WO1995000773A1 - Anti-damage protecting system for a body driven in a plane - Google Patents
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- F16P7/00—Emergency devices preventing damage to a machine or apparatus
- F16P7/02—Emergency devices preventing damage to a machine or apparatus by causing the machine to stop on the occurrence of dangerous conditions therein
Definitions
- the invention relates to an emergency device for a body driven in one plane for the additional limitation of its working area determined by measuring systems and limit switches on a base plate.
- Systems of this type are used in particular on positioning tables which are driven by planar motors and are used under clean room conditions.
- Locking elements or gripper systems are based on a known, manageable one
- a shock absorber which consists of a plurality of stacked individual bodies made of dense material alternating with elastic elements. After an impact process, the kinetic energy is destroyed. Such a solution cannot be used for planar systems with a large number of possibilities of impact with regard to position and direction.
- the object of the invention is for a planar system under clean room conditions in order to prevent the moving part from exiting the working area with regard to the position and direction in a large number of possibilities and to prevent the acceleration values from being exceeded when braking, even at the maximum speed of the moving part.
- first bores are provided in the frame to limit the slide path, into which pins connected to the base plate and serving as stops protrude.
- the frame can have second bores which are aligned with bores in the base plate in the adjusted state.
- sensors are arranged in the base plate in the region of the bores for detecting the adjusted and each non-adjusted state.
- Fig. 2 shows a section of a corner area with a fixed stop
- Fig. 3 shows a section of a corner area with adjustment holes
- an air-bearing on a base plate 1, designed as a table 2 body is enclosed by a frame 3, which rests on the base plate 1.
- the frame 3 has a mass corresponding to the table 2 driven in the XY plane and is limited in its slide path on the base plate 1 by the fact that holes 4 are provided in diagonally opposite corner regions, into the pins connected to the base plate 1 and serving as a stop 5 protrude.
- the frame 3 has second bores 6, which in the adjusted state are aligned with bores 7 in the base plate 1 (see FIG. 3).
- Elastic damping elements 8 on the table 2 serve to reduce an impact in the event of an accident.
- This enables this technical solution in connection with a appropriate dimensioning an increase in force on the table 2 only within permissible values, even if the effect of a hose kink does not work.
- the existing bearing friction or an additionally increased friction, e.g. by a spring 9 according to FIG. 2, also act when braking the still moving table 2 and the frame 3. Until the frame 3 is stopped by the stop, the kinetic energy of the table 2 is now completely destroyed.
- the second bores 6 of the frame 3, which serve as adjustment holes, and the bores 7 in the base plate 1 are used in that both are adjusted coaxially to one another by temporary pinning.
- This state is signaled by sensors (see FIG. 3) which are designed as reflex couplers 10 and are operated with a supply voltage U v . Emitted light passes through the adjustment holes unhindered. If the frame 3 is not in the adjusted state, its underside partially covers the bore 7 in the base plate 1 and a reflected part of the emitted light strikes the receiver part of the reflex coupler 10.
- the change in a signal voltage U s which is brought about includes the operation of the table 2 an incorrect position of the frame 3.
Abstract
An anti-damage system for a body driven in a plane additionally delimits its working area determined by measurement systems and end position sensors on a base plate. The object of the invention is to prevent the driven body from leaving the working area in clean-room conditions when the impact possibilities of the driven body are multiple as far as its position and direction of impact are concerned, and to exclude inadmissible accleration values during braking even at the maximum speed of the driven body. The body (2) is enclosed in the plane by a frame (3) whose mass corresponds to that of the body (2) and which has a sliding path delimited in the plane. In addition, the body (2) or the frame (3) is provided with dampening means (8) at its impact surface. The invention is particularly suitable for positioning tables driven by planar motors for use in clean-room conditions.
Description
Havarieeinrichtung für einen in einer Ebene angetriebenen KörperEmergency device for a body driven in one plane
Die Erfindung betrifft eine Havarieeinrichtung für einen in einer Ebene angetriebenen Körper zur zusätzlichen Begrenzung seines durch Meßsysteme und Endiagenschalter bestimmten Arbeitsbereiches auf einer Grundplatte.The invention relates to an emergency device for a body driven in one plane for the additional limitation of its working area determined by measuring systems and limit switches on a base plate.
Derartige Systeme finden insbesondere Anwendung bei Positioniertischen, die durch Planarmotoren angetrieben werden und deren Einsatz unter Reinstraumbedingungen erfolgt.Systems of this type are used in particular on positioning tables which are driven by planar motors and are used under clean room conditions.
Für Planar- oder Linearsysteme, bei denen ein angetriebenes bewegliches Teil über ein Lager, wie z.B. Wälz- oder Gaslager, mit einem festen Führungsteil in Verbindung steht, Antriebs- und Meßsysteme .zur Bewegung und Positionierung des beweglichen Teils dienen und der Arbeitsbereich durch Meßsysteme und Endiagenschalter bestimmt ist, müssen für den Havariefall Vorkehrungen getroffen werden, die einen Austritt des beweglichen Teils aus dem Arbeitsbereich verhindern und ein Überschreiten unzulässiger Beschleunigungswerte beim Abbremsen selbst bei maximaler Geschwindigkeit des beweglichen Teils ausschließen.For planar or linear systems in which a driven moving part via a bearing, e.g. Rolling or gas bearings, which are connected to a fixed guide part, drive and measuring systems are used to move and position the moving part and the working area is determined by measuring systems and end switch, precautions must be taken in the event of an accident to prevent the moving part from escaping Prevent from the work area and rule out excessive acceleration values when braking, even at maximum speed of the moving part.
Die .zahlreichen bekannten Lösungen, die nach dem Prinzip eines festen Anschlags mit dämpfenden Elementen (elastische Medien) arbeiten, sind in den meisten Fällen lediglich für eine Richtung ausreichend dimensioniert oder wirken überhaupt nur richtungs- und positionsabhängig. Für bestimmte Richtungsbereiche und Positionen ist keine Funktion vorhanden.The numerous known solutions, which work on the principle of a fixed stop with damping elements (elastic media), are in most cases only dimensioned sufficiently for one direction or are only dependent on the direction and position. There is no function for certain direction ranges and positions.
Während Bremsen oder ähnliche Elemente im System einer Luftlagerung oder Magnetbahn für Planarbereiche ausgeschlossen sind, widersprechen die Methoden, die Deformation oder Zerstörung nicht ausschließen, dem Reinstraumgedanken und lassen keine Wiederholung zu.While brakes or similar elements are excluded in the system of an air bearing or magnetic track for planar areas, the methods that do not exclude deformation or destruction contradict the idea of a clean room and do not allow repetition.
Sperrglieder oder Greifersysteme gehen von einer bekannten, überschaubarenLocking elements or gripper systems are based on a known, manageable one
Havariesituation aus. Das ist in einem Planarsystem und auch in einem offenen Linearsystem (ohne Seitenführung) nicht erfüllt.Accident situation. This is not the case in a planar system and also in an open linear system (without side guide).
Nach der DE 35 28 720 AI ist ein Stoßdämpfer bekannt, der aus einer Vielzahl von stapeiförmig angeordneten Einzelkörpern aus dichtem Material abwechselnd mit elastischen Elementen besteht. Nach einem Stoßvorgang wird die Bewegungsenergie vernichtet.
Für Planarsysteme mit einer Vielzahl von Auφrallmöglichkeiten bezüglich der Position und Richtung ist eine derartige Lösung nicht anwendbar.According to DE 35 28 720 AI a shock absorber is known, which consists of a plurality of stacked individual bodies made of dense material alternating with elastic elements. After an impact process, the kinetic energy is destroyed. Such a solution cannot be used for planar systems with a large number of possibilities of impact with regard to position and direction.
Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Planarsystem unter Reinstraumbedingungen bei einer Vielzahl von Auφrallmöglichkeiten des beweglichen Teils bezüglich der Position und Richtung dessen Austritt aus dem Arbeitsbereich zu verhindern und ein Überschreiten unzulässiger Beschleunigungswerte beim Abbremsen, selbst bei maximaler Geschwindigkeit des beweglichen Teils, auszuschließen.The object of the invention is for a planar system under clean room conditions in order to prevent the moving part from exiting the working area with regard to the position and direction in a large number of possibilities and to prevent the acceleration values from being exceeded when braking, even at the maximum speed of the moving part.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Havarieeinrichtung für einen in einer Ebene angetriebenen Körper zur zusätzlichen Begrenzung seines durch Meßsysteme und Endiagenschalter bestimmten Arbeitsbereiches auf einer Grundplatte dadurch gelöst, daß der Körper in der Ebene von einem in seiner Masse dem Körper entsprechenden Rahmen umschlossen ist, der einen in der Ebene begrenzten Rutschweg aufweist und daß der Körper oder der Rahmen Dampfungselemente an seinen Aufprallflächen besitzt.According to the invention the object is achieved by an emergency device for a body driven in one plane for additional limitation of its working area determined by measuring systems and limit switches on a base plate in that the body is enclosed in the plane by a frame corresponding to the body in its mass, which one has in the plane limited slide and that the body or the frame has damping elements on its impact surfaces.
Im Havariefall wird die durch den Rahmen beim Zusammenstoß mit dem Körper aufgenommene Bewegungsenergie durch Reibung auf dem Rutschweg und/oder dessen Begrenzung vernichtet.In the event of an accident, the kinetic energy absorbed by the frame when it collides with the body is destroyed by friction on the slide and / or its limitation.
Vorteilhafterweise sind zur Begrenzung des Rutschweges in dem Rahmen erste Bohrungen vorgesehen, in die mit der Grundplatte verbundene, als Anschläge dienende Stifte ragen. Außerdem kann der Rahmen zweite Bohrungen aufweisen, die im justierten Zustand mit Bohrungen in der Grundplatte fluchten.Advantageously, first bores are provided in the frame to limit the slide path, into which pins connected to the base plate and serving as stops protrude. In addition, the frame can have second bores which are aligned with bores in the base plate in the adjusted state.
Es ist vorteilhaft, wenn zur Erfassung des justierten und jedes nicht justierten Zustandes in der Grundplatte im Bereich der Bohrungen Sensoren angeordnet sind.It is advantageous if sensors are arranged in the base plate in the region of the bores for detecting the adjusted and each non-adjusted state.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to the schematic drawing. Show it:
Fig. 1 eine Havarieeinrichtung in perspektivischer Darstellung,1 is an emergency device in perspective,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Eckbereich mit festem Anschlag, undFig. 2 shows a section of a corner area with a fixed stop, and
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Eckbereich mit Justierbohrungen
In Fig. 1 ist ein auf einer Grundplatte 1 luftgelagerter, als Tisch 2 ausgebildeter Körper von einem Rahmen 3 umschlossen, der auf der Grundplatte 1 aufliegt. Der Rahmen 3 besitzt eine dem in der X-Y-Ebene angetriebenen Tisch 2 entsprechende Masse und ist in seinem Rutschweg auf der Grundplatte 1 dadurch begrenzt, daß in diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen Bohrungen 4 vorgesehen sind, in die mit der Grundplatte 1 verbundene, als Anschlag dienende Stifte 5 ragen. In den anderen diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen weist der Rahmen 3 zweite Bohrungen 6 auf, die im justierten Zustand mit Bohrungen 7 in der Grundplatte 1 fluchten (siehe Fig. 3). Elastische Dämpfungselemente 8 am Tisch 2 dienen zur Minderung eines Auφralls im Havariefall.Fig. 3 shows a section of a corner area with adjustment holes In Fig. 1, an air-bearing on a base plate 1, designed as a table 2 body is enclosed by a frame 3, which rests on the base plate 1. The frame 3 has a mass corresponding to the table 2 driven in the XY plane and is limited in its slide path on the base plate 1 by the fact that holes 4 are provided in diagonally opposite corner regions, into the pins connected to the base plate 1 and serving as a stop 5 protrude. In the other diagonally opposite corner areas, the frame 3 has second bores 6, which in the adjusted state are aligned with bores 7 in the base plate 1 (see FIG. 3). Elastic damping elements 8 on the table 2 serve to reduce an impact in the event of an accident.
Die beispielsweise als flexible Schlauchstücke ausgebildeten Dämpfungselemente 8, die natürlich auch am Rahmen 3 befestigt sein können, verformen sich zu Beginn eines Auφralls weniger stark, und ein schneller Kraftanstieg bewirkt die Belastung und Bewegung des Rahmens 3. Dadurch erlaubt diese technische Lösung in Verbindung mit einer entsprechenden Dimensionierung einen Kraftanstieg auf den Tisch 2 nur innerhalb zulässiger Werte, auch wenn der Effekt einer Schlauchknickung nicht wirkt. Die vorhandene Auflagereibung oder eine zusätzlich verstärkte Reibung, z.B. durch eine Feder 9 gemäß Fig. 2, wirken .zusätzlich beim Abbremsen des sich noch bewegenden Tisches 2 und des Rahmens 3 mit. Bis zum Bewegungsabbruch des Rahmens 3 durch den Anschlag ist die Bewegungsenergie des Tisches 2 inzwischen vollständig vernichtet.The damping elements 8, for example designed as flexible hose pieces, which can of course also be fastened to the frame 3, deform less strongly at the beginning of a crash, and a rapid increase in force causes the load and movement of the frame 3. This enables this technical solution in connection with a appropriate dimensioning an increase in force on the table 2 only within permissible values, even if the effect of a hose kink does not work. The existing bearing friction or an additionally increased friction, e.g. by a spring 9 according to FIG. 2, also act when braking the still moving table 2 and the frame 3. Until the frame 3 is stopped by the stop, the kinetic energy of the table 2 is now completely destroyed.
Zur Wiederherstellung eines justierten Zustandes werden die als Justierlöcher dienenden zweiten Bohrungen 6 des Rahmens 3 und die Bohrungen 7 in der Grundplatte 1 genutzt, indem beide durch vorrübergehendes Verstiften koaxial .zueinander justiert werden.To restore an adjusted state, the second bores 6 of the frame 3, which serve as adjustment holes, and the bores 7 in the base plate 1 are used in that both are adjusted coaxially to one another by temporary pinning.
Diesen Zustand signalisieren Sensoren (siehe Fig. 3), die als Reflexkoppler 10 ausgeführt sind und mit einer Versorgungsspannung Uv betrieben werden. Ausgesendetes Licht tritt ungehindert durch die Justierlöcher. Befindet sich der Rahmen 3 nicht im justierten Zustand, verdeckt dessen Unterseite teilweise die Bohrung 7 in der Grundplatte 1 und ein reflektierter Teil des ausgesendeten Lichtes trifft auf den Empfängerteil des Reflexkopplers 10. Die hervorgerufene Änderung einer Signalspannung Us schließt das Betreiben des Tisches 2 bei einer Fehllage des Rahmens 3 aus.
This state is signaled by sensors (see FIG. 3) which are designed as reflex couplers 10 and are operated with a supply voltage U v . Emitted light passes through the adjustment holes unhindered. If the frame 3 is not in the adjusted state, its underside partially covers the bore 7 in the base plate 1 and a reflected part of the emitted light strikes the receiver part of the reflex coupler 10. The change in a signal voltage U s which is brought about includes the operation of the table 2 an incorrect position of the frame 3.
Claims
1. Havarieeinrichtung für einen in einer Ebene angetriebenen Körper zur zusätzlichen Begrenzung seines durch Meßsysteme und Endiagenschalter bestimmten Arbeitsbereiches auf einer Grundplatte (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) in der Ebene von einem in seiner Masse dem Körper (2) entsprechenden Rahmen (3) umschlossen ist, der einen in der Ebene begrenzten Rutschweg aufweist, und daß der Körper (2) oder der Rahmen (3) Dämpfungselemente (8) an seinen Auφrallflächen besitzt.1. Emergency device for a body driven in one plane for additional limitation of its working area determined by measuring systems and limit switches on a base plate (1), characterized in that the body (2) in the plane of a body (2) corresponding in its mass Frame (3) is enclosed, which has a slide path limited in the plane, and that the body (2) or the frame (3) has damping elements (8) on its outer surfaces.
2. Havarieeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Rutschweges in dem Rahmen (3) erste Bohrungen (4) vorgesehen sind, in die mit der Grundplatte (1) verbundene, als Anschläge dienende Stifte (5) ragen.2. Emergency device according to claim 1, characterized in that to limit the slide in the frame (3) first holes (4) are provided, in which with the base plate (1) connected, serving as stops pins (5) protrude.
3. Havarieeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) zweite Bohrungen (6) aufweist, die im justierten Zustand mit Bohrungen (7) in der Grundplatte (1) fluchten.3. Emergency device according to claim 2, characterized in that the frame (3) has second bores (6) which are aligned in the adjusted state with bores (7) in the base plate (1).
Havarieeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundplatte (1) im Bereich der Bohrungen (7) Sensoren (10) angeordnet sind, die zwischen dem justierten und jedem nicht justierten Zustand unterscheiden können. Emergency device according to claim 3, characterized in that sensors (10) are arranged in the base plate (1) in the region of the bores (7), which sensors can differentiate between the adjusted and each non-adjusted state.
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