[发明专利]用于定位系统的定位装置

说明书

本发明涉及用于系统的定位装置，该定位装置用于在XY参考系中相对于第二物体定位第一物体。该定位装置包括弹簧装置(130)，弹簧装置(130)包括与至少一个第二弹簧部(134)串联地联接的至少一个第一弹簧部(132)，所述第一弹簧部(132)被配置为在操作中沿正Z方向(+Z)偏转，并且所述第二弹簧部(134)被配置成在操作中沿着负Z方向(‑Z)偏转，以补偿所述第一弹簧部(132)在所述正Z方向上的偏转。从而，提供了相对于第二物体定位第一物体的改进的精度。

技术领域

本发明涉及一种用于定位系统的定位装置，该定位装置用于相对于第二物体定位第一物体。此外，本发明还涉及一种包括这种定位装置的定位系统。

背景技术

当将两个物体，例如工作台或基板放置在铣床工作台上时，重要的是能够准确地将这两个物体相对于彼此定位，以便能够将例如铣床参考系统用于布置在工作台上的物体。在20世纪60年代之前，工程行业的大多数加工和测量都是通过使用千分尺、滑动卡尺和模板进行相对测量来实现尺寸精度的。图纸是手工绘制的，以适应这些制造方法。精度更多地取决于工人和机器操作员的技能，而不是机器的稳定性和缺乏自由度。当用于生产的数控机床出现在市场上时，制造方法开始越来越自动化，今天的生产在很大程度上或多或少是自动化的，例如使用CNC控制的多操作机床。

在生产过程的上述开发过程中，机器的制造商还最小化了机器能够将输入指令转换为相应的输出过程步骤而没有精度问题的先前问题。这也是关于温度稳定性、运动自由度和弹性变形的问题的情况。上述使得金属加工设备能够通过使用机器中的数字测量和控制系统以及自动换刀系统，从给定的零偏移点开始进行绝对协调，从而实现完全数字化生产。

在例如机械车间中通常使用的参考系统是具有XYZ方向的笛卡尔坐标系。当谈到机械车间的精确定位时，例如车削、铣削和钻孔，0.01mm–1μm的公差被认为是“精确的”，而小于1μm的公差通常很难在生产应用中使用，因为这种公差在实际生产中通常很难测量。尽管在实验室环境中实现和保持高公差相对容易，但无论是手动操作还是自动操作，温度变化、污染以及磨损都是必须在实际生产设备中处理的问题。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种减轻或解决传统解决方案的缺点和问题的解决方案。

本发明实施例的另一个目的是提供一种具有改进精度的解决方案以在XY平面中相对于第二物体定位第一物体。

上述和进一步的目的通过独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求中可以找到本发明的进一步有利的实施例。

根据本发明的第一方面，通过用于在XY参考系中相对于第二物体定位第一物体的系统的定位装置来实现上述和其他目的，所述定位装置包括：

第一XY参考装置，其被配置为固定到所述第一物体，以及

第二XY参考装置，其被配置为固定到所述第二物体；其中

所述第一XY参考装置包括弹簧装置，所述弹簧装置被配置为在用于在XY方向上相对于所述第二物体定位所述第一物体的操作中抵靠所述第二XY参考装置，所述弹簧装置包括与至少一个第二弹簧部串联地联接的至少一个第一弹簧部，以及

所述第一弹簧部(132)被配置为在操作中沿正Z方向偏转，并且所述第二弹簧部被配置成在操作中沿着负Z方向偏转，以补偿所述第一弹簧部在所述正Z方向上的偏转。

定位装置也可以表示为零定位装置或定位装置。XY参考系也可以是指笛卡尔坐标系的XY平面。当径向力由于压配合安装而作用在弹簧装置上时，第一弹簧部和第二弹簧部的偏转可能发生。偏转也可以理解为变形。第一XY参考装置可以表示为第一XY定位装置，第二XY参考装置可表示为第二XY定位装置。

根据第一方面的定位装置的优点在于，与传统解决方案相比，提高了XY平面中第一物体相对于第二物体的定位精度。

在根据第一方面的定位装置的实现形式中，