[發明專利]框架結構中的定位裝置

有效

• 申請號: 201810967599.4
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109421003B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 戴維·英格拉姆;勞倫特·海尼格
• 申請（專利權）人: 艾塔爾公司
• 主分類號: B25B11/02
• 分類號: B25B11/02;H05K3/30
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

本發明涉及框架結構中的定位裝置，其具有在一個基座(G)上彼此平行布置的兩個線性引導件(FX1、FX2)，它們使第一橫梁(FY1)和第二橫梁(FY2)在第一方向上能運動地保持，Y運行車(LY)利用功能元件(T)在第二方向(Y)上能運動地保持在第一橫梁(FY1)處，并且在第二橫梁(FY2)和Y運行車(LY)處布置用于檢測Y運行車(LY)相對第二橫梁(FY2)的位置的位置測量裝置(Mxy、Mz、AKz2、Mxy1、AKxy1)。功能元件(T)借助Z運行車(LZ)與Y運行車(LY)相對在第三方向(Z)上能運動地保持，在Y運行車(LY)和功能元件(T)處布置用于檢測功能元件(T)相對Y運行車(LY)的位置的另外的位置測量裝置(AKxy2、AKxy2'、Mxy2、Mxy2')。

技術領域

本發明涉及一種框架結構中的定位裝置，其具有用于第一方向的、兩個平行延伸的受驅動的線性軸、以及能沿著這些線性軸平移的橫梁，該橫梁在第二方向上能平移地保持功能元件，以使該功能元件能夠定位在兩個平行的線性軸之間的平面內或者平行于該平面。定位裝置還包括另一個受驅動的線性軸，利用該線性軸能夠垂直于該平面地調節功能元件的位置，以便例如給電路板裝配構件或者布線。

這種定位裝置也被稱為平臺驅動器或者XY龍門架，并且應用在許多技術領域。平的基座、如晶片或電路板的加工是這種平臺驅動器的典型應用場合。由于不斷發展的小型化，在此也需要越來越好的定位精度。

背景技術

在EP 2066996 B1中描述了一種框架結構中的定位裝置，其中為了更加準確地確定位置而使用位置測量系統，除了檢測在沿著線性引導件的本來測量方向上的位置外，這些位置測量系統還能在橫向于該方向的方向上檢測位置的小偏差（也就是例如引導誤差）。為此用到的測桿除了具有測量方向上的本來軌道之外還具有所謂的平直度軌道，在平直度軌道處能夠讀取橫向于測量方向的小偏差。這種測桿也被稱為1D加測桿（1Dplus-Ma?staebe），因為其除了測量方向（1D）的檢測外還允許在其他方向上進行測量，即使在該方向上只有小偏差。這種測桿和相應的位置測量系統在海德公司（HEIDENHAIN IFO）2009年第一部電子的公司介紹中進行描述。在此也示出這種測桿在框架結構中的定位裝置上的應用。

典型的1D加測桿為本來測量方向具有遞增軌道或者一般而言的軌道，該軌道能夠由橫向于測量方向的細且短的線條構成，這些線條例如通過光學方式由可相對于測桿移動的掃描頭掃描。平直度軌道由平行于本來測量方向（從而橫向于引導誤差方向）的、位于遞增軌道旁的少量長線條構成。這些平直度軌道也由掃描頭掃描。通過掃描測桿軌道，在測桿和掃描頭之間發生相對運動時產生周期性的信號。通過數周期并且劃分各個周期（內插法）能夠確定平移的量以及位置。因此，能夠由1D加測桿在兩個彼此獨立的方向上讀取位置值。

在現有技術中還公知所謂的雙龍門架裝置，其中在第一方向上在兩個線性引導件之間布置有兩個可平移的橫梁。WO 02/067648 A1描述了一種用于加工具有印刷電路的電路板的機床，該機床為了提升產量而具有一個配有附加加工工具的第二橫梁。

由作為本發明出發點的US 2015/0280529 A1中公知一種框架結構中的定位裝置，其具有在一個基座上彼此平行布置的兩個線性引導件，它們使第一橫梁和第二橫梁在第一方向上可運動地保持。Y運行車利用功能元件在第二方向上可運動地保持在第一橫梁處。在Y運行車和第二橫梁處布置有用于檢測Y運行車相對于第二橫梁的位置的位置測量裝置。現在通過測量Y運行車相對于第二橫梁的位置，就可以基本上更準確地檢測Y運行車的空間位置，該第二橫梁既不受機械影響也不受熱影響，也就是相比承載Y運行車的第一橫梁在造型上基本更穩定。通過在Y運行車和功能元件之間起作用的、用于精確定位的附加驅動器，因此可以在所有自由度上更加準確地定位功能元件，而與第一橫梁的變形無關。

然而，在這種定位裝置中，功能元件的垂直于基座的定位卻是不受監控的，該定位借助另外的受驅控的線性引導件實現。不能檢測并且也不能補償功能元件的作用點（工具中心點，TCP）的、平行于基座平面的平移，該平移在功能元件垂直運動時產生。

發明內容