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KR102505425B1 - 위치결정 장치 - Google Patents

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KR102505425B1
KR102505425B1 KR1020160073257A KR20160073257A KR102505425B1 KR 102505425 B1 KR102505425 B1 KR 102505425B1 KR 1020160073257 A KR1020160073257 A KR 1020160073257A KR 20160073257 A KR20160073257 A KR 20160073257A KR 102505425 B1 KR102505425 B1 KR 102505425B1
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KR
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slide
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KR1020160073257A
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패트릭 크라우어
Original Assignee
쉬니베르거 홀딩 아게
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Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 베이스 요소(2), z-축을 따라 베이스 요소에 대해 위치결정되는 캐리어 요소(3)뿐만 아니라 적어도 하나의 제1 및 하나의 제2 슬라이드 요소(11, 12)를 포함하고, 제1 또는 제2 슬라이드 요소(11, 12)는 한편으로는 베이스 요소(2)상의 제1 또는 제2 베이스 라인(121, 122)을 따라 제1 또는 제2 베이스 가이드 장치(21, 22)에 의해, 다른 한편으로는 캐리어 요소(3)상의 제1 또는 제2 상승 라인(131, 132)을 따라 제1 또는 제2 상승 가이드 장치(31, 32)에 의해 이동할 수 있게 배치되고, 제1 또는 제2 상승 라인(131, 132) 및 제1 또는 제2 베이스 라인(121, 122)은 서로 평행하게 z-축을 따라 돌출부에서 z-축에 대해 각각 상이한 일정한 경사각으로 이어지고, z-축에 수직인 적어도 하나의 돌출부에서 제1 및 제2 상승 라인(131, 132)은 z-축에 대해 서로 마주보게 경사진 위치결정 장치에 관한 것이다. 제1 및 제2 슬라이드 요소(11, 12)의 동시 이동을 위해, z-축에 평행인 회전축을 갖는 회전식 구동기(9)를 포함하는 적어도 하나의 구동 장치 및 결합 요소(6)를 포함하고, 결합 요소(6)는 회전식 구동기의 회전 운동이 각각의 베이스 라인(121, 122)을 따르는 제1 및 제2 슬라이드 요소(11, 12)의 동시 이동을 야기하는 방식으로 제1 및/또는 제2 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)에 결합하는 위치 결정 장치가 제공된다.

Description

위치결정 장치{POSITIONING DEVICE}
본 발명은 베이스 요소 및 캐리어 요소를 포함하고, 적어도 두 개의 슬라이드 요소를 z-축을 가로지르게 이동시킴으로써 베이스 요소에 대해 z-축을 따라 배치될 수 있는 위치결정 장치에 관한 것이다.
이러한 위치결정 장치는 예를 들어 US005731631A 로부터 공지되어 있다. 여기에 기재된 장치는 작업 표면과 작업 표면을 마주보는 두 개의 평행 가동 쐐기형 표면을 갖는 베이스 및 캐리어 요소를 포함한다. 캐리어 요소는 두 개의 멀리 떨어진 수직 선형 가이드에 의해 베이스에 연결되는데, 베이스에 대해 캐리어 요소의 움직임을 수직 z-축을 따르는 이동을 제한한다. 위치 결정 장치는 서로 단단하게 연결된 두 개의 평행 가동 쐐기를 슬라이드 요소로서 포함하는데, 두 개의 평행 가동 쐐기는 캐리어 요소의 쐐기형 표면 중 하나와 베이스 사이에 배치되고 두 개의 멀리 떨어진 선형 가이드에 의해 베이스에 연결된다. 또한, 쐐기의 위쪽은 또 다른 선형 가이드에 의해 캐리어 요소의 쐐기 표면에 교체할 수 있도록 각각 연결된다. 선형 모터는 x-축을 따라 쐐기를 이동하는데 사용됨으로써 캐리어 요소는 베이스에 대해 z-축을 따라 이동한다. 이 경우, 베이스와 캐리어 요소 사이의 두 개의 수직 선형 가이드는 z-축을 따라 이동하는 동안 베이스에 대해 x-축을 따라 캐리어 요소가 추가로 함께 움직이는 것을 방지한다.
그러나 높은 정밀도의 위치결정 영역에서 많은 응용을 위해, 수직 선형 가이드를 구비한 이러한 위치결정 장치의 시스템 강성은 흔히 충분하지 않다. 특히, 수직 선형 가이드는 수직 축에 대해 충분하게 높은 회전 강성을 보장하지 않는다. 또한, 이동 쐐기 및 추가 수직 선형 가이드를 구비한 디자인은 기술적으로 매우 복잡하고 경제적으로 매우 비싸다.
또한, 두 개의 평행한 선형 병진운동 액추에이터(translation actuator)를 구비한 위치결정 장치는 EP1911551A1에서 알 수 있는데, 위치결정 장치는 두 개의 각각 평행하게 지향하는 경사진 스러스트 표면을 통해 위치결정되도록 캐리어 요소에 결합된다. 트러스트 표면 둘 다는 서로 마주보고 경사져서 두 액추에이터의 동시 이동이 캐리어 요소의 상승 또는 하강을 야기하게 한다. 두 경사진 트러스트 표면은 캐리어 요소의 맞은편에 배치된 두 개의 각각 경사진 선형 가이드 레일에 의해 구성된다. 그러나, 두 개의 평행한 선형 병진운동 액추에이터의 사용은 기술적으로 매우 복잡하고 경제적으로 매우 비싸며 두 구동기의 동기화를 필요로 한다.
본 발명의 목적은 종래에 공지된 슬라이드 요소를 구비한 위치결정 장치를 기술적으로 단순화하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항1에 따르는 위치결정 장치에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항들의 주제이다.
예를 들어 EP1911551A1에 공지된 바와 같은 청구항1의 전제부에 따르는 위치결정 장치는 베이스 요소, z-축뿐만 아니라 적어도 하나의 제1 및 하나의 제2 슬라이드 요소를 따라 베이스 요소에 대해 위치 결정되는 캐리어 요소를 포함하고, 제 1 또는 제 2 슬라이드 요소는 한편으로는 베이스 요소 상의 제1 또는 제2 베이스 라인을 따라 제1 또는 제2 베이스 가이드 장치에 의해 이동할 수 있게 배치되고 다른 한편으로는 캐리어 요소 상의 제1 또는 제2 상승라인을 따라 제1 또는 제2 상승 가이드 장치에 의해 이동할 수 있게 배치된다. 이 경우, 제1 또는 제2 상승라인 및 제1 또는 제2 베이스 라인은 서로 평행이고 z-축에 대해 각각 일정한 다른 경사각을 갖는 z-축을 따라 하나의 돌출부에서 이어진다. 상승 라인 또는 베이스 라인은 이 경우 각각의 상승 또는 베이스 가이드 장치의 가이드 경로 또는 이동 경로에 해당된다.
또한, z-축에 수직인 적어도 하나의 돌출부에서, 제1 및 제2 상승 라인이 z-축에 대해 서로 마주보게 경사진 방식으로 서로에 대해 배열된 제1 및 제2 상승 가이드 장치가 제공된다.
이러한 제1 및 제2 상승 가이드 장치의 마주보는 배열은, 베이스 가이드 장치를 따라 베이스 요소에 대해 제1 및 제2 슬라이드 요소의 동시 이동으로 인해, 캐리어 요소가 오직 z-축을 따라 베이스 요소에 대해 이동하고 그로 인해 캐리어 요소가 z-축에 가로로 함께 이동하는 것이 방지된다. 그들의 마주보는 경사의 결과로서, 이것은 제1 및 제2 상승 가이드 장치가 각각 서로 제1 또는 제2 베이스 가이드 방향 또는 베이스 라인을 따라 캐리어 요소의 가로방향 이동을 차단하기 때문이다. 따라서, z-축 상에서 캐리어 요소의 움직임을 제한하는 추가적인 수직 가이드가 생략될 수 있다. 또한, 마주보는 배열은 이미 많은 고정밀도 애플리케이션에 대해 충분한 시스템 강성을 보장한다.
본 발명의 의미에서 "슬라이드 요소의 동시 이동"은 z-축에 대해 제1 또는 제2 상승 라인의 경사에 의존하여 제1 또는 제2 베이스 라인을 따르는 제1 및 제2 슬라이드 라인의 각각의 이동 움직임은 제1 또는 제2 베이스 라인을 따라 동시 이동하는 동안 제1 및 제2 슬라이드 요소가 동일한 크기만큼 z-축을 따라 캐리어 요소를 이동시키는 방식으로 서로 정합된다는 것을 의미한다.
본 발명에 따르면, 제1 및 제2 슬라이드 요소의 동기 이동를 위해, 위치 결정 장치는 적어도 하나의 구동 장치, 특히 모든 슬라이드 요소를 위한 일반적인 구동 장치를 포함하는데, 적어도 하나의 구동 장치는 z-축에 평행한 회전 축 및 결합 요소를 갖는 회전식 구동기를 포함하고, 결합 요소는 회전식 구동기의 회전 움직임이 각각의 베이스 라인을 따라 제1 및 제2 슬라이드 요소의 동시 이동을 가져오는 방식으로 제1 및/또는 제2 슬라이드 요소에 회전식 구동기를 결합한다.
이러한 목적을 위해, 결합 요소는 회전축에 견고하게 연결된 회전체와, 슬라이드 요소 중 하나의 일 단부 및 회전체상의 회전축으로부터 방사상으로 멀리 떨어진 다른 단부를 갖는 회전축에 대해 회전할 수 있게 장착된 적어도 하나의 결합 부재를 포함하도록 제공될 수 있다.
임의의 유형인 구동기, 예를 들어, 선형 액추에이터 또는 회전식 액추에이터, 압전(piezo) 액추에이터, 스핀들 구동기, 선형 모터, 스텝 모터, 서보 모터 등이 구동 장치로서 가능하다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 결합 요소는 회전식 구동기의 회전 움직임이 각각의 베이스 라인을 따라 제1, 제2, 제3 및 제4 슬라이드 요소의 동시 이동을 야기하는 방식으로 제3 및/또는 제4 슬라이드 요소에 회전식 구동기를 결합하도록 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 시스템 강성, 특히 위치결정 장치의 회전 강성을 증가시키기 위해, 위치결정 장치는 제3 및 제4 슬라이드 요소를 추가로 포함하도록 제공될 수 있다. 이 경우, 제3 또는 제4 슬라이드 요소는 한편으로는 베이스 요소상의 제3 또는 제4 베이스 라인을 따라 제3 또는 제4 베이스 가이드 장치에 의해 이동할 수 있게 배치되고 다른 한편으로는 캐리어 요소상의 제3 또는 제4 상승 라인을 따라 제3 또는 제4 상승 가이드 장치에 의해 이동할 수 있게 배치된다. 제3 또는 제4 상승 라인 및 제3 또는 제4 베이스 라인은 z-축을 따라 z-축에 관해 각각 일정한, 상이한 경사각으로 영상에서 서로 평행하게 이어진다. 또한, 제3 및 제4 상승 가이드 장치는, z-축에 수직인 적어도 하나의 돌출부에서, 제3 및 제4 상승 라인은 z-축에 관해 서로 마주보게 경사져서 베이스 요소에 관해 제1, 제2, 제3 및 제4 슬라이드 요소의 동시 이동이 베이스 요소에 관해 z-축만을 따르는 캐리어 요소의 이동을 발생시키는 방식으로, 서로에 대해 배치된다.
둘 또는 네 개의 슬라이드 요소 대신, z-축을 따르는 이동으로 캐리어 요소의 움직임을 제한하는 상호 차단 효과를 갖는 원칙적으로 상이한 수의 이러한 슬라이드 요소도 또한 가능하다. 따라서, 예를 들어, 셋, 다섯 또는 그 이상의 슬라이드 요소는 z-축에 대해 균일하게 분포된, 다각형 구조로 배열될 수 있다. 그러나 바람직하게는 상호 차단 효과를 갖는 슬라이드 요소의 쌍이 각각의 경우에 존재하는데, 슬라이드 요소의 쌍은 서로에 대해 배열되어, z-축에 수직인 적어도 하나의 돌출부에서 각 부분의 두 상승 라인은 z-축에 관해 서로 마주보게 경사지게 된다.
본 발명의 더욱 바람직한 실시예에 따르면, 제1 및/또는 제2 베이스 라인 또는 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 베이스 라인은 z-축에 수직인 평면에서 이어진다. 제1 및 제2 베이스 라인 또는 제1, 제2, 제3 및 제4 베이스 라인은 z-축에 대해 균일하게 분포된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 및 제2 베이스 라인 또는 제1, 제2, 제3 및 제4 베이스 라인은 z-축에 관해 축-대칭으로 구성된다. 제1 및 제2 상승 라인 또는 제1, 제2, 제3 및 제4 상승 라인은 z-축에 관해 축-대칭으로 구성되는 것도 가능하다. 이 측정의 결과로서, 특히 위치결정 장치의 구조의 기술적 복잡성이 단순화된다. 또한, 베이스 라인을 따르는 슬라이드 요소의 이동 움직임의 동기화가 단순화된다.
베이스 가이드 장치 또는 베이스 라인은 근본적으로 임의의 형상을 가질 수 있는데, z-축을 따라 구부러지지 않지만 0°보다 크고 180°보다 작은 z-축에 대해 일정한 경사각을 갖는다. 상승 가이드 장치 또는 상승 라인에 대해 동일한 것이 적용되는데, 상승 가이드 장치 또는 상승 라인의 경사각은 각각 대응하는 베이스 가이드 장치 또는 베이스 라인의 경사각과 다르다. 예를 들어, z-축에 수직인 평면에 배열되고 그 평면에 곡선 프로필을 갖는 베이스 가이드 장치가 가능하다. 특히 바람직하게는 베이스 및/또는 상승 가이드 장치는 선형 가이드로서 구성된다. 따라서 제1 및 제2 베이스 라인이, 특히 z-축에 수직인 x-축을 따라 서로 평행으로 이어지는, 직선으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제공된다. 총 네 개의 슬라이드 요소를 구비한 일 실시예에서, 제3 및 제4 베이스 라인이, 특히 x 및 z-축에 수직인 y축을 따라 서로 평행으로 이어지는, 직선으로 제공될 수 있다.
베이스 라인이 직선이면, 즉, 베이스 가이드 장치가 선형 가이드로 구성되는 경우, 이 경우, 본 발명에 따르면, 상승 라인은 각각 대응하는 베이스 라인에 평행한 z-축을 따라 돌출부에서 이어지기 때문에, 각각의 대응하는 상승 라인도 또한 직선이거나 각각의 대응하는 상승 가이드 장치가 선형 가이드로서 구성되는 것이 유리하다.
본 발명의 더욱 바람직한 실시예에 따르면, 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 베이스 라인은 볼 베어링, 교차(crossed) 롤러 베어링, 회전(rolling) 베어링 또는 더브테일(dovetail) 가이드를 포함한다. 또한 또는 대안적으로 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 상승 가이드 장치는 볼 베어링, 교차(crossed) 롤러 베어링, 회전(rolling) 베어링 또는 더브테일(dovetail) 가이드를 포함한다.
베이스 및 상승 라인에 각각 대응하는 상이한 경사각을 구현하기 위해, 각각 쐐기형 본체를 포함하는 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 슬라이드 요소가 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 제공될 수 있는데, 대응하는 베이스 가이드 장치 및 상승 가이드 장치가, 바람직하게 쐐기의 개구 각도는 베이스 라인의 경사각과 z-축에 대해 대응하는 상승 라인의 경사각 사이의 각도 차이에 대응하는 쐐기형 본체의 마주보는 발산 측면상에 배열된다.
마찬가지로, 각각 제1, 제2, 제3 또는 제4 상승 가이드 장치가 위에 배치되는 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 쐐기형 본체를 포함하는 캐리어 요소가 제공될 수 있다. 캐리어 요소는 제1, 제2, 제3 또는 제4 상승 가이드 장치가 각각 위에 배열되는 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 경사면(sloping surface)을 갖는 것도 가능하다.
베이스 라인을 따르는 슬라이드 요소의 이동 운동과 z-축을 따르는 캐리어 요소의 결과적인 이동 운동 사이의 변환은 각각의 상승 라인 및 대응하는 베이스 라인의 경사각의 선택에 의해 조정될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 제1, 제2, 제3 및 또는 제4 상승 라인은 z-축에 대해 각각 45°와 85° 사이, 특히 60°와 80° 사이, 바람직하게는 71°와 79° 사이의 각도를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 베이스 요소는 판(plate), 특히 관통 개구를 구비한 프레임 형상의 판을 포함한다. 마찬가지로, 프레임, 특히 직사각형, 바람직하게는 정사각형의 프레임을 포함하는 캐리어 요소가 제공될 수 있다. 이 디자인은 높은 시스템 강성을 갖는 특히 견고한 위치결정 장치를 야기한다.
매우 작은 크기의 위치결정 장치 디자인의 의미에서, 캐리어 요소의 마주보는 면에 배치되는 제1 및 제2 상승 가이드 장치 및/또는 캐리어 요소의 마주보는 면에 배치되는 제3 및 제4상승 가이드 장치가 추가로 제공될 수 있다.
본 발명은 슬라이드 요소를 구비한 단순화되고 높은 시스템 강성을 갖는 위치결정 장치를 제공한다.
도1은 본 발명에 따르는 위치결정 장치의 가능한 예시적인 실시예의 사시도이다.
도2는 도1에 따르는 위치결정 장치의 전개도이다.
도3은 도1에 따르는 위치결정 장치의 평면도이다.
도4는 z-축을 따라 도1에 따르는 위치결정 장치를 지나는 단면도이다.
도5는 y-축을 따르는 도1에 따르는 위치결정 장치의 측면도이다.
도1 내지 도5는 본 발명에 따르는 위치결정 장치의 가능한 예시적인 실시예를 나타낸다. 위치결정 장치(1)는 관통 개구를 구비한 프레임형 판(4)으로 구성된 편평한 베이스 요소(2)뿐만 아니라 z-축을 따라 베이스 요소(2)에 대해 배치되고 사각 프레임(5) 형태로 구성되는 캐리어 요소(3)를 포함한다.
z-축을 따르는 캐리어 요소(3)의 이동을 위해, 위치결정 장치(1)는 제1, 제2, 제3 및 제4 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)를 추가로 포함한다. 4개의 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)는 이 경우 z-축에 수직인 공통 평면에서, 캐리어 요소(3)와 베이스 요소(2) 사이에서 z-축에 대해 균일하게 분포된 직사각형 구조로, 이동할 수 있게 배열된다.
제1, 제2, 제3 또는 제4 베이스 가이드 장치(21, 22, 23, 24) 및 제1, 제2, 제3 또는 제4 상승 가이드 장치(31, 32, 33, 34)는 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14) 상에 배치된다.
제1 또는 제2 베이스 가이드 장치(21, 22)에 의해, 제1 또는 제2 슬라이드 요소(11, 12)는 제1 또는 제2 베이스 라인(121, 122)을 따라 베이스 요소(2)에 대해 이동할 수 있는데, 제1 또는 제2 슬라이드 요소(11, 12)는 z-축에 수직으로 배열된 x-축을 따라 움직인다. 따라서, 제3 또는 제4 슬라이드 요소(13, 14)는 제3 또는 제4 베이스 라인(123, 124)을 따라 베이스 요소(2) 상에 선형으로 이동할 수 있게 배치되는데, 제3 또는 제4 슬라이드 요소(13, 14)는 제3 또는 제4 베이스 가이드 장치(23, 24)에 의해 x 및 y-축에 수직으로 배열된 y-축을 따라 움직인다.
각각의 베이스 가이드 장치(21, 22, 23, 24)는 쐐기형 본체로서 구성된 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)의 베이스 면상에 각각 배치된다. 각각의 상승 가이드 장치(31, 32, 33, 34)는, 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)가 제1, 제2, 제3 또는 제4 상승 라인(131, 132, 133, 134)을 따라 캐리어 요소(3)의 대응하는 경사진 표면에 선형으로 이동가능하게 연결됨에 의해, 각각의 베이스 면을 마주보는 쐐기형 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)의 경사진 측면 상에 배치된다.
제1, 제2, 제3 또는 제4 상승 가이드 장치(31, 32, 33, 34)가 각각 위에 배치된 캐리어 요소(3) 상의 경사진 측면은 제1, 제2, 제3 또는 제4 쐐기형 본체(41, 42, 43, 44)에 의해 각각 구성된다. 이 쐐기형 본체들(41, 42, 43, 44)은 프레임형 캐리어 요소(3)의 외부 측면 상에 z-축에 대해 균일하게 분포된 직사각형 구조로 쐐기형 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)에 대응하게 배열된다. 쐐기형 본체를 캐리어 요소(3)의 프레임(5)에 더 우수하게 연결하기 위해, 프레임을 구성하는 네 개의 벽 요소는 각각 프레임의 하나의 코너에서 돌출되어, 쐐기형 본체(41, 42, 43, 44)가 각각 서로 직각으로 배열된 프레임(5)의 두 개의 벽 표면에 인접한다. 이에 의해, 위치결정 장치(1)의 시스템 강성이 때로는 더욱 증가한다.
특히 도3 및 도5에서 볼 수 있듯이, 상승 라인(131, 132, 133, 134) 및 대응하는 베이스 라인(121, 122, 123, 124)은 각각 평행으로 배열되는데, 특히 z-축을 따라 돌출부에서, 각각의 경우 서로의 위에 합동으로 배열된다. 각각의 상승 라인과 각각의 대응하는 4개의 베이스 라인은 z-축에 대해 일정한 경사각을 갖는데, 각각 대응하는 상승 및 베이스 라인의 경사각은 상이하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, z-축에 대한 베이스 라인의 경사각은 90°이다. 비교하면, 쐐기형상의 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)의 각각의 경사진 표면 또는 상승 라인은 z-축에 대해 약 76°의 경사각(α)을 포함한다. 바람직하게는 경사각(α)은 71°와 79° 사이의 범위에 있다.
y-축을 따르는 돌출부에서, 쐐기 형상의 제1 및 제2 슬라이드 요소(11, 12)의 경사진 표면과 그에 부응하는 제1 및 제2 상승 가이드 장치(31, 32)는 본 발명에 따르는 방식으로 서로에 대해 마주보게 경사지게 지향한다. 마찬가지로, x-축을 따르는 돌출부에서, 쐐기 형상의 제3 및 제4 슬라이드 요소(13, 14)의 경사진 표면과 그에 부응하는 제3 및 제4 상승 가이드 장치(33, 34)는 본 발명에 따르는 방식으로 서로에 대해 마주보게 경사지게 지향한다. 결과적으로, 슬라이드 요소와 상승 가이드 장치의 마주보게 경사진 배열로 인해, x-축을 따라 반대 방향으로 제1 및 제2 슬라이드 요소(11, 12)와 y-축을 따라 반대 방향으로 제3 및 제4 슬라이드 요소(13, 14)의 동시 이동은 z-축만을 따르는 캐리어 요소(3)의 이동을 야기한다. 이것은 그들의 마주보는 경사도로 인해, 제1 및 제2 상승 가이드 장치(31, 32) 또는 제3 및 제4 상승 가이드 장치(33, 34)가 x 또는 y-축을 따르는 캐리어 요소의 횡방향 움직임을 각각 상호 차단하기 때문이다. z-축으로의 캐리어 요소의 움직임을 제한할 z-축을 따르는 추가적인 선형 가이드가 따라서 필요없게 된다.
예시적인 실시예에서, 모든 베이스 가이드 장치(21, 22, 23, 24) 및 상승 가이드 장치(31, 32, 33, 34)는 롤러 베어링을 구비한 선형 가이드로서 구성된다. 자연적으로, 다른 종류 및 디자인의 선형 가이드도 가능하다.
네 개의 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)의 동시 이동을 위해, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르는 위치결정 장치(1)는 네 개의 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14) 모두를 위한 공통 구동 장치를 갖는다. 공통 구동 장치는 z-축에 평행인 회전축을 구비한 회전식 구동기(9) 및 결합 요소를 포함하는데, 결합 요소는, 회전식 구동기(9)의 회전 운동이 각각의 베이스 라인을 따라, 즉 x 또는 y-축을 따라 제1, 제2, 제3 및 제4 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)의 동시 이동을 야기하는 방식으로, 회전식 구동기를 제1, 제2, 제3, 및 제4 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)에 결합한다. 이러한 목적을 위해, 결합 요소(6)는 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14) 중 각각의 하나 위의 일단부와 회전체(7) 상의 회전축으로부터 방사상으로 이격된 타단부를 사용하여 회전축에 대해 회전할 수 있게 장착된 총 4개의 결합 부재와, 회전축에 견고하게 연결된 회전체(7)를 포함한다.
4개의 상승 가이드 장치(31, 32, 33, 34)의 z-축에 대한 동일한 경사각으로 인해, z-축에 대한 구동장치의 회전은 차례대로 캐리어 요소(3)를 z-축을 따라 균일하게 상승시키는 4개의 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14) 모두의 동시 이동을 야기한다. 4개의 슬라이드 요소의 직사각형 또는 사각형 배열은 특히 고정밀도 애플리케이션을 위해 충분히 높은 시스템 강성을 특징으로 한다.
1 : 위치결정 장치 2 : 베이스 요소
3 : 캐리어 요소 4 : 판
5 : 프레임 6 : 결합 요소
7 : 회전체 11 : 제1 슬라이드 요소
12 : 제2 슬라이드 요소 13 : 제3 슬라이드 요소
14 : 제4 슬라이드 요소 21 : 제1 베이스 가이드 장치
22 : 제2 베이스 가이드 장치 23 : 제3 베이스 가이드 장치
24 : 제4 베이스 가이드 장치 31 : 제1 상승 가이드 장치
32 : 제2 상승 가이드 장치 33 : 제3 상승 가이드 장치
34 : 제4 상승 가이드 장치 41, 42, 43, 44 : 쐐기형 본체
121 : 제1 베이스 라인 122 : 제2 베이스 라인
123 : 제3 베이스 라인 124 : 제4 베이스 라인
131 : 제1 상승 라인 132 : 제2 상승 라인
133 : 제3 상승 라인 134 : 제4 상승 라인

Claims (26)

  1. 베이스 요소(2), z-축을 따라 베이스 요소에 대해 위치결정되는 캐리어 요소(3)뿐만 아니라 적어도 하나의 제1 및 하나의 제2 슬라이드 요소(11, 12)를 포함하고,
    제1 또는 제2 슬라이드 요소(11, 12)는 한편으로는 베이스 요소(2)상의 제1 또는 제2 베이스 라인(121, 122)을 따라 제1 또는 제2 베이스 가이드 장치(21, 22)에 의해, 다른 한편으로는 캐리어 요소(3)상의 제1 또는 제2 상승 라인(131, 132)을 따라 제1 또는 제2 상승 가이드 장치(31, 32)에 의해 이동할 수 있게 배치되고,
    제1 또는 제2 상승 라인(131, 132) 및 제1 또는 제2 베이스 라인(121, 122)은 서로 평행하게 z-축을 따라 돌출부에서 z-축에 대해 각각 상이한 일정한 경사각으로 이어지고,
    z-축에 수직인 적어도 하나의 돌출부에서 제1 및 제2 상승 라인(131, 132)은 z-축에 대해 서로 마주보게 경사져서 베이스 요소(2)에 대한 제1 및 제2 슬라이드 요소(11, 12)의 동시 이동이 베이스 요소(2)에 대해 z-축만을 따르는 캐리어 요소(3)의 이동을 야기하는 방식으로 제1 및 제2 상승 가이드 장치(31, 32)는 서로에 대해 정렬되고,
    제1 및 제2 슬라이드 요소(11, 12)의 동시 이동을 위해, 위치결정 장치는 z-축에 평행인 회전축을 갖는 회전식 구동기(9)를 포함하는 적어도 하나의 구동 장치 및 결합 요소(6)를 포함하고,
    회전식 구동기의 회전 운동이 각각의 베이스 라인(121, 122)을 따라 제1 및 제2 슬라이드 요소(11, 12)의 동시 이동을 야기하는 방식으로, 상기 결합 요소(6)는 회전식 구동기를 제1 및 제2 슬라이드 요소(11, 12)에 결합하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제3 및 제4 슬라이드 요소(13, 14)를 추가로 포함하고,
    제3 및 제4 슬라이드 요소(13, 14)는 한편으로는 베이스 요소(2)상의 제3 또는 제4 베이스 라인(123, 124)을 따라 제3 또는 제4 베이스 가이드 장치(23, 24)에 의해, 다른 한편으로는 캐리어 요소(3)상의 제3 또는 제4 상승 라인(133, 134)을 따라 제3 또는 제4 상승 가이드 장치(33, 34)에 의해 이동할 수 있게 배치되고,
    제3 또는 제4 상승 라인(133, 134) 및 제3 또는 제4 베이스 라인(123, 124)은 z-축을 따라 돌출부에서 서로 평행하고 z-축에 대해 각각 일정한, 상이한 경사각으로 이어지고,
    z-축에 수직인 적어도 하나의 돌출부에서, 제3 및 제4 상승 라인(133, 134)은 z-축에 대해 서로 마주보게 경사져서 베이스 요소(2)에 대한 제1, 제2, 제3 및 제4 제2 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)의 동시 이동이 베이스 요소(2)에 대해 z-축만을 따르는 캐리어 요소(3)의 이동을 야기하는 방식으로 제3 및 제4 상승 가이드 장치(33, 34)는 서로에 대해 배치되는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 및 제2 베이스 라인(121, 122)은 z-축에 수직인 평면에서 이어지는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    제1, 제2, 제3 및 제4 베이스 라인(121, 122, 123, 124)은 z-축에 수직인 평면에서 이어지는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    a. 제1 및 제2 베이스 라인(121, 122)은 z-축에 대해 균일하게 분포됨;
    b. 제1 및 제2 베이스 라인(121, 122)은 z-축에 대해 축-대칭으로 구성됨; 또는
    c. 제1 및 제2 상승 라인(131, 132)은 z-축에 대해 축-대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    a. 제1, 제2, 제3 및 제4 베이스 라인(121, 122, 123, 124)은 z-축에 대해 균일하게 분포됨;
    b. 제1, 제2, 제3 및 제4 베이스 라인(121, 122, 123, 124)은 z-축에 대해 축-대칭으로 구성됨; 또는
    c. 제1, 제2, 제3 및 제4 상승 라인(131, 132, 133, 134)은 z-축에 대해 축-대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 및 제2 베이스 라인(121, 122)은 직선으로 이어지는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    제1 및 제2 베이스 라인(121, 122)은 z-축에 수직인 x-축을 따라서 서로 평행으로 이어지는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    제3 및 제4 베이스 라인(123, 124)은 직선으로 이어지는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    제3 및 제4 베이스 라인(123, 124)은 x 및 z-축에 수직인 y-축을 따라 서로 평행으로 이어지는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    a. 제1, 제2, 제3 및 제4 베이스 라인(21, 22, 23, 24)은 볼 베어링, 교차 롤러 베어링, 회전 베어링 또는 더브테일 가이드를 포함; 또는
    b. 제1, 제2, 제3 및 제4 상승 가이드 장치(31, 32, 33, 34)는 볼 베어링, 교차 롤러 베어링, 회전 베어링 또는 더브테일 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 및 제2 슬라이드 요소(11, 12)는 각각 쐐기형 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  13. 제2항에 있어서,
    제1, 제2, 제3 및 제4 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)는 각각 쐐기형 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    캐리어 요소(3)는 각각 제1 제2 상승 가이드 장치(31) 또는 제2 상승 가이드 장치(32)가 배치되는 제1 및 제2 쐐기형 본체(41, 42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  15. 제2항에 있어서,
    캐리어 요소(3)는 각각 제1 상승 가이드 장치(31) 또는 제2 상승 가이드 장치(32) 또는 제3 상승 가이드 장치(33) 또는 제4 상승 가이드 장치(34)가 배치되는 제1, 제2, 제3 및 제4 쐐기형 본체(41, 42, 43, 44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  16. 제2항에 있어서,
    제1, 제2, 제3 및 제4 상승 라인(131, 132, 133, 134)은 각각 z-축에 대해 각각 45°와 85° 사이의 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  17. 제2항에 있어서,
    제1, 제2, 제3 및 제4 상승 라인(131, 132, 133, 134)은 각각 z-축에 대해 각각 60°와 80° 사이의 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  18. 제2항에 있어서,
    제1, 제2, 제3 및 제4 상승 라인(131, 132, 133, 134)은 각각 z-축에 대해 각각 71°와 79° 사이의 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    베이스 요소(2)는 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    판은 관통 개구를 구비한 프레임형 판으로 제공되는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  21. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    캐리어 요소(3)는 프레임(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    프레임(5)은 직사각형 또는 정사각형 프레임(5)으로 제공되는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  23. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 및 제2 상승 가이드 장치(31, 32)는 캐리어 요소(3)의 마주보는 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  24. 제2항에 있어서,
    제1 및 제2 상승 가이드 장치(31, 32)는 캐리어 요소(3)의 마주보는 면에 배치 및 제3 및 제4 상승 가이드 장치(33, 34)는 캐리어 요소(3)의 마주보는 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  25. 제2항에 있어서,
    회전식 구동기의 회전 운동이 각각의 베이스 라인(121, 122, 123, 124)을 따라 제1, 제2, 제3 및 제4 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14)의 동시 이동을 야기하는 방식으로, 결합 요소(6)는 회전식 구동기를 제3 및 제4 슬라이드 요소(13, 14)에 결합시키는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
  26. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    결합 요소(6)는 회전축에 견고하게 연결된 회전 본체(7)와, 슬라이드 요소(11, 12, 13, 14) 중 하나의 일단부와 회전 본체(7) 상의 회전축으로 부터 방사상으로 이격된 다른 단부를 구비하고 회전축에 대해 회전할 수 있게 장착되는 적어도 하나의 결합 부재(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 장치.
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