DD276130A1 - Positionierantrieb zur bewegungserzeugung auf einer flaeche - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Positionierantrieb zur Bewegungserzeugung auf einer Flaeche und zwar eine Antriebsanordnung zur Umwandlung der Drehbewegung zweier Motoren in zwei translatorische Abtriebsbewegungen (Mehrkoordinatengetriebe), die zueinander orthogonal sind. Durch eine gestellfeste Anordnung beider Motoren kann die Dynamik der Bewegung des Abtriebsgliedes verbessert werden. Ein derart aufgebauter Plotter oder Koordinatentisch vermeidet den Nachteil, dass ein Motor vom anderen mitbewegt werden muss, um die Teilbewegungen zu ueberlagern. Das wird dadurch erreicht, dass ueber ein gemeinsames Zugmittel (4) beide ortsfesten Antriebe (1 u. 2) das bewegbare Arbeitorgan als Querschlitten (3) durch ihre Drehrichtung und deren Groesse positionieren. Dazu sind die beiden Enden des Zugmittels (4) entweder am Laengs- (5) oder Querschlitten (3) fest verbunden oder je eine schaltbare Kupplung (6) darauf stoppt je eine Bewegung eines endlosen Zugmittels. Anwendungsgebiete sind Plotter oder Scanner, Kreuztische, Koordinatentische, x-y-Schreiber u. ae. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Dieser Antrieb dient der Positionierung von Werkstücken, Werkzeugen oder optischen Systemen, z. B. bei Kreuztischen, Plottern oder Scannern. Mit dem Wirksamwerden zweier Antriebe werden diese Bewegungen ftSchenhaft (Koordinatentisch, xy-Schreiber).

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die übliche Bauweise derartiger Positioniersysteme Ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Motor Ober Γ jwegungswandler den Schlitten für eine Koordin»tenrichtung antreibt. Dieser Schlitten bildet das Gostoll für die zweite Bew. jungseinheit, die durch ihre Funktion des Abtriebsglied in einer Koordinatenrichtung bewegt und diesem auch die andere Be .vegung mitteilt, Indem sie selbst bewegt wird. Diese Art der Bewegungsüberlagerung hat den prinzipiellen Nachteil, daß einer der beiden Motoren den zusBtzlic'i zur erforderlichen Nutzlast, die das Arbeitsorgan (Abtriebsglied) darstellt, entstehenden Anteil der dynamischen Betastungen zu tragen hat, der durch das Mitbewugen des anderen Motors verursacht wird. Das Abtriebsglied der Anordnung ist dabei oftmals hohen dynamischen Anforderungen unterworfen und somit nur unter zu großen Tr8gheitswirkungen anzutreiben. Das Bemühen, diese Eigenbelastung zu reduzieren, mündet in Verrichtungen, die die Bewegungen zweier gestellfester Motoren auf das Abtriebsglied übertragen, ohne sich dabei gegenseitig dynamisch zu belasten.

Solche, auch als Mehrkoordinatengetriebe bezeichnete Mechanismen, sind in EP 0048905, DE 3441332 und DE 2927485 beschrieben, wobei in diesen Dokumenten ausschließlich rotatorische Abtriebsbewogungen angestrebt werden. Eine Löiung, die der gewünschten trlgheltsarmen Bewegungsübertragung nahekommt, stellt DE 2917236 dar. Nachteilig Ist die Verwendung der pfeilverzahnten Zahnstange, die In Verbindung mit den Ritzeln die Spielbeseitigung schwierig macht. Außerdem stellt sie selbst eine beachtliche Trfigheitslast dar.

Ziel der Erfindung

Unter Überwindung der Mängel bekannter Lösungen soll eine Antriebsanordnung erreicht werden, die für beide Antriebsmotoren eine (gleiche) niedrige Trfigheitsbelastung hervorruft. Damit werden abtriebsseltig bei gleicher Motorleistung höhere Beschleunigungen und kürzere Zykluszeiten möglich.

Darstellung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den einen Motor vom Mitbewegen des anderen zu entlasten, Indem beide gostellfest

montiert und die Bewegungen kinematisch parallel übertragen werden.

Erfindungsgemiß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eich das Abtriebsglied mit Arbeltsorgan und die beiden Antriebe mit

einem gemeinsamen Zugmittel in Eingriff befinden. Dabei werden die zweidimensional translatorischen Bewegungen durch zwei ortsfeste Motoren als Antriebe für das in x- und y-Rlchtung bewegbare Arbeitsorgan an einem Querschlitten vorgenommen.

Die Verbindung über Umlenkrollen mit einem gemeinsamen Zugmittel erfordert eine Steuer· bzw. Regeleinrichtung, z. B. zum Schreiben von Bahnkurven bzw. für die Bewegungen In x- und y-Richtung. Es Ist vorteilhaft, das Zugmittel mit seinen beiden Enden entweder am Long 'schlitten für die x-Bewegung oder am Querschlitten

mit dem daran befindlichen Arbeiteorgan fest zu verbinden. *

Ein endlos gestaltetes Zugmittel kann anderweitig Vorteilhaft sein und wird über die Umlonkrollen und wahlweise schaltbare Kupplungen auf Längs· und Querschlltten gerührt.

AusfOhrungsbelsplele Es bedeutep

Fig. 1: Vorrichtung mit Zugbandbefestigung am Längsschlitten Flg. 2: Vorrichtung mit Zugbandbefestigung am Querschlitten Fig. 3; Vorrichtung mit Endloszugband und Kupplungen

Die Varianten der vorgestellten Lösung ermöglichen den trfighoitsarmen Aufbau eines Bewegungssystems, weil keines der

massereichen Antriebselemente mitbewegt werden muß.

Das kinematisch parallele Übertragen erfordert, die Oberlagerung der beiden Bewegungen am Abtriebsglied vorzunehmen. Beide Motoren worden dazu gestellfest angeordnet und mit je einer Antriebsseilrolle versehen. Das endliche Zugmittel 4 wird an

einer Stelle fest mit dem LSngsschlitten 5 oder dem Querschlitten 3 verbunden und entsprechend Fig. 1 durch Umlenkrollen 7 an den anderen Gliedern geführt.

DIo Bewegungen der beiden Schubachsen werden durch eine entsprechende (synchrone) Steuerung der Motoren erreicht. FOr Flg. 2 ergeben sich folgende typische Betriebsfälle:

a) beide Motoren gleichsinnig mit gleicher Drehzahl

- LJngsschlitten 6 bewegt/Querschlitten 3 in Ruhe (x-Bewegung)

b) beide Motoren gegensinnig mit gleicher Drehzahl

- Querschlitten 3 bewegt/Längsschlitten In Ruhe (y-Bewegung)

c) beide Motoren in beliebiger Drehzahl und -richtung

- Überlagerung der x· und y-Bewegung (allgemeine Bewegung)

Fig. 1 bis 3 zeigen die Anwendung der Erfindung auf einen Plotter. Die Motoren 1 und 2 sind gestellfest montiert. Das Zugmittel 4 wird entweder am Längsschlitten S, am Arbeitsorgan 3 bzw. dem Querschlitten oder wahlweise zwischen beiden Teilen umschaltbar befestigt und Ober die Umlenkrollen 7 geführt.

Eine Möglichkeit ist die, die feste Verbindung des Zugmittels 4 mit dem Schlitten 3 und 5 wahlweise durch schaltbaro Kupplungen 6 auszuführen. Damit ist es denkbar, den Antrieb für punktweises Positionieren über die erforderliche Steuerung mit nur einem Motor vorzunehmen.

Claims (3)

1. Positionierantrieb zur Bewegungserzeugung auf einer Fläche als zweidimensional Translation, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Antriebe (1 und 2) für des in x- und y-Richtung bewegbare Arbeitsorgan an einem Querschlitten (3) ortsfest angeordnet und über ein gemeinsames Zugmittel (4) verbunden ist.

2. Positionierantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (4) entweder am Längsschlitten (5) für die x-Bewegung oder am Querschlitten (3), an dem das Arbeitsorgan befestigt ist, einmal fest verbunden ist.

3. Positionierantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein endlos gestaltetes Zugmittel (4) über die Umlenkrollen (7) und wahlweise schaltbaren Kupplungen auf Längs· (5) und Quorschlitten (3) geführt ist.