NL1028138C2

NL1028138C2 - Device and method for manipulating an object.

Info

Publication number: NL1028138C2
Application number: NL1028138A
Authority: NL
Inventors: Justus Laurens Herder; Hugo Franklin Menschaar; Andreas Bernardus Gerar Ariens; Bernhard Michael Bakker
Original assignee: Be Semiconductor Ind N V
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-07-31
Also published as: JP2008528307A; KR20070102564A; TW200631883A; WO2006080846A1; CN101137468A

Description

Inrichting en werkwijze voor het manipuleren van een objectDevice and method for manipulating an object

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het manipuleren van objecten, meer in het bijzonder het manipuleren van elektronische componenten. De uitvinding 5 heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het met behulp van een dergelijke inrichting manipuleren van objecten, meer in het bijzonder het manipuleren van elektronische componenten.The invention relates to a device for manipulating objects, more particularly the manipulation of electronic components. The invention also relates to a method for manipulating objects with the aid of such a device, more particularly the manipulation of electronic components.

Voor het manipuleren van objecten, zoals meer in het bijzonder het aanvatten, 10 verplaatsen en afleggen van elektronische componenten, wordt gebruik gemaakt van uiteenlopende typen manipulatoren. Voorbeelden hiervan zijn een langs haakse geleidingen verplaatsbare slede en een robotarm. Dergelijke manipulatoren kunnen functioneren met een hoge positienauwkeurigheid maar hebben als nadeel dat de versnelling waarmee zij kunnen werken begrensd is. Bovendien dienen zij, mits een 15 functioneren is vereist met grote nauwkeurigheid, van een zwaar gestel te zijn voorzien om ongewenste beweging van het frame ten gevolge van de reactiekrachten en reactiemomenten behorende bij de versnellingen van de manipulator en daarmee samengebouwde machinedelen tegen te gaan. Vanwege de toenemende productiesnelheden in de industrie waar elektronische componenten worden 20 vervaardigd en/of worden verwerkt vormen de bestaande manipulatoren steeds meer een beperking voor verdere optimalisatie van dergelijke processen.Various types of manipulators are used for manipulating objects, such as more particularly the starting, moving and laying of electronic components. Examples of this are a slide movable along right-angled guides and a robot arm. Such manipulators can function with a high positional accuracy, but have the disadvantage that the acceleration with which they can work is limited. Moreover, provided that a high-accuracy operation is required, they must be provided with a heavy frame to prevent undesired movement of the frame as a result of the reaction forces and moments of reaction associated with the accelerators of the manipulator and machine parts assembled therewith. Because of the increasing production speeds in the industry where electronic components are manufactured and / or processed, the existing manipulators increasingly form a limitation for further optimization of such processes.

Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een inrichting en een werkwijze voor het manipuleren van objecten, meer in het bijzonder het manipuleren 25 van elektronische componenten waarmee met hoge snelheden gewerkt kan worden zonder, of althans met vermindering van, de nadelen volgens de stand der techniekThe object of the present invention is to provide a device and a method for manipulating objects, more in particular manipulating electronic components that can be operated at high speeds without, or at least with reduction of, the disadvantages according to the state engineering

De onderhavige uitvinding verschaft daartoe een inrichting voor het manipuleren van objecten, meer in het bijzonder het manipuleren van elektronische componenten, 30 omvattende: een stangenmechanisme dat ten minste is voorzien van twee uitgaande stangen met op ieder van de uitgaande stangen een zwenkbaar aangrijpende volgstang, welke volgstangen op afstand van de uitgaande stangen met elkaar verbonden zijn, twee op ieder van de uitgaande stangen aangrijpende actuatoren, welke actuatoren onafhankelijk van elkaar bedienbaar zijn, en een balanceermechanisme voor 1028138 2 compensatie van dynamische krachten tijdens beweging van het stangenmechanisme. Een stangenmechanisme wordt ook wel aangeduid als een stangenstelsel. Door middel van het aansturen van ten minste een enkele vrijheidsgraad van elk van de uitgaande, stangen van het mechanisme wordt een door de volgstangen bepaalde positie volledig 5 beheerst. De actuatoren (die ook kunnen worden aangeduid als aandrijfmechanismen) kunnen eenvoudig worden uitgevoerd omdat zij slechts een enkele bewegingsvrijheid hoeven te verschaffen en kunnen bovendien worden verbonden met de vaste wereld. De dynamische massa van de inrichting kan zodoende zeer beperkt worden gehouden; de actuatoren hoeven geen deel uit te maken van de dynamische massa. Een geringe 10 dynamische massa vermindert de krachten die trillingen van het gestel kunnen bewerkstelligen. In het bijzonder bij het verplaatsen van elektronische componenten zoals halfgeleiders is ook de massa van de te verplaatsen producten uiterst gering hetgeen het mogelijk maakt het balanceermechanisme af te stemmen op de traagheid van het stangenmechanisme. Juist in een dergelijke toepassing waarin het 15 draagvermogen van de manipulator zeer gering kan blijven wordt het daarom mogelijk met (zeer) hoge versnellingen te werken. Juist de onderhavige manipulator maakt dit. mogelijk zonder dat daartoe zeer kostbare maatregelen noodzakelijk zijn. Door de aanwezigheid van een balanceermechanisme voor krachtcompensatie wordt tevens voorkomen dat de er een substantiële resulterende reactiekracht door de 20 aandrijfmiddelen op de omgeving (vaste wereld waarvan de aandrijfmiddelen deel uitmaken) wordt uitgeoefend. Dit heeft als gevolg dat het gestel van een manipulator en de verankering van het gestel aan de vaste wereld relatief eenvoudig kan worden uitgevoerd zonder in trilling te geraken. 1 2 3 4 5 6 1028138To this end, the present invention provides an apparatus for manipulating objects, more in particular manipulating electronic components, comprising: a rod mechanism which is at least provided with two output rods with a pivotally engaging follower rod on each of the output rods, which spacer rods spaced from the output rods are connected to each other, two actuators engaging each of the output rods, which actuators can be operated independently of each other, and a balancing mechanism for compensation of dynamic forces during movement of the rod mechanism. A rod mechanism is also referred to as a rod system. By controlling at least a single degree of freedom of each of the outgoing rods of the mechanism, a position determined by the follower rods is completely controlled. The actuators (which can also be referred to as drive mechanisms) can be designed simply because they only have to provide a single freedom of movement and can moreover be connected to the fixed world. The dynamic mass of the device can thus be kept very limited; the actuators do not have to be part of the dynamic mass. A small dynamic mass reduces the forces that can cause vibrations of the frame. In particular when moving electronic components such as semiconductors, the mass of the products to be moved is also extremely small, which makes it possible to adjust the balancing mechanism to the inertia of the rod mechanism. It is therefore precisely in such an application in which the carrying capacity of the manipulator can remain very low that it becomes possible to work with (very) high accelerations. It is precisely this manipulator that makes this. possible without the need for very expensive measures. The presence of a balancing mechanism for force compensation also prevents a substantial resulting reaction force from being exerted by the drive means on the environment (fixed world of which the drive means form part). This has as a consequence that the frame of a manipulator and the anchoring of the frame to the fixed world can be carried out relatively simply without getting into vibration. 1 2 3 4 5 6 1028138

Het balanceermechanisme voor compensatie van dynamische krachten kan voorzien 2 zijn van een krachtbalancering welke met het stangenmechanisme samengebouwde, 3 contralichamen (contragewichten) omvat. Een dergelijke constructie kan zeer eenvoudig 4 zijn en behoeft geen complexe besturing; de mechanische koppeling van de manipulator 5 en de bijbehorende contralichamen (of eventueel een enkel contralichaam) draagt zorg 6 voor een goede opwekking van de gewenste compenserende balanskracht(en). Een andere mogelijkheid is dat het balanceermechanisme voor krachtcompensatie ten minste één separaat van het stangenmechanisme verplaatsbaar lichaam omvat dat door middel van een compensatieaandrijving wordt bediend. De besturing van een dergelijk balanceermechanisme zal gebruikelijk plaatsvinden door middel van een elektronischeThe balancing mechanism for compensation of dynamic forces may be provided with 2 force balancing which comprises 3 counter bodies (counterweights) assembled with the rod mechanism. Such a construction can be very simple 4 and requires no complex control; the mechanical coupling of the manipulator 5 and the associated counter bodies (or possibly a single counter body) ensures a good generation of the desired compensating balance force (s). Another possibility is that the balancing mechanism for force compensation comprises at least one body which is displaceable separately from the rod mechanism and which is operated by means of a compensation drive. The control of such a balancing mechanism will usually take place by means of an electronic

VV

3 aansturing. Zo een elektronisch aangestuurd balanceermechanisme kan op afstand van het stangenmechanisme worden geplaatst, hetgeen een grotere constructievrijheid verschaft. Bovendien is het niet meer noodzakelijk dat het balanceermechanisme deel . uitmaakt van de dynamische massa, met als gevolg.een uiterst lichte constructie van het 5 stangenstelsel. Opgemerkt wordt dat er uiteraard ook mogelijkheden zijn om een elektronische aangestuurd balanceermechanisme te combineren met krachtcompensatie voorzien van met het stangenmechanisme samen gebouwde contralichamen. Ten slotte zij opgemerkt dat de dynamische krachtcompensatie in alle richtingen kan worden uitgevoerd (met 3 vrijheidsgraden) maar er kan ook voor worden gekozen om de 10 krachtcompensatie slechts met in een beperkt aantal richtingen kan worden uitgevoerd; dat wil zeggen met minder dan 3 vrijheidsgraden. Met behulp van zulke beperkte krachtcompensatie kan(kunnen) de meest hinderlijke reactiekracht(en) ten minste gedeeltelijk worden gecompenseerd terwijl (een) overige reactiekracht(en) niet wordt(worden) gecompenseerd.3 control. Such an electronically controlled balancing mechanism can be placed at a distance from the rod mechanism, which provides greater freedom of construction. Moreover, it is no longer necessary for the balancing mechanism to be part. forming part of the dynamic mass, resulting in an extremely light construction of the rod system. It is noted that there are of course also possibilities for combining an electronically controlled balancing mechanism with force compensation provided with counter bodies assembled with the rod mechanism. Finally, it should be noted that the dynamic force compensation can be carried out in all directions (with 3 degrees of freedom), but it is also possible to choose that the force compensation can only be carried out with a limited number of directions; that is, with less than 3 degrees of freedom. With the help of such limited force compensation, the most annoying reaction force (s) can be at least partially compensated, while (a) other reaction force (s) is not (are) compensated.

1515

In de praktijk zullen de volgstangen een bewerkingselement dragen. Zo een bewerkingselement kan bijvoorbeeld bestaan uit een kop met een grijper die mechanisch of pneumatisch kan zijn aangestuurd, een camera, uiteenlopende soorten gereedschap, een koppeldeel voor samenwerking met uiteenlopende 20 bewerkingselementen, en zo voorts. De volgstangen kunnen direct met elkaar zijn verbonden, of zijn verbonden onder tussenkomst van een ander element zoals een koppeldeel.In practice, the follower rods will carry a processing element. Such a processing element can for instance consist of a head with a gripper which can be mechanically or pneumatically controlled, a camera, various types of tools, a coupling part for cooperation with various processing elements, and so on. The follower rods can be directly connected to each other, or be connected through another element such as a coupling part.

De op de twee uitgaande stangen aangrijpende actuatoren kunnen roterende 25 aandrijfbewegingen genereren, bijvoorbeeld door middel van twee onafhankelijk opererende servomotoren. Voor een compacte samenbouw wordt het dan ook mogelijk om de rotatieassen van de roterende actuatoren coaxiaal te plaatsen, dat wil zeggen dat deze rotatieassen in eikaars verlengde zijn gelegen. Anderzijds is het ook mogelijk dat de op de twee uitgaande stangen aangrijpende actuatoren lineaire aandrijfbewegingen 30 genereren zodanig dat de uitgaande stangen heen en weer (zoals bijvoorbeeld oscillerend of intermitterend) kunnen bewegen. De lineaire actuatoren kunnen bijvoorbeeld evenwijdig aan elkaar zijn opgesteld, bijvoorbeeld in de vorm van een parallelle opstelling van bijvoorbeeld lineaire motoren. Als alternatief is het ook denkbaar dat de uitgaande stangen worden aangegrepen door een eenzijdig roterend 1028138 4 aangedreven drijfstang die een roterende beweging omzet in een lineaire beweging. Afhankelijk van de omstandigheden (zoals beschikbare inbouwruimte, energieconsumptie, vereiste nauwkeurigheid en zo voorts) kan voor een specifiek type aandrijving worden gekozen. Ten slotte wordt er opgemerkt dat het ook mogelijk is dat 5 één van de uitgaande stangen roterend wordt aangedreven en een andere uitgaande stang met eén lineaire beweging wordt aangedreven.The actuators engaging the two outgoing rods can generate rotating drive movements, for example by means of two independently operating servo motors. For a compact assembly it therefore becomes possible to place the rotational axes of the rotating actuators coaxially, that is to say that these rotational axes are situated in line with each other. On the other hand, it is also possible that the actuators engaging the two outgoing rods generate linear drive movements 30 such that the outgoing rods can move back and forth (such as, for example, oscillating or intermittent). The linear actuators can, for example, be arranged parallel to each other, for example in the form of a parallel arrangement of, for example, linear motors. Alternatively, it is also conceivable that the outgoing rods are engaged by a one-sided rotating drive rod which converts a rotating movement into a linear movement. Depending on the circumstances (such as available installation space, energy consumption, required accuracy and so on), a specific type of drive can be chosen. Finally, it is noted that it is also possible that one of the outgoing rods is driven in a rotating manner and another outgoing rod is driven with a linear movement.

Het is daarnaast extra voordelig indien de inrichting tevens een balanceermechanisme omvat voor momentcompensatie (koppelcompensatie) van het door verplaatsing van het 10 stangenstelsel gegenereerde reactiemoment (koppel). Met behulp van een dergelijk aanvullend balanceermechanisme kan de manipulator nog verdergaand dynamisch worden gebalanceerd hetgeen zelfs de mogelijkheid verschaft van het (althans theoretisch) volledig doen ontbreken van een resulterende reactiekracht en een . resulterend reactiemoment waardoor de manipulator zijn omgeving (althans theoretisch) 15 op geen enkele wijze zal aanstoten. De voorgaand beschreven voordelen naar aanleiding van de voordelen van een balanceermechanisme voor krachtcompensatie gelden dan tevens voor een uitbanning van resulterende momenten. Ook ten aanzien van de dynamische momentcompensatie zij opgemerkt dat de momentcompensatie in alle richtingen kan worden uitgevoerd (met 3 vrijheidsgraden) maar er kan ook voor worden 20 gekozen om de momentcompensatie slechts met in een beperkt aantal richtingen kan worden uitgevoerd; dat wil zeggen met minder dan 3 vrijheidsgraden. Met behulp van zulke beperkte momentcompensatie kan(kunnen) het(de) meest hinderlijke momenten(en) ten minste gedeeltelijk worden gecompenseerd terwijl (een) overige moment(en) niet wordt(worden) gecompenseerd.It is furthermore advantageous if the device also comprises a balancing mechanism for moment compensation (torque compensation) of the reaction moment (torque) generated by displacement of the rod system. With the aid of such an additional balancing mechanism, the manipulator can be dynamically balanced even further, which even offers the possibility of (at least theoretically) completely missing a resulting reaction force and a. resulting reaction moment whereby the manipulator will in no way touch his environment (at least theoretically). The advantages described above as a result of the advantages of a balancing mechanism for force compensation then also apply to an elimination of resulting moments. Also with regard to the dynamic moment compensation, it is noted that the moment compensation can be performed in all directions (with 3 degrees of freedom), but it is also possible to opt for the moment compensation to be performed only in a limited number of directions; that is, with less than 3 degrees of freedom. With the help of such limited moment compensation, the most annoying moments can be at least partially compensated, while (a) other moment (s) is not (are) compensated.

2525

Het balanceermechanisme voor momentcompensatie kan zo worden uitgevoerd dat het ten minste één met het stangenmechanisme samengebouwd contraroterend lichaam omvat. Anderzijds is het ook mogelijk dat het balanceermechanisme voor momentcompensatie ten minste één separaat van het stangenmechanisme verplaatsbaar 30 lichaam omvat dat door middel van een compensatieaandrijving wordt bediend. Zoals voorgaand beschreven vraagt deze tweede variant een elektronische aansturing, maar kan deze dan ook op afstand van stangenmechanisme worden geplaatst. Wederom is het voordeel van een elektrische aansturing dat dit resulteert in een relatief lichte constructie van het stangenstelsel, en in een beperking van de totale traagheid.The balancing mechanism for moment compensation can be designed such that it comprises at least one counter-rotating body assembled with the rod mechanism. On the other hand, it is also possible that the balancing mechanism for moment compensation comprises at least one body which is movable separately from the rod mechanism and which is operated by means of a compensation drive. As described above, this second variant requires an electronic control, but can then also be placed at a distance from the rod mechanism. Again, the advantage of electrical control is that this results in a relatively light construction of the rod system, and in a limitation of the total inertia.

10281 38 5 510281 38 5 5

Verdere (synergie) voordelen kunnen worden behaald indien het balanceermechanisme voor momentcompensatie wordt samengebouwd met het balanceermechanisme voor krachtcompensatie.Further (synergy) benefits can be achieved if the balancing mechanism for moment compensation is assembled with the balancing mechanism for force compensation.

De onderhavige uitvinding verschaft tevens een werkwijze voor het manipuleren van objecten, meer in het bijzonder het manipuleren van elektronische componenten, met behulp van een inrichting volgens een der voorgaande conclusies, omvattende de bewerkingsstappen: A) het onafhankelijk aansturen van twee op de uitgaande stangen 10 van een stangenmechanisme aangrijpende actuatoren, en B) het ten gevolge van de verplaatsing van het stangenmechanisme opgewekte reactiekrachten (en/of reactiemomenten) ten minste gedeeltelijk compenseren door middel van ten minste één balanceermechanisme. Voor de voordelen van een dergelijke werkwijze wordt verwezen naar de bovengaand genoemde voordelen naar aanleiding van de 15 balanceermechanismen overeenkomstig de inrichting volgens de onderhavige uitvinding.The present invention also provides a method for manipulating objects, more in particular manipulating electronic components, with the aid of a device according to any one of the preceding claims, comprising the processing steps: A) independently controlling two on the outgoing rods 10 actuators engaging a rod mechanism, and B) at least partially compensating for reaction forces (and / or reaction moments) generated as a result of the displacement of the rod mechanism by means of at least one balancing mechanism. For the advantages of such a method, reference is made to the above-mentioned advantages as a result of the balancing mechanisms according to the device according to the present invention.

Ook bij deze werkwijze is het mogelijk dat de bediening van het balanceermechanisme mechanisch is gekoppeld met het stangenstelsel, respectievelijk dat de bediening van 20 het balanceermechanisme elektrisch wordt aangestuurd. Elektrische aansturing is mogelijk op basis van aansturing van de op het stangenmechanisme aangrijpende actuatoren en/of daartoe aangebrachte sensoren.With this method it is also possible that the operation of the balancing mechanism is mechanically coupled to the rod system, or that the operation of the balancing mechanism is electrically controlled. Electrical control is possible on the basis of control of the actuators engaging the rod mechanism and / or sensors arranged for this purpose.

De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in 25 navolgde figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: figuur IA een schematische weergave en van een stangenstelsel zoals onderdeel van de inrichting overeenkomstig de onderhavige uitvinding, figuur 1B een schematische weergave en van een alternatieve uitvoeringsvariant van een stangenstelsel zoals onderdeel van de inrichting overeenkomstig de onderhavige 30 uitvinding, figuur IC een schematische weergave en van een tweede uitvoeringsvariant van een stangenstelsel zoals onderdeel van de inrichting overeenkomstig de onderhavige uitvinding, 1028138 6 figuur 2 een schematische weergave van een manipulatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding voorzien van een balanceermechanisme voor krachtcompensatie, figuur 3 een schematische weergave van een alternatieve uitvoeringsvariant van een 5 manipulatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding voorzien van een balanceermechanisme voor krachtcompensatie en een balanceermechanisme voor momentcompensatie, en figuur 4 een schematische weergave van een tweede alternatieve uitvoeringsvariant van een manipulatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding voorzien van een 10 elektronisch aangestuurde balanceermechanisme.The present invention will be further elucidated with reference to the non-limitative exemplary embodiments shown in the following figures. Herein: figure IA shows a schematic representation and of a rod system such as part of the device according to the present invention, figure 1B shows a schematic representation and of an alternative embodiment variant of a rod system such as part of the device according to the present invention, figure IC a schematic representation and of a second embodiment variant of a rod system such as part of the device according to the present invention, 1028138 6 figure 2 shows a schematic representation of a manipulation device according to the present invention provided with a balancing mechanism for force compensation, figure 3 shows a schematic representation of an alternative embodiment of a manipulation device according to the present invention provided with a balancing mechanism for force compensation and a balancing mechanism for moment compensation, and figure 4 shows a schematic representation of a second alternative embodiment variant of a manipulation device according to the present invention provided with an electronically controlled balancing mechanism.

Figuur IA toont een stangenmechanisme 1 met een tweetal uitgaande stangen 2,3 die door middel van servomotoren 4, 5 verdraaibaar zijn (zie pijlen Rj en R2). De servomotoren 4, 5 zijn onder tussenkomst van motorsteunen 6, 7 verbonden met de 15 vaste wereld. Op elk van de uitgaande stangen 2, 3 grijpen respectievelijk volgstangen 8, 9 aan. De uitgaande stang 2 en de volgstang 8 zijn vrij zwenkbaar onder tussenkomst van een scharnier 10 met elkaar verbonden. Evenzo zijn uitgaande stang 3 en de volgstang 9 vrij zwenkbaar onder tussenkomst van een scharnier 11 met elkaar verbonden. Door middel van het gecontroleerd aandrijven van de servomotoren 4,5 kan 20 de positie van een door de volgstangen 8,9 gedragen kop 12 volledig worden beheerst.Figure 1A shows a rod mechanism 1 with two outgoing rods 2,3 which can be rotated by means of servomotors 4, 5 (see arrows Rj and R2). The servomotors 4, 5 are connected to the fixed world via motor supports 6, 7. Followers 8, 9 respectively engage on each of the outgoing rods 2, 3. The outgoing rod 2 and the follower rod 8 are freely pivotably connected to each other through a hinge 10. Likewise, the outgoing rod 3 and the follower rod 9 are freely pivotably connected to each other with the aid of a hinge 11. The position of a head 12 carried by the follower rods 8,9 can be completely controlled by means of the controlled driving of the servomotors 4,5.

Figuur 1B toont een stangenmechanisme 20 met twee uitgaande stangen 21,22 die . slechts in longitudinale richting verplaatsbaar zijn (zie pijlen Lj en L2) door middel van lineaire aandrijvingen 23,24. Deze lineaire aandrijvingen 23,24 zijn onder tussenkomst 25 van steunen 25, 26 verbonden met de vaste wereld. De uitgaande stangen 21,22 zijn onder tussenkomst van scharnieren 27,28 verbonden met volgstangen 29, 30. De volgstangen 29, 30 dragen een kop 31 waarvan de positie wordt bepaald ten gevolge van de bediening van de lineaire aandrijvingen 23,24. 1 1028138Figure 1B shows a rod mechanism 20 with two outgoing rods 21, 22 that. can only be moved in the longitudinal direction (see arrows Lj and L2) by means of linear drives 23,24. These linear drives 23, 24 are connected to the fixed world through the intervention 25 of supports 25, 26. The output rods 21,22 are connected to follower rods 29, 30 through hinges 27,28. The follower rods 29, 30 support a head 31 whose position is determined as a result of the operation of the linear drives 23,24. 1 1028138

Figuur 1C toont een stangenmechanisme 40 dat een grote gelijkenis vertoont met het stangenmechanisme 1 zoals getoond in figuur IA. Uitgaande stangen 41,42 worden aangedreven door twee separate motoren waarvan slechts één motor 43 zichtbaar is. Dit is het gevolg van het feit dat de motoren zo in eikaars verlengde zijn geplaatst dat vanuit het weergegeven aanzicht slechts de bovenste motor 43 zichtbaar is. Voor een verdere 7 beschrijving van dit stangenmechanisme 40 wordt verwezen naar de beschrijving . behorende bij figuur IA.Figure 1C shows a rod mechanism 40 that is very similar to the rod mechanism 1 as shown in Figure 1A. Outgoing rods 41, 42 are driven by two separate motors, of which only one motor 43 is visible. This is due to the fact that the motors are placed in line with each other such that only the top motor 43 is visible from the view shown. For a further description of this rod mechanism 40, reference is made to the description. associated with Figure IA.

Figuur 2 toont een schematisch weergegeven manipulatie-inrichting 50 overeenkomstig 5 de onderhavige uitvinding. De inrichting 50 is voorzien van twee uitgaande stangen 51, 52 welke uitgaande stangen 51, 52 zijn voorzien van gewichten 53, 54 die een balanceermechanisme voor krachtcompensatie vormen. Voor een verdere beschrijving van deze manipulatie-inrichting 50 wordt verwezen naar de figuren IA - IC.Figure 2 shows a manipulated device 50 according to the present invention schematically shown. The device 50 is provided with two outgoing rods 51, 52, which outgoing rods 51, 52 are provided with weights 53, 54 which form a balancing mechanism for force compensation. For a further description of this manipulation device 50, reference is made to Figures 1A-IC.

10 Figuur 3 toont een schematisch weergegeven manipulatie-inrichting 60 overeenkomstig de onderhavige uitvinding met uitgaande stangen 61, 62 die zijn voorzien van gewichten 63, 64 die een balanceermechanisme voor krachtcompensatie vormen. De manipulatie-inrichting 60 is echter tevens voorzien van een balanceermechanisme voor momentcompensatie. Dit balanceermechanisme voor momentcompensatie wordt 15 gevormd door een tweetal roteerbare gewichten 65, 66 die bij verdraaiing van het stangenmechanisme 60 in een tegengestelde richting draaien ten gevolge van twee met de uitgaande stangen 61, 62 verbonden activeringswielen 67,68 die aangrijpen op een binnenzijde van een stationair opgestelde ring 69. Aldus kan het stangenmechanisme volledig dynamisch worden gecompenseerd zodanig dat er ten gevolge van bewegingen 20 van het mechanisme 60 geen (of hoegenaamd geen) resulterende krachten door een steun 70 op de vaste wereld worden uitgeoefend.Figure 3 shows a manipulated device 60 according to the present invention schematically shown with outgoing rods 61, 62 which are provided with weights 63, 64 which form a balancing mechanism for force compensation. However, the manipulation device 60 is also provided with a balancing mechanism for moment compensation. This balancing mechanism for moment compensation is formed by two rotatable weights 65, 66 which, when the rod mechanism 60 is rotated, rotate in an opposite direction as a result of two activation wheels 67, 68 connected to the outgoing rods 61, 62 which engage on an inner side of a stationary ring 69. Thus, the rod mechanism can be fully dynamically compensated such that, as a result of movements of the mechanism 60, no (or virtually no) resultant forces are exerted on the fixed world by a support 70.

Figuur 4 ten slotte toont een stangenstelsel 80 overeenkomstig het stangenstelsel getoond in figuur IC. De aandrijvingen 81 staan nu echter onder tussenkomst van 25 signaalleidingen 82, 83 in verbinding met een centrale besturingseenheid 84. De centrale besturingseenheid 84 berekend de gewenste compensatie krachten en momenten en stuurt door middel van een uitgaande signaalleiding 85 vervolgens een separatie compensatie-unit 86 aan. Deze compensatie-unit 86 is verbonden met dezelfde vaste wereld 87 als waarmee het stangenstelsel 80 is verbonden. Aldus kan worden 30 bewerkstelligd dat de resultante van de door het stangenstelsel 80 en de compensatie-unit 86 uitgeoefende krachten nul (of zeer klein) is. De compensatie-unit 86 kan zijn voorzien van volledige compensatiemiddelen (met massa die in drie richtingen transleerbaar en in drie richtingen roteerbaar is, dat wil zeggen met 6 vrijheidsgraden) maar er kan ook voor worden gekozen om de compensatiemiddelen slechts met een 1028138 8 beperkt aantal vrijheidsgraden dat wil zeggen met minder dan 6 vrijheidsgraden uit te voeren. Met behulp van zulke beperkte compensatiemiddelen kunnen de meest hinderlijke reactiekracht(en) en/of reactiemoment(en) worden gecompenseerd terwijl λ minder hinderlijke reactiekracht(en) en/of reactiemoment(en) niet worden 5 gecompenseerd. Het moge duidelijk zijn dat compensatiemiddelen met minder dan 6 vrijheidsgraden eenvoudiger en goedkoper zijn dan volledige compensatiemiddelen met 6 vrijheidsgraden.Figure 4 finally shows a rod system 80 corresponding to the rod system shown in Figure IC. The drives 81, however, are now connected to a central control unit 84 through the intervention of signal lines 82, 83. The central control unit 84 calculates the desired compensation forces and moments and subsequently drives a separate compensation unit 86 by means of an output signal line 85 . This compensation unit 86 is connected to the same fixed world 87 as to which the rod system 80 is connected. It can thus be achieved that the resultant of the forces exerted by the rod system 80 and the compensation unit 86 is zero (or very small). The compensation unit 86 can be provided with complete compensation means (with mass that is translatable in three directions and rotatable in three directions, i.e. with 6 degrees of freedom), but it is also possible to choose to have the compensation means only with a limited number of 1028138 degrees of freedom, that is to say with less than 6 degrees of freedom. With the help of such limited compensation means, the most annoying reaction force (s) and / or reaction moment (s) can be compensated, while less annoying reaction force (s) and / or reaction moment (s) cannot be compensated. It will be clear that compensating means with less than 6 degrees of freedom are simpler and cheaper than complete compensating means with 6 degrees of freedom.

10281381028138

Claims

Device for manipulating objects, more particularly manipulating electronic components, comprising: 5. a rod mechanism which is provided with at least two outgoing rods with a pivotally engaging follower rod on each of the outgoing rods, said follower rods being spaced apart of the output rods are connected to each other, - two actuators engaging each of the output rods, which actuators can be operated independently of each other, and - a balancing mechanism for compensation of dynamic forces during movement of the rod mechanism.

2. Device as claimed in claim 1, characterized in that the balancing mechanism for counterbalancing force with the rod mechanism comprises counter-bodies 15 assembled.

3. Device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the balancing mechanism for force compensation comprises at least one body which is displaceable separately from the rod mechanism and which is operated by means of a compensation drive.

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the follower rods carry a processing element.

5. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the actuators engaging on the two outgoing rods generate rotating drive movements.

6. Device as claimed in claim 5, characterized in that the rotational axes of the rotating actuators are arranged parallel, preferably coaxially.

Device as claimed in any of the claims 1-5, characterized in that the actuators engaging the two outgoing rods generate linear drive movements. 102 81 38

Device according to claim 7, characterized in that the linear actuators are arranged parallel to each other.

9. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the device also comprises a balancing mechanism for moment compensation of the moment generated by displacement of the rod system.

10. Device as claimed in claim 9, characterized in that the balancing mechanism for moment compensation comprises at least one counter-rotating body assembled with the rod mechanism.

11. Device as claimed in claim 9 or 10, characterized in that the balancing mechanism for moment compensation comprises at least one body which is displaceable separately from the rod mechanism and which is operated by means of a compensation drive.

Device as claimed in any of the claims 9-11, characterized in that the balancing mechanism for moment compensation is assembled with the balancing mechanism for force compensation. 20

13. Method for manipulating objects, more in particular manipulating electronic components, with the aid of a device according to any one of the preceding claims, comprising the processing steps: A) independently controlling two rods engaging the outgoing rods of a rod mechanism actuators, and B) at least partially compensating for reaction forces generated as a result of the displacement of the rod mechanism by means of at least one balancing mechanism.

A method according to claim 13, characterized in that the operation of the balancing mechanism is mechanically coupled to the rod system.

Method according to claim 13 or 14, characterized in that the operation of the balancing mechanism is electrically controlled. 1028138

A method according to any one of claims 13-15, characterized in that the operation of the balancing mechanism is partly mechanically coupled to the rod system and partly electrically controlled. 10281 38