<listing id="vjp15"></listing><menuitem id="vjp15"></menuitem><var id="vjp15"></var><cite id="vjp15"></cite>
<var id="vjp15"></var><cite id="vjp15"><video id="vjp15"><menuitem id="vjp15"></menuitem></video></cite>
<cite id="vjp15"></cite>
<var id="vjp15"><strike id="vjp15"><listing id="vjp15"></listing></strike></var>
<var id="vjp15"><strike id="vjp15"><listing id="vjp15"></listing></strike></var>
<menuitem id="vjp15"><strike id="vjp15"></strike></menuitem>
<cite id="vjp15"></cite>
<var id="vjp15"><strike id="vjp15"></strike></var>
<var id="vjp15"></var>
<var id="vjp15"></var>
<var id="vjp15"><video id="vjp15"><thead id="vjp15"></thead></video></var>
<menuitem id="vjp15"></menuitem><cite id="vjp15"><video id="vjp15"></video></cite>
<var id="vjp15"></var><cite id="vjp15"><video id="vjp15"><thead id="vjp15"></thead></video></cite>
<var id="vjp15"></var>
<var id="vjp15"></var>
<menuitem id="vjp15"><span id="vjp15"><thead id="vjp15"></thead></span></menuitem>
<cite id="vjp15"><video id="vjp15"></video></cite>
<menuitem id="vjp15"></menuitem>

定位單元的制作方法

文檔序號:12069881閱讀:377來源:國知局
定位單元的制作方法與工藝

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的用于可利用直線驅動器調節的滑動座架的定位單元。



背景技術:

直線驅動器通常包括稍長的部分和較短的部分,例如在主軸驅動器的情形中包括主軸和螺母,其彼此可移動且這些部分中的其中一個與滑動座架相連接或被連接。此外,由現有技術已知帶有具有氣缸和(帶有或不帶有活塞桿或直線電機的)活塞的液壓或氣動調節裝置的直線驅動器。帶有直線驅動器的定位單元例如被用于定位在其上安裝或固定有用于試驗的試樣或工件的滑動座架。此類定位單元在現有技術中還在兩個或三個彼此正交的運動方向上布置和組合,以便于使得二維或三維的定位成為可能。

在直線驅動器、例如主軸驅動器通過電動機或其它驅動器的運行的情形中,由于部件的摩擦、驅動器的生熱或由于外部影響導致直線驅動器的生熱。因此,部件同樣經受生熱且相應于所使用的材料的熱膨脹系數經受膨脹或者長度變化。為了可承受或允許該長度變化,在現有技術中例如在主軸驅動器的情形中考慮在主軸支承中的該情況。如此,主軸在一端處設有浮動軸承,在另一端處設有固定軸承。固定軸承確定主軸沿著轉動軸線的位置,浮動軸承允許主軸的膨脹。首先與此相聯系的問題是,在該途徑上在主軸生熱的情形中與主軸相連接的滑動座架從其理論位置被移動以某一誤差行程。誤差行程的大小和與此相聯系的偏差的定位取決于主軸驅動器的螺母關于固定軸承的位置(隨著相對固定軸承的增加的距離,誤差行程的值也增加)。例如,主軸螺母在帶有150mm長度的主軸上的位置誤差為直至2.4μm/oC。此類誤定位例如在掃描探針顯微鏡中的高精度試驗的情形中或在電路板制造的情形中導致不可接受的誤差。

由現有技術已知用于補償在直線驅動器中由溫度引起的位置誤差的裝置和方法。在由現有技術已知的裝置和方法中,在此直線驅動器的生熱大多被測量且借助于直線驅動器的事先被確定的模型被重新定位。備選地,如在數控加工機中常見的那樣可使用溫度不敏感的長度測量系統、例如玻璃線性標尺,以便于測定滑動座架的實際位置。在該情況中,經由閉合的調節回路可如此地定位直線驅動器,即使得熱漂移被補償。

由文件EP1170647所已知的是,基于在機床的主軸驅動器中的熱產生和熱傳導測定用于熱位移的修正值且在修正值的基礎上修正刀具位置。

此外例如由文件JPH05208342已知一種帶有用于螺旋輸送器的位置探測器的進給馬達。借助于間隙傳感器檢測間隙量且利用探測裝置來測量。螺旋輸送器的縱向的熱位移基于測得的位移量、機械常數等來計算且測定用于位置誤差的修正值且利用數控控制裝置來修正螺旋輸送器的位置。

通過由現有技術已知的方法或裝置所需要的“重新定位”,定位單元或其部分然而被再一次生熱,這要求進一步的“重新定位”且定位單元被再一次生熱,以此類推。同樣地,在系統緊接著的冷卻的情形中位置誤差由于部件的縮短被再次建立,由此隨著由此導致的新的生熱需要滑動座架的再一次的“重新定位”。該情況引起定位單元的滑動座架的不斷的調整和“重新定位”,由此,如果不是甚至不可能,部件的尤其精確的定位則變得困難。

另外的由現有技術已知的措施是試樣由于直線驅動器的熱膨脹/收縮的位移,例如通過基于模型的方式,該方式將在結構中的溫度分布回算到長度變化或通過使用合適的長度測量系統例如昂貴的玻璃線性標尺來確定且借助于直線驅動器又近似正確地定位滑動座架。除了用于檢測位置誤差或溫度特征曲線的必要的傳感裝置的高的成本之外,驅動器的激活意味著帶有多種負面結果的到系統中的動態干預,例如震動、振動激勵或由于粘滑效應的定位誤差。這樣的干預可在測量系統的情況中表現為在測量結果中的人為因素、在加工機的情況中反映為非期望的表面結構。此外,當偏差處在直線驅動器的分辨率的數量級中時,在該途徑上的熱漂移才被消除。



技術實現要素:

因此,本發明的目的在于,實現一種先前所提及的形式的裝置,其最小化或完全避免由于直線驅動器的熱膨脹的位置誤差。

該目的通過權利要求1的表征的特征來實現。根據本發明設置成,定位單元具有至少兩個補償桿,其中,相應地兩個相鄰的補償桿在其一端處經由鉸接部彼此相連接而在其相應地另一端處在直線驅動器的稍長的部分處經由兩個相應地在直線驅動器的稍長的部分的端部處布置的鉸接組件中的其中一個相連接,其中,補償桿和直線驅動器的稍長的部分以三角形的形式布置且在鉸接部處在補償桿之間的角度可通過直線驅動器的稍長的部分的熱性長度變化而變化,且其中,滑動座架與鉸接部而直線驅動器的較短的部分與底座相連接或滑動座架與直線驅動器的較短的部分而底座與鉸接部相連接。

通過帶有補償桿和鉸接部以及鉸接組件的裝置的構建,直線驅動器的長度變化引起在相鄰的經由鉸接部相連接的補償桿之間的角度的變化。該角度在直線驅動器的稍長的部分的冷卻和與此相聯系的縮短的情形中變得更小而該角度在直線驅動器的稍長的部分的生熱或者溫度提高和與此相聯系的延長的情形中變得更大。如此,由于熱膨脹所引起的在直線驅動器中的應力被阻止且同時被固定在直線驅動器處的滑動座架的位置誤差被補償。該補償在最佳情況中、在定位在主軸中間的情形中完全地且直接在出現時被補償,而滑動座架無須又被重新定位。如此,可無干擾地實現布置在滑動座架上的試樣的測量或可不間斷地執行生產且無須在定位之后等待起振過程(定位、生熱、重新定位、冷卻、再一次的重新定位)。

此外,建立新的緊湊的且溫度穩定的機動化的定位單元,其補償在定位單元中的部件的熱性長度變化且使得快速且可靠的定位成為可能。因此可實現機動化的定位單元在帶有較大溫度躍變的環境中的使用可能性,而不由于溫度變化得出不可接受的漂移運動。提供一種根據本發明的用于精確定位工件或用于顯微鏡、掃描探針顯微鏡、掃描顯微鏡、電子顯微鏡等的試樣定位的定位單元。

該裝置的特別有利的實施形式通過從屬權利要求的特征作進一步定義:

為了防止直線驅動器自身須承受不同于沿著主軸軸線指向的負荷、例如圍繞橫向于主軸軸線的軸線的轉矩,對稱的結構是有利的。在此設置成,使用四個補償桿,其中,相應地兩個相鄰的補償桿在一端處相應地經由鉸接部相連接而在相應地另一端處在直線驅動器的稍長的部分處經由兩個相應地在直線驅動器的稍長的部分的端部處布置的鉸接組件中的其中一個相連接,其中,相應地兩個經由鉸接部相連接的補償桿和直線驅動器的稍長的部分以三角形的形式布置且相應地在鉸接部處在兩個在鉸接部處相連接的補償桿之間的角度可通過直線驅動器的稍長的部分的熱性長度變化而變化,其中,四個補償桿以平行四邊形的形式布置,且其中,滑動座架與鉸接部而直線驅動器的較短的部分與底座相連接或滑動座架與直線驅動器的較短的部分而底座與鉸接部相連接。

如此,不要求直線驅動器的稍長的部分彎曲且確保直線驅動器的輕載行程(Leichtlauf)以及阻止滑動座架的翻傾。

在補償桿中的特別有利的布置和力分布以如下方式被實現,即通過使兩個、尤其四個補償桿具有相同的長度且相應地兩個經由鉸接部相連接的補償桿與直線驅動器的稍長的部分以等邊三角形的形式布置且尤其地四個補償桿以平行四邊形的形式布置。

一種備選的實施形式以如下方式被提供,即通過使兩個、尤其四個補償桿優選成對地具有不同的長度且相應地兩個經由鉸接部相連接的補償桿與直線驅動器的稍長的部分以一般三角形的形式布置且/或尤其地四個補償桿以一般四邊形的形式布置。

鉸接組件的結構被簡化且如此以來當鉸接組件相應地具有至少兩個子鉸接部時(其中,相應地每個子鉸接部連接鉸接組件與各一個補償桿),根據本發明的裝置的成本被降低,。

裝置的尺寸以如下方式被降低,即通過使鉸接部、鉸接組件和/或子鉸接部構造成固體鉸接部。

固體鉸接部的使用相對分立的鉸接部(diskret Gelenk)提供了明顯的優點。如此,其可無間隙地、無摩擦地(即在其特性上盡可能直線地)、便宜地且以較小的結構空間來實現。

該裝置可特別平整地實施,且當鉸接部、鉸接組件和直線驅動器布置在一個平面中時(其中,鉸接部在該平面中可移動),應力被特別有效地分布在裝置中。

當補償桿、鉸接部和/或鉸接組件為了更堅硬的實施而雙重實施且相應地在各兩個尤其彼此平行地布置的平面中以相對直線驅動器的運動平面的某一間距、尤其在繞直線驅動器的鏡像布置中布置時,定位單元的剛性被提高。

當滑動座架在至少一個導軌、尤其交叉滾子導軌中被引導時,滑動座架被保護防止扭轉和卡住。此外,備選地可使用直線滾珠導軌、空氣靜力學或流體靜力學的直線導軌。

當直線驅動器構造成主軸驅動器時,實現該裝置的一優選的實施方案,其中,稍長的部分構造成主軸而較短的部分構造成在主軸上運行的螺母,其中,補償桿相應地與主軸的端部中的其中一個經由鉸接組件、尤其利用子鉸接部相連接,且其中,滑動座架與螺母而底座與鉸接部、尤其兩個鉸接部相連接或滑動座架與鉸接部、尤其兩個鉸接部而底座與螺母相連接。

當主軸相應地被支承在鉸接組件處的軸承、尤其固定軸承中時,主軸的長度變化在該裝置中被特別良好地承受。

在使用單側被夾緊的軸承的情況中須實現在系統中的預緊,其考慮到,即使得盡管設計上單側的軸承也充當固定軸承。

當該裝置具有彈簧時,可改善到滑動座架或底座處的連結,其中,各一個彈簧相應地連接鉸接部與滑動座架或底座且/或鉸接部相應地可通過彈簧被預緊。

該預緊此外允許在直線驅動器的稍長的部分處的初始拉力或者初始壓力的調整且改變在經由鉸接部相連接的補償桿之間的角度。

定位單元的一種簡單的實施方案以如下方式被實現,即通過將補償桿和/或鉸接組件集成在優選平的板中、尤其板件中且構造成該板,其中,鉸接部和/或子鉸接部優選在板中構造成固體鉸接部、尤其構造成連接補償桿和/或鉸接組件的接片。

板的制造例如通過由例如板件構成的板借助于激光或其它合適的生產措施的沖壓、沖蝕或裁剪來實現。

當設置有至少兩個、尤其四個板時,可進一步提高定位單元的剛性,其中,定位單元通過帶有相應地兩層板的鉸接結構的兩個彼此平行地布置的平面形成。

定位單元的一種簡單的且狹窄構建的實施方案可以如下方式來實現,即通過使彈簧構造成平行四邊形結構,其中,平行四邊形結構被集成在補償桿中、尤其被集成到板中。

當補償桿具有尤其布置在平行四邊形結構處的優選在鉸接部的區域中的聯接點時,可實現鉸接部或者補償桿與滑動座架或底座的連接,其中,一補償桿的聯接點與經由相應的鉸接部相連接的補償桿的聯接點相應地經由連接元件與滑動座架或底座相連接。

為了將到補償結構中的熱輸入保持較少且避免局部的溫度梯度,設置成,直線驅動器、鉸接組件和補償桿彼此具有良好的熱耦合,例如經由合適的材料選擇(例如相同的材料或帶有合適的導熱系數的材料),且/或相對定位單元的其余部分(例如滑動座架、底座和馬達)的較大的接觸面,例如通過絕緣層(例如塑料層或氣隙)的適宜的使用和較小的接觸面,然而被盡可能地熱解耦。此外,補償結構在其熱質量上被有意地保持較小,而未確定位置的部件的熱質量相對較大。通過這些特征的相互作用,被帶入到定位單元中的熱量優選地分散在未確定位置的部分中。盡管經由熱解耦流動到補償結構中的較小的熱量在補償結構中由于良好的熱耦合和較小的熱質量快速地分散且幾乎不形成溫度梯度。

以如下方式提供一種帶有可二維定位的滑動座架的定位單元,即通過設置兩個定位單元和各一個關聯于定位單元的直線驅動器,其中,優選地直線驅動器的滑動座架的運動方向彼此正交地延伸,且其中,滑動座架中的其中一個可與相應地另一定位單元的底座或滑動座架相連接。

以如下方式提供一種帶有可三維定位的滑動座架的定位單元,即通過設置另一用于三維定位的定位單元,其中,優選地該另外的定位單元正交于兩個定位單元布置,且可與兩個定位單元中的其中一個的底座或滑動座架相連接。

本發明的另外的優點和設計方案由說明書和任意的附圖得出。

附圖說明

接下來根據特別有利的、然而非限制性地來理解的實施例在附圖中示意性示出地且參照附圖示例地說明本發明:

圖1a顯示了根據本發明的定位單元的一實施形式的示意性視圖,圖1b顯示了帶有四個補償桿的根據本發明的定位單元的一種實施形式的示意性視圖,圖2顯示了帶有被固定在參考系統處或者在底座處的螺母的根據本發明的定位單元的一實施形式的示意性視圖,圖3以透視視圖顯示了帶有滑動座架的根據本發明的定位單元的一實施形式,圖4顯示了根據圖3的透視截面視圖,圖5a顯示了根據本發明的定位單元的補償結構的一實施形式的透視視圖,圖5b顯示了帶有四個板的根據本發明的定位單元的補償結構的一實施形式的透視視圖,圖6和7顯示了在未變形和變形的狀態中的鉸接部的一實施形式的詳細視圖,圖8顯示了根據本發明的定位單元的透視截面視圖,圖9顯示了裝置的一實施形式的平面圖且圖10顯示了帶有兩個彼此正交地被定位的定位單元的本發明的一實施形式。

具體實施方式

圖1a顯示了帶有兩個經由鉸接部6相連接且與直線驅動器1的長的部分以等邊三角形布置的補償桿4a和4b的根據本發明的定位單元10的一實施形式。該實施形式在圖1b的實施形式的附圖說明中類似地被說明。

在圖1b中以示意性視圖形式示出了根據本發明的定位單元10的一實施形式。定位單元10具有包括稍長的部分和較短的部分的直線驅動器1。在該實施形式中,直線驅動器1構造成主軸驅動器,其中,稍長的部分是主軸2而較短的部分是螺母7。螺母7處在主軸2上且被固定在滑動座架3處。在主軸2旋轉的情形中,滑動座架3通過螺母7沿著主軸軸線被平移地移動。主軸2在其端部處借助于兩個軸承15a和15b(在該實施形式的情形中借助于實施成固定軸承的滾動軸承)被可轉動地支承且在軸承15a和15b處相應地與鉸接組件5a和5b相連接。定位單元10具有帶有四個補償桿4a,4b,4c和4d的補償結構11。相鄰補償桿4a,4b,4c和4d中的其中兩個(即補償桿4a和4b)在其端部的其中一個處相應地經由鉸接部6a(在該實施形式中例如鉸鏈鉸接部)彼此相連接且在其另一端部處相應地經由鉸接組件5a和5b與直線驅動器1的主軸2相連接。兩個另外的補償桿4c和4d類似于補償桿4a,4b同樣經由鉸接部6b在其端部的其中一個處(相鄰的)彼此相連接且以相應地另一端部同樣被固定在鉸接組件5a和5b處。相應地補償桿4a和4b和補償桿4c和4d一起形成平行四邊形。補償桿4a和4b以及補償桿4c和4d經由鉸接部6a或者6b與直線驅動器1的主軸2相應地形成等邊三角形。鉸接部6a和6b相應地經由彈簧9a,9b與底座16(即定位單元10的框架)相連接。補償桿4a,4b,4c,4d在鉸接部6a和6b處借助于可擺動的鉸鏈鉸接部彼此可轉動地相連接且在鉸接組件5a,5b處相應地在子鉸接部13a,13b和14a,14b處(在該實施形式中同樣經由鉸鏈鉸接部)被可擺動地支承。除了鉸鏈鉸接部之外,球窩鉸接部或其它可轉動的鉸接部同樣適合用于鉸接部6a,6b和子鉸接部13a,13b和14a,14b且可被類似地使用。

在主軸2的熱引起的長度變化的情形中,在兩個鉸接組件5a和5b之間的距離被增大。補償桿4a,4b,4c,4d經由鉸接組件5a和5b與子鉸接部13a,13b和14a,14b被傾斜且鉸接部6a,6b正交于主軸軸線在主軸2的方向上被移動。這另外引起在補償桿4a和4b或者4c和4d之間的角度的增大。通過將鉸接部6a和6b固定在底座16處,主軸2的長度變化由于在補償桿4a和4b或者4c和4d之間的角度變化和鉸接部6a,6b在主軸2的方向上的位移而不被傳遞到滑動座架3上且滑動座架3保持在其位置處。連接鉸接部6a,6b與底座16的彈簧9a和9b為了更好地調整在鉸接部6a,6b之間的距離或為了避免在鉸接組件5a和5b中的軸承間隙可具有或施加預緊。彈簧9a,9b也可等價地通過氣動缸或可控的液壓缸或通過其它的彈簧類型來替代。

在圖2中示出的實施形式具有定位單元10的相對在圖1中所說明的實施形式類似的結構。然而螺母7牢固地與底座16(即定位單元10的框架和參考系統)相連接。在該實施形式中,滑動座架3與鉸接部6a,6b經由彈簧9a和9b相連接。在該布置方案中,在主軸2的旋轉時主軸2通過固定的螺母7、補償桿4a,4b,4c,4d、鉸接組件5a,5b、鉸接部6a,6b和在鉸接部6a,6b處相連接的滑動座架3被平移移動。滑動座架3為了在兩個縱側上的更好的引導相應地經由導軌8a,8b(例如交叉滾子導軌)被引導和支承。

在圖3中以透視視圖示出了帶有滑動座架3和直線驅動器1的定位單元10的另一實施形式。圖4對此顯示了該實施形式的截面視圖。主軸2通過馬達23(圖8)被旋轉且相對于被固定在底座16或者框架處的螺母7移動主軸2。主軸2的支承經由被安裝在主軸2的兩個端部處的滾動軸承18a,18b實現。滾動軸承18a,18b的內圈在主軸2的軸肩處而外圈相應地在軸瓦17a,17b中被夾緊。在軸瓦17a,17b的頂側和底側處作用有鉸接組件5a,5b。

在5a中示出了在圖3和4中所說明的布置方案的定位單元10的補償結構11。補償桿4a,4b,4c,4d在兩個板20a和20b(例如薄的金屬板)中與鉸接組件5a,5b共同地構造或者集成。軸瓦17a,17b與鉸接組件5a,5b相連接。整個補償結構11由帶有板20a和20b的鉸接結構的兩個彼此平行地布置的平面形成,其中,鉸接結構的兩個平面繞主軸2的軸線鏡像地或者相對直線驅動器1鏡像地布置。這提高了在滑動座架3與底座16之間的剛性。此外,該設計如此地保持對稱,即補償結構11無須處在主軸的高度上。

圖5b顯示了帶有四個板20a,20b,20c,20d的定位單元10的補償結構11的另一實施形式。整個補償結構11由相應地帶有兩層彼此貼靠的板20a,20b,20c,20d的鉸接結構的兩個彼此平行地布置的平面構成,其中,鉸接結構的兩個平面圍繞主軸2的軸線鏡像地或者相對直線驅動器1鏡像地布置。板20a,20b,20c,20d相同地構造且覆蓋地彼此疊加。鉸接部6a,6b和子鉸接部13a,13b,14a,14b在板20a,20b,20c,20d中構造成固體鉸接部(圖9)。補償桿4a,4b,4c,4d和鉸接組件5a,5b通過構造成固體鉸接部的鉸接部6a,6b和子鉸接部13a,13b,14a,14b(在該實施形式中在板20a,20b,20c,20d中所構造的接片)被鉸接地連接。

板20a,20b,20c,20d是閉合的且與底座16經由螺母7相連接。板20a,20b,20c,20d與滑動座架3經由四對聯接點19a,19b,19c,19d相連接。如在圖5a和5b中示出的那樣,聯接點19a,19b,19c,19d可借助于連接元件21a,21b,21c,21d成對地經由螺釘相連接且這些連接元件21a,21b,21c,21d然后才與滑動座架3相連接。備選地,聯接點19a,19b,19c,19d可直接與滑動座架3相連接。

在主軸2膨脹的情形中,主軸2的支承部與主軸2一起移動,滑動座架3然而保持位置固定。鉸接部6a,6b和子鉸接部13a,13b和14a,14b類似于在圖2中所說明的實施形式補償主軸2的膨脹且因此滑動座架3和可能的在滑動座架3上待試驗的試樣在定位單元10上同樣保持位置固定。備選地,結構還可在帶有移動的螺母7和固定的主軸2的相反的功能方向上實現。

聯接點19a,19b,19c,19d和彈簧9a,9b,9c,9d同樣實施成固體鉸接部或者被匹配于固體鉸接部。聯接點19a,19b的詳細視圖在圖6中以未變形的狀態而在圖7中以變形的狀態中示出。構造成固體鉸接部的鉸接部6a使得兩個補償桿4a,4b彼此的相對翻傾成為可能且盡可能固定翻傾的轉動點。轉動點的在相對主軸軸線的正交方向上的位置在兩個補償桿4a,4b的每個處經由各一個平行四邊形結構22a來定義,其在安裝位置中允許橫向于主軸軸線的盡可能純粹的運動,然而防止鉸接部6a,6b沿著主軸軸線的平移。平行四邊形結構22a自身經由聯接點19a與滑動座架3相連接。如果期望主軸2經由定位單元10的補償桿4a,4b,4c,4d的預緊,則聯接點19a,19b,19c,19d可在裝配過程中在主軸2的方向上或遠離主軸2地被拉緊且如此引起朝向主軸2的初始拉力或壓力。

如果定位單元10的補償結構11和滑動座架3由帶有不同熱膨脹系數的材料構成,則可能的是,相應地兩個補償桿4a,4b,4c,4d的聯接點19a,19b,19c,19d首先經由具有與定位單元10的補償結構11相同的熱膨脹系數的連接元件21a,21b,21c,21d來連接,且連接這些連接元件21a,21b,21c,21d與滑動座架3。以該方式可防止在平行四邊形結構22a,22b,22c,22d中的聯接點19a,19b,19c,19d之間的溫度引起的應力。圖7顯示了在變形的狀態中的補償桿4a,4b的詳細視圖和平行四邊形結構22a的由此所引起的變形。在此,聯接點19a或者鉸接部6a在相對主軸2的軸線的正交方向上被移動,沿著主軸軸線的運動被阻止。

在圖8中示出了帶有直線驅動器1和滑動座架3的根據本發明的定位單元10的一實施形式。在主軸2的一端處固定有驅動器、此處步進電機23,其產生主軸2的旋轉。螺母7牢固地與底座16相連接。主軸2的旋轉引起主軸2沿主軸軸線的位移且因此引起滑動座架3在主軸軸線的方向上的平移。

圖9顯示了帶有被集成在板20或者板件中的補償桿4a,4b,4c,4d、聯接點19a,19b、鉸接部6a,6b、帶有子鉸接部13a,13b和14a,14b的鉸接組件5a,5b和平行四邊形結構22a,22b的在圖5中所說明的板20的頂視圖。

該裝置的另一實施形式包含四個補償桿4a,4b,4c,4d,其成對地具有不同的長度尺寸(例如補償桿4a和4c或者4b和4d相應地可具有不同的長度)且以一般四邊形的形式布置。

圖10顯示了本發明的另一實施形式。示出了帶有各一個滑動座架3a,3b和各一個用于補償溫度引起的位置誤差的直線驅動器1a,1b的兩個定位單元10a,10b的組合。該組合所允許的是,不僅完成直線的調節過程,而且還避免二維運動且同時避免溫度引起的位置誤差。正交于兩個定位單元10a和10b的額外的定位單元且因此三維的運動和同時的溫度引起的位置誤差補償同樣可實現。

本發明的另一方面是提供用于根據本發明的定位單元10的合適的溫度管理。本發明的先前所說明的方面目前為止均由近似靜止的狀態出發,言下之意即,所有部件具有相同的溫度。然而如果例如在主軸2中構造有溫度梯度,其例如由于驅動器在一端處的安裝是較可能的,那么產生主軸2的不均勻的膨脹。

在圖3至10中示出的實施形式中,除了提供補償結構11之外熱絕緣和熱耦合的適宜的方面反作用于在部件中的不均勻的溫度分布的效應。負責滑動座架3沿著其移動方向的位置的部件(即主軸2、螺母7、軸承18a,18b、鉸接組件5a,5b和補償桿4a,4b,4c,4d和/或板20a,20b,20c,20d)彼此被良好地熱耦合且在其熱質量上有意地被保持較小。這所引起的是,進到直至這些部件的熱量快速且均勻地分散且溫度梯度在該途徑上被保持較小。相對周圍的部件(例如滑動座架3和馬達23)力求高的熱絕緣。此外,力求這些部件的高的熱質量。由此,來自不同源(例如馬達23)的熱量找到其更容易地到未位置確定的部件(即滑動座架3、底座16和其它結構元件)中的途徑。此外,經由邊界進入到位置確定的區域中、直線驅動器1中、補償桿4a,4b,4c,4d中、鉸接部6a,6b等等中的熱流相比在該區域內部的熱流較小地用于均勻的分布。在1-2℃的實際的溫度提高(例如由于馬達驅動)的情形中,主軸2膨脹以大約5μm。

步進電機23的框架在圖8和10的實施形式中與滑動座架3相連接。同樣地還可設想的是,將馬達23布置在軸瓦17a或17b的其中一個處。該方式所具有的優點是,馬達23直接支撐在傳動系中且扭矩不經由補償桿4a,4b,4c,4d被支撐。

在示出的實施形式中的鉸接組件5a,5b和鉸接部6a,6b實現成固體鉸接部。固體鉸接部的使用相對分立的鉸接部提供了明顯的優點。如此,其無間隙地、無摩擦地(即在其特性中盡可能直線地)且以較小的結構空間實現。對此備選地,還可使用帶有滑動軸承和滾動軸承(例如球軸承、圓柱軸承或滾針軸承)的分立的鉸接部。

如已在附圖說明中所提及的那樣,在其中用于溫度補償的定位單元10的溫度補償的部件不是滑動座架3的部分而是底座16的部分的布置方案同樣是可設想的。

上述發明還可類似地被使用在其它的直線驅動器處。對此的示例是:

主軸驅動器、滾珠絲杠(Kugelgewindetriebe)(例如球循環主軸)、帶有滾輪回引(Rollenruckfuhrung)的滾柱絲杠(Rollengewindetriebe)、行星滾柱絲杠、梯形絲杠(Trapezgewindetriebe)、陡螺紋絲杠、流體靜力學絲杠;直線電機;機電缸,例如帶有主軸驅動器的電動機;氣動缸;液壓缸;氣壓彈簧;齒條驅動器;蘇格蘭曲柄連桿機構,例如曲柄環;或齒帶驅動器。

用于補償在直線驅動器中的溫度引起的長度變化的定位單元10的另一等價實施方案還可借助于彎曲桿實現。在此,彎曲桿可替代補償桿4a,4b,4c,4d和/或鉸接部6a,6b以及鉸接組件5a,5b。彎曲桿可以彎曲的形狀或以三角形的布置實施。直線驅動器1的長度變化然后將彎曲桿變形且彎曲桿的曲率或彎曲桿彼此的角度變化且以該方式實現長度變化補償的根據本發明的原理。

當前第1頁1 2 3 
網友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
韩国伦理电影