[发明专利]定位单元

说明书

本发明涉及一种用于可利用直线驱动器(1)调节的滑动座架(3)和底座(16)的定位单元，其中，直线驱动器(1)、尤其主轴驱动器或直线电机具有稍长的部分和较短的部分。根据本发明设置成，定位单元(10)具有至少两个补偿杆(4a,4b)，其中，相应地两个相邻的补偿杆(4a,4b)在一端处经由铰接部(6)彼此相连接而在相应地另一端处与直线驱动器(1)的稍长的部分经由两个相应地布置在直线驱动器(1)的稍长的部分的端部处的铰接组件(5a,5b)中的其中一个相连接，其中，补偿杆(4a,4b)和直线驱动器(1)的稍长的部分以三角形的形式布置且在铰接部(6)处在补偿杆(4a,4b)之间的角度可通过直线驱动器(1)的稍长的部分的热性长度变化而变化，且其中，滑动座架(3)与铰接部(6)而直线驱动器(1)的较短的部分与底座(16)相连接或滑动座架(3)与直线驱动器(1)的较短的部分而底座(16)与铰接部(6)相连接。

技术领域

本发明涉及一种根据本发明的用于可利用直线驱动器调节的滑动座架的定位单元。

背景技术

直线驱动器通常包括稍长的部分和较短的部分，例如在主轴驱动器的情形中包括主轴和螺母，其彼此可移动且这些部分中的其中一个与滑动座架相连接或被连接。此外，由现有技术已知带有具有气缸和(带有或不带有活塞杆或直线电机的)活塞的液压或气动调节装置的直线驱动器。带有直线驱动器的定位单元例如被用于定位在其上安装或固定有用于试验的试样或工件的滑动座架。此类定位单元在现有技术中还在两个或三个彼此正交的运动方向上布置和组合，以便于使得二维或三维的定位成为可能。

在直线驱动器、例如主轴驱动器通过电动机或其它驱动器的运行的情形中，由于部件的摩擦、驱动器的生热或由于外部影响导致直线驱动器的生热。因此，部件同样经受生热且相应于所使用的材料的热膨胀系数经受膨胀或者长度变化。为了可承受或允许该长度变化，在现有技术中例如在主轴驱动器的情形中考虑在主轴支承中的该情况。如此，主轴在一端处设有浮动轴承，在另一端处设有固定轴承。固定轴承确定主轴沿着转动轴线的位置，浮动轴承允许主轴的膨胀。首先与此相联系的问题是，在该途径上在主轴生热的情形中与主轴相连接的滑动座架从其理论位置被移动以某一误差行程。误差行程的大小和与此相联系的偏差的定位取决于主轴驱动器的螺母关于固定轴承的位置(随着相对固定轴承的增加的距离，误差行程的值也增加)。例如，主轴螺母在带有150mm长度的主轴上的位置误差为直至2.4μm/ºC。此类误定位例如在扫描探针显微镜中的高精度试验的情形中或在电路板制造的情形中导致不可接受的误差。

由现有技术已知用于补偿在直线驱动器中由温度引起的位置误差的装置和方法。在由现有技术已知的装置和方法中，在此直线驱动器的生热大多被测量且借助于直线驱动器的事先被确定的模型被重新定位。备选地，如在数控加工机中常见的那样可使用温度不敏感的长度测量系统、例如玻璃线性标尺，以便于测定滑动座架的实际位置。在该情况中，经由闭合的调节回路可如此地定位直线驱动器，即使得热漂移被补偿。

由文件EP1170647所已知的是，基于在机床的主轴驱动器中的热产生和热传导测定用于热位移的修正值且在修正值的基础上修正刀具位置。

此外例如由文件JPH05208342已知一种带有用于螺旋输送器的位置探测器的进给马达。借助于间隙传感器检测间隙量且利用探测装置来测量。螺旋输送器的纵向的热位移基于测得的位移量、机械常数等来计算且测定用于位置误差的修正值且利用数控控制装置来修正螺旋输送器的位置。

通过由现有技术已知的方法或装置所需要的“重新定位”，定位单元或其部分然而被再一次生热，这要求进一步的“重新定位”且定位单元被再一次生热，以此类推。同样地，在系统紧接着的冷却的情形中位置误差由于部件的缩短被再次建立，由此随着由此导致的新的生热需要滑动座架的再一次的“重新定位”。该情况引起定位单元的滑动座架的不断的调整和“重新定位”，由此，如果不是甚至不可能，部件的尤其精确的定位则变得困难。