될 수 있는 경우, 몇 도의 경사(가요성 커플링(7)에 의해 제한됨)가 아마 더욱 바람직할 수도 있다. 예컨대 테이블 상에 회전되어 적재된 실리콘 웨이퍼가 제1 및 제2 방향(X, Y)과 관련하여 정렬된다.

여기에서 설명된 기술의 위치 조정 장치가 작동되면, 지금까지 고정점(15)이 선형성 트랙(14)에 대해 상대적인 것으로 판단하더라도 먼저 고정되어야만 한다. 마지막으로 작동 중지되었을 때 저장된 값은 더 이상 유효할 수 없다. 왜냐하면 횡 방향 가이드(5)의 온도가 변할 수 있기 때문이다. 이 외에도 작동 요소(13)가 기준점으로 사용되거나, 서두에 언급한 미공개의 독일 특허 출원 제10 2005 984.6호에 개시된 바와 같이 선형성 트랙(14.1, 14.2, 14')에 추가하여 마름모 기준마크가 이용된다. 이러한 기준마크가 허용되면, 고정점(15)의 현재 위치가 직접 독출된다.

Claims

각각 X축 캐리지(2.1, 2.2)를 제1 방향(X)으로 변위 가능하게 유지시키는, 제1 방향(X)으로 연장하는 평행한 두 개의 선형 가이드(1.1, 1.2);

상기 두 개의 X축 캐리지(2.1, 2.2)에 고정되고 Y축 캐리지(12)를 제2 방향(Y)으로 변위 가능하게 유지시키는, 상기 제1 방향(X)에 대해 직각인 제2 방향(Y)으로 연장하는 횡방향 가이드(5) - 상기 Y축 캐리지(12)에 고정된 작동 요소(13)가 상기 제1 방향(X)으로 연장하는 상기 두 개의 선형 가이드(1.1, 1.2) 사이의 활동 영역 내에서 위치 조정될 수 있음;

상기 횡방향 가이드(5)의 위치를 상기 제1 방향(X)으로 일치시키기 위해 측정 요소(3.1, 3.2, 10)와 이에 할당된 스캔닝 헤드(4.1, 4.2, 11)를 구비한 적어도 하나의 X축 위치 조정 장치;

상기 횡방향 가이드(5)에서 상기 Y축 캐리지(12)의 위치를 일치시키기 위해 측정 요소(8) 및 상기 측정 요소(8)에 할당된 스캔닝 헤드(9)를 구비한 Y축 위치 조정 장치 - 상기 Y축 위치 조정 장치의 측정 요소(8)는 상기 횡방향 가이드(5)에 고정되고, 상기 측정 요소(8)에 할당된 스캔닝 헤드(9)는 상기 Y축 캐리지(12)에 고정됨; 및

실제 또는 가상 선형성 트랙(14, 14')을 스캔닝하기 위해 상기 횡방향 가이드(5)에 고정된 실제 또는 가상 스캔닝 헤드(11, 11')를 통해 상기 횡방향 가이드(5)의 변위를 상기 제2 방향(Y)으로 측정하기 위해 상기 제1 방향(X)을 따라 길이 방향으로 연장하는, 실제 또는 가상 선형성 트랙(14, 14')을 구비한 실제 또는 가상 측정 요소(10, 10');

를 구비하고,

상기 Y축 위치 조정 장치의 측정 요소(8)는 상기 제2 방향(Y)과 관련하여 고정점(15)에서 상기 횡방향 가이드(5)와 견고하게 결합되는 방식으로 상기 횡방향 가이드(5)와 결합되며,

이와는 별도로 상기 Y축 위치 조정 장치의 측정 요소(8)는 상기 제2 방향(Y)과 관련하여 상기 횡방향 가이드(5)와 유동(遊動)식으로 결합되며,

상기 고정점(15)은 상기 제1 및 제2 방향(X, Y)과 관련하여 상기 선형성 트랙(14, 14')에 대해 직각으로 변위된 상태로 위치하며,

상기 제2 방향(Y)으로 상기 고정점(15)의 열적인 변위는 상기 선형성 트랙(14, 14')의 실제 또는 가상 스캔닝을 통해 측정되는

것을 특징으로 하는 갠트리 디자인의 위치 조정 장치.
제1항에 있어서,

상기 Y축 측정 장치의 측정 요소(8)는 무시할 정도의 팽창 계수를 가진 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 갠트리 디자인의 위치 조정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 가상 선형성 트랙(14')의 가상 스캔닝은 상기 제1 방향(X)을 따라 길이 방향으로 연장하는 두 개의 측정 요소(10.1, 10.2)의 스캔닝에 의해 실현되며, 상기 측정 요소 각각은 상기 선형성 트랙(14.1, 14.2) 상에서 상기 횡방향 가이드(5)에 고정된 스캔닝 헤드(11.1, 11.2)를 통해 상기 제2 방향(Y)으로 상기 횡방향 가이드(5)의 변위를 측정하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 갠트리 디자인의 위치 조정 장치.
제3항에 있어서,

상기 고정점(15)의 열적인 변위는 상기 횡방향 가이드(5)에 고정된 스캔닝 헤드(11.1, 11.2)에 의해 유도된 변위(y1, y2)로부터 가중 평균치로서 계산될 수 있는 것을 특징으로 하는 갠트리 디자인의 위치 조정 장치.
제1항에 있어서,

상기 선형 가이드(1.1, 1.2) 및 상기 횡방향 가이드(5) 중 하나 이상은 선형 모터 형태의 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 갠트리 디자인의 위치 조정 장치.