DE602004010232T2 - Hochpräzisionshaltevorrichtung - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Dieses Patent befasst sich mit einer z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung. Diese Haltevorrichtung verfügt über eine horizontale Schubachse (z-Achse) und eine Rotationsachse (Theta-Achse), die parallel zu der Schubachse liegt. Die Haltevorrichtung ist insbesondere für die Herstellung von expandierenden Stents für die Implantation in einen menschlichen Körper oder andere zylindrische laserbearbeitete Komponenten gestaltet. Die Stents werden aus einem röhrenförmigen Ausgangsmaterial hergestellt, wie etwa rostfreiem Stahl, Nitanol oder Kunststoff, und werden mit komplexen, rundherumgehenden Profilierungen versehen. Prozesse, um die Profilierungen maschinell aus dem Ausgangsmaterial herauszuarbeiten, beinhalten Laserbearbeitung, wobei eine z-theta-Haltevorrichtung, die von einer CNC-Steuereinheit gesteuert wird, das Ausgangsmaterial vor einen Laserstrahl hält, um Teile des röhrenförmigen Ausgangsmaterials fortzuschneiden. Für eine Beschreibung eines Herstellungsprozesses für Stents, siehe US Patent 6.511.504 mit dem Titel "Expandable Stents and Method for Making Same", und das Dokument EP-A-1312439 zeigt ebenfalls eine z-theta-Haltevorrichtung.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß dieser Erfindung, wie in Anspruch 1 dargelegt ist, hat eine z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung kurz gesagt eine horizontale Schubachse (z-Achse) und eine Rotationsachse (Theta-Achse), die parallel zu der Schubachse liegt. Die z-theta-Haltevorrichtung umfasst eine Grundplatte, die obere Oberflächen hat, welche in einer Ebene liegen, sowie parallel, in gleichem Abstand voneinander liegende, lineare Schub-Haltevorrichtungen, von denen jede parallele, lineare Lager hat, mit Lageroberflächen, die in einem im Wesentlichen einheitlichen Abstand von den ebenen Oberflächen der Grundplatte montiert sind. Jede lineare Schub-Haltevorrichtung hat einen bürstenlosen Linearmotor. Ein Schlitten wird zwischen den parallelen Schub-Haltevorrichtungen von den linearen Lager abgestützt. Eine Rotations-Haltevorrichtung ist in dem Schlitten zwischen den parallelen Schub-Haltevorrichtungen untergebracht, wobei die Rotations-Haltevorrichtung einen bürstenlosen Drehmotor umfasst, welcher eine Welle hat, die um die Achse parallel zu den linearen Lager drehbar ist. Der Schlitten und die Rotations-Haltevorrichtung haben einen vertikalen und einen horizontalen Schwerpunkt. Jeder bürstenlose Linearmotor ist mit dem Schlitten verbunden, um Schubkräfte in einer horizontalen Ebene, die den vertikalen Schwerpunkt des Schlittens kreuzt, auszuüben.
  • Eine lineare Positionsverfolgungsvorrichtung, die einen Drehmelder, ein Laser-Inferometer oder einen Impulsgeber umfasst, kann mit einem oder beiden bürstenlosen Motoren assoziiert sein. Eine Rotationsverfolgungsvorrichtung, die einen Drehmelder oder Impulsgeber umfasst, kann mit dem bürstenlosen Drehmotor assoziiert sein.
  • Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung kann eine flüssigkeitsbetriebene Werkstückhaltespannvorrichtung oder -klemmhülse haben, die an dem Rotor angebracht ist.
  • Der Rotor ist hohl, um es zu ermöglichen, ein zylindrisches Werkstück und/oder einen Kühlmantel dort hindurch vorrücken zu lassen oder im Inneren zu positionieren.
  • Mit größtem Vorzug ist ein helfendes Podest zur Werkzeugaufnahme Teil des Grundes und ist so angeordnet, dass es Klammern hält, um ein Werkstück entlang der Achse des Rotors zu führen, zu greifen und einzuspeisen.
  • Gemäß einer ersetzenden Ausführungsform lagern zwei identische Schlitten, die einander zugewandt sind, auf der Schub-Hochpräzisionshaltevorrichtung, wobei jeder eine identische Rotations-Haltevorrichtung trägt.
  • Gemäß einer anderen ersetzenden Ausführungsform hat die z-theta-Präzisionshaltevorrichtung einen Schlitten, auf dem zwei oder mehr identische Rotations-Haltevorrichtungen lagern.
  • Vorzugsweise befindet sich der Schwerpunkts des Schlittens und der Rotations-Haltevorrichtung auf halbem Weg zwischen jedem der Linearmotoren.
  • Vorzugsweise enthält jede lineare Haltevorrichtung eine lineare Bewegungsführung, Querrolle oder Luftlager.
  • Vorzugsweise ist jeder Linearmotor mit dem Schlitten an vielen Stellen, in gleichen Abständen zueinander, in Richtung des linearen Schubs verbunden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Eigenschaften und andere Zwecke und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung klar, die mit Bezug auf die Zeichnungen gemacht worden ist, in welchen Folgendes gezeigt ist:
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer z-theta-Haltevorrichtung gemäß dieser Erfindung, welche über eine einzige Rotations-Haltevorrichtung verfügt;
  • 2 ist ist eine perspektivische Ansicht einer z-theta-Haltevorrichtung gemäß dieser Erfindung, welche über eine doppelte Rotations-Haltevorrichtung verfügt;
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht einer z-theta-Haltevorrichtung gemäß dieser Erfindung, welche über zwei Rotations-Haltevorrichtungen verfügt, die in Reihe angeordnet sind;
  • 4 ist eine Aufsicht auf die z-theta-Haltevorrichtung aus 1;
  • 5 ist die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in 4, der senkrecht zu der theta-Achse vorgenommen wurde;
  • 6 ist die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie B-B in 5, der entlang der theta-Achse vorgenommen wurde; Und
  • 7 ist eine Aufsicht auf die z-theta-Haltevorrichtung aus 1 mit entferntem Schlitten.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Bezug auf 1 wird dort eine z-theta-Haltevorrichtung gezeigt, die sich für die Herstellung von Präzisionsteilen, wie etwa Stents, eignet. Die Haltevorrichtung enthält eine Grundplatte 10, die mit Öffnungen 11 versehen ist, um Schrauben zur Befestigung der Haltevorrichtung auf einer Basis, die üblicherweise ein großes Stück aus Granit, Gusseisen oder einer geschweißten Struktur ist, aufzunehmen. Die Grundplatte 10 wird aus Metall, zum Beispiel Stahl oder Aluminium gefertigt. An der Grundplatte sind zwei parallele Linearmotoren 12 und 13 montiert. Zwischen den zwei Linearmotoren und von ihnen getragen wird ein Schlitten 14, der einen Drehmotor 15 stützt, welcher über eine Achse, die parallel zu der Schubachse der Linearmotoren verläuft, verfügt. Vorzugsweise ist die z-Achse horizontal oder im Wesentlichen horizontal. Die Linearmotoren definieren die z-Achse und der Drehmotor die theta-Achse der z-theta-Haltevorrichtung. Eine wesentliche Eigenschaft dieser Erfindung liegt darin, dass die Linearmotoren mit dem Schlitten verbunden sind, um auf den Schlitten Schubkräfte auszuüben, die entlang der Oberfläche einer Ebene ausgerichtet sind, die den Schwerpunkt des Schlittens mit einschließt oder so eng wie es mechanisch möglich durch den vertikalen Schwerpunkt hindurchläuft. Auf diesem Wege wird die Winkelverschiebung zwischen der Rotationsachse des Drehmotors und der z-Achsenebene während einer Periode der Erschütterung, die auf eine Schubbewegung folgt, im Wesentlichen eliminiert. Praktisch gesprochen, führt die Ebene, entlang welcher die Schubkräfte ausgeübt werden, innerhalb 1 mm durch den vertikalen Schwerpunkt des Schlittens. Die Rotationsachse des Drehmotors kann etwas unterhalb der Ebene, auf welcher die Schubkräfte ausgeübt werden, hängen.
  • 2 veranschaulicht eine Abwandlung der in 1 gezeigten z-theta-Haltevorrichtung, in welcher doppelte theta-Haltevorrichtungen (Drehmotoren 15A und 15B) Seite an Seite mit parallelen Achsen angeordnet sind. Es sollte möglich sein, mit dieser Anordnung zwei Werkstücke gleichzeitig zu bearbeiten. In 2 sind identischen Elementen die selben Nummern wie denjenigen in 1 zugeordnet worden.
  • 3 veranschaulicht eine andere Abwandlung der z-theta-Haltevorrichtung gemäß dieser Erfindung, in welcher zwei z-theta-Haltevorrichtungen auf der selben Grundplatte hintereinander angeordnet sind. In 3 sind identischen Elementen die selben Nummern wie denjenigen in 1 zugeordnet worden, und verdoppelten, identischen Elementen sind die selben Nummern mit einem Index versehen zugeordnet worden. Der Vorteil dieser Konfiguration liegt darin, dass sich die bewegenden Teile in entgegengesetzten Richtungen auf den Haltevorrichtungen bewegen. Somit werden die Kräfte, die während der Beschleunigung erzeugt werden, aufgehoben, was die Kräfte, die auf die Struktur übertragen werden, minimiert, was zu einer signifikant reduzierten Beruhigungszeit führt.
  • Die Linearmotoren 12 und 13 sind vorzugsweise Permanentmagnetlinearmotoren, zum Beispiel direkt angetriebene, bürstenlose Linearmotoren, die aus einer kontaktlosen Vorschubspule 24 und einer U-Kanal-Magnetspule 22 aus seltenen Erden bestehen. Dieses Design eliminiert Spiel, Aufziehen, Abnutzung und Pflege, die mit Kugelgewindetrieben verbunden sind. Motoren von diesem Typ sind unter anderem bei Aerotech, Inc. aus Pittsburgh, PA erhältlich.
  • Der Drehmotor 15 ist vorzugsweise ein bürstenloser Rotationsservomotor mit Magneten aus seltenen Erden. Er bildet die Basis einer direktangetriebenen theta-Haltevorrichtung. Vorzugsweise hat die rotierende Welle eine axiale Bohrung und ist mit einer luftbetriebenen Klemmhülsenspannvorrichtung versehen. Ein Motor diesen Typs ist bei Aerotech, Inc. aus Pittsburgh, PA erhältlich.
  • In Bezug auf 4 sind jetzt die Linearmotoren 12, 13 gezeigt, wie sie in gleichem Abstand, parallel zueinander und auf der Grundplatte 10 positioniert sind. Mit den Motoren sind linearen Bewegungsführungen oder Lager assoziiert, welche zum Beispiel Querrollenlager oder Luftlager haben können. Der Drehmotor 15 befindet sich in einem gleichmäßigen Abstand zwischen sich und den Linearmotoren angeordnet, und mit einer rotierenden Achse parallel zu den Linearmotoren.
  • In Bezug auf 5 bestehen die Linearmotoren aus einem linearen Holm 20, der mit Schrauben 16 an der Grundplatte 16 angeschraubt ist. Auf dem linearen Holm liegt die Spur 21 des linearen Lagers und die U-förmige Magnetspur 22 auf. Die Magnetspur 22 ist ein U-förmiger Kanal, der aus magnetischem Stahl hergestellt ist. Er stützt die Permanentmagneten aus seltenen Erden (nicht abgebildet), die mit abwechselnden Nord- und Südpolen nach innen gewandt an der Vorschubspule 24 entlang der Länge der Magnetspur liegen. Die Vorschubspulen bestehen aus nichtmagnetischen Materialien, damit sie nicht von der Magnetspur 22 angezogen werden. Auf den Spuren 21 der linearen Lager sitzen Lagerspuren 23 und stützen den Schlitten 14. Die Vorschubspulen 24 sind ebenfalls an dem Schlitten 14 befestigt. Wie in den 5 und 7 gezeigt wird, hat der Linearmotor auf der rechten Seite einen Grenzwertschalter 25, der mit diesem assoziiert ist, und der Linearmotor auf der linken Seite hat einen Lesekopf 26 für den Impulsgeber und eine Skala 27 für den Impulsgeber, die mit diesem assoziiert sind. Wie aus 5 ersichtlich wird, üben die Linearmotoren Schubkräfte auf den Schlitten aus, dort wo die Vorschubkolben an dem Schlitten angebracht sind (siehe Pfeil A in 5).
  • An dem Schlitten 14 ist eine flexible, gleitende Abdeckung 17 angebracht, die über die Linearmotoren 12, 13 gleitet. Die Abdeckung 17 gleitet über Rollen 18 (siehe 6), die an jedem Ende der Linearmotoren nach unten führen.
  • In Bezug auf 6 wird jetzt der Drehmotor 15, der von dem Schlitten 14 gestützt wird, beschrieben. Auf den Lager 28 und 29 lagert die rotierende Welle 30 in einem Ankergehäuse 35, das Bestandteil des Schlittens 14 ist. An dem Ankergehäuse 35 sind auf die übliche Weise die Ankerwicklungen 34 befestigt. Die Wicklungen können von einem mehrschichtigen Magnetkern mit Schlitzen für die Aufnahme der Wicklungen gestützt werden, oder die Wicklungen können nicht von einem Kern mit Schlitzen (d. h. schlitzlos) gestützt werden. An der äußeren, zylindrischen Oberfläche der Welle 30 sind auf die übliche Weise Permanentmagneten 33 befestigt. An der Welle ist eine Skala 43 für den Rotationsimpulsgeber angebracht. Ein Lesekopf 44 für den Rotationsimpulsgeber ist an dem Ankergehäuse 35 angebracht.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Ankerwicklung schlitzlos, und die Welle besteht aus Aluminium oder einem anderen Leichtmetall. Während das Drehmoment/Trägheit-Verhältnis für diese Ausführungsform niedrig ist, resultiert aus dem Fehlen der Verzahnung auf Grund der schlitzlosen Wicklung eine ausgezeichnete theta-Haltevorrichtung für die Herstellung von Stents.
  • Die Welle hat eine Bohrung 31, die sich von einem Ende bis zum anderen erstreckt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein Wasserkühlmantelzusammenbau 32 in die Bohrung 31 eingeführt, um die Welle und ein Werkstück, das in der Welle gehalten wird, zu kühlen.
  • Die Bohrung 31 der Welle 30 weitet sich an einem Ende schrittweise, um zwei zylindrische Werkstückaufnahmen zu bilden, von denen eine einen größeren Durchmesser als die andere hat. Eine sich verjüngende Klemmhülsenspannvorrichtung 36 ist an der Werkstückaufnahme mit dem geringeren Durchmesser fest angebracht. Ein Kolben 37 sitzt innerhalb der Werkstückaufnahme mit dem größeren Durchmesser und wird über die sich verjüngende Klemmhülsenspannvorrichtung 36 ineinander geschoben. Der Kolben 37 wird durch die Feder 38 auf die sich verjüngende Klemmhülsenspannvorrichtung zu vorgespannt. Auf den Kolben ist ein ringförmiger Halteeinsatz 39 mit Gewinde geschraubt, welcher einen sich verjüngenden Innenkranz hat. Eine Klemmhülse 40 ist so positioniert, dass sie in die sich verjüngende Klemmhülsenspannvorrichtung 36 gleitet, und wird durch den sich verjüngenden Innenkranz des Halteeinsatzes 39 an ihrem Platz gehalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Klemmhülse 40 aus den ER-16 Serien in vielen Größen von 0,05 mm bis 10 nm erhältlich. An dem Ankergehäuse 35 ist ein ringförmiges Übergangsstück 41 festgemacht. Zwischen dem Übergangsstück 41, dem Kolben 37 und der Werkstückaufnahme mit dem größeren Durchmesser ist ein Kolbenraum ausgebildet. Zwischen dem Kolben und der Werkstückaufnahme mit dem größeren Durchmesser, zwischen der Welle und dem Übergangsstück, sowie zwischen dem Übergangsstück und dem Kolben sind jeweils Dichtungen 45, 46, 47 bereitgestellt. Eine Passage (nicht gezeigt) steht in Verbindung mit dem Kolbenraum, und an der Außenseite des Übergangsstücks 41 ist ein Ansatzstutzen bereitgestellt, um Pressluft in den Kolbenraum einzuleiten, um den Kolben über die Klemmhülse zu pressen, damit die Klemmhülse auf dem Werkstück festgezogen wird (nicht gezeigt). In dieser Ausführungsform verbindet die Pressluft die Klemmhülse und das Werkstück miteinander; jedoch kann der Kolben auch so angeordnet sein, dass die Pressluft den Kolben löst
  • Die Grundplatte 10 hat wenigstens ein Hilfspodest zur Werkzeugaufnahme 50, 50' (siehe 7), das angeordnet ist, um Klammern zu halten, um ein Werkstück entlang der Achse des Rotors zu führen, zu greifen und einzuspeisen.
  • Die Linearmotoren und der Drehmotor haben miteinander assoziierte Positionsverfolgungsmittel. In der speziellen Ausführungsform, die hier beschrieben ist, wird die Positionsverfolgung von Impulsgebern besorgt. Jedoch beinhalten andere Positionsverfolgungsmittel Drehmelder und Laser-Interferometer.
  • Stufenweise Impulsgeber sind häufig verwendete Messumformer. Optische stufenweise Impulsgeber geben Licht von einer Lampe oder einer lichtemittierenden Diode an ein Gitter weiter, welches an der zu messenden Achse angebracht ist. Das Gitter hat normalerweise zwei Spuren, die um 90 Grad zueinander versetzt sind (in Quadratur). Ein einzelner Marker auf einer dritten Spur dient als Standard-Marker (im Fall eines Rotationsimpulsgebers, ein Marker für Einen-pro-Umdrehung). Das Licht, das von dem Gitter reflektiert wird, geht durch ein Fadenkreuz oder eine Maske hindurch, welche zusammen mit dem Gitter als Blende dient. Das abgeblendete Licht, das auf einen Detektor fällt, führt zur Erzeugung von elektrischen Signalen. Diese Signale werden verstärkt und als zwei verstärkte, sinusförmige Wellen oder Rechtecksignale in Quadratur ausgegeben, und sie werden an zwei separate Kanäle als Signale SIN und COS ausgegeben. Mit einfachen, stufenweisen Impulsgebern wird die Position gemessen, indem der Null-Durchgang (sinusförmige Welle) oder die Kanten (Rechtecksignal) beider Kanäle gemessen werden. Dort, wo größere Präzision benötigt wird, werden die verstärkten sinusförmigen Signale (SIN und COS) zu einem Impulsgeber-Vervielfacher gesendet, wo die Zwischenpositionen in regelmäßigen Zeitabständen aufgelöst werden.
  • Ein Impulsgeber-Vervielfacher verwendet die SIN und COS Signale um viele Positionen innerhalb einer Gitterperiode (Linien anreißen) aufzulösen. Der Vervielfacher ist zum Beispiel in der Lage, bis zu 65.000 Übergänge innerhalb einer Gitterperiode zu produzieren, im Gegensatz zu den vier, von einem einfachen stufenweisen Impulsgeber. Siehe zum Beispiel US Patent No. 6.356.219 , mit dem Titel "Calibrated Encoder Multiplier". Die Rückmeldung der stufenweisen Impulsgeber kann genutzt werden, um die Ströme, die jeder Phase der Wicklungen zugeführt werden, zu steuern, um die Haltevorrichtung präzise zu positionieren.
  • Auf diese Weise haben wir unsere Erfindung und die Besonderheit, die vom Patentgesetz vorgeschrieben ist, detailliert definiert, das jenige, von dem gewünscht wird, dass es durch das Patent geschützt wird, ist in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims (10)

  1. Eine z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung, die über eine horizontale Schubachse, die z-Achse genannt wird, und eine Rotationsachse, die theta-Achse genannt wird und parallel zu der Schubachse liegt, verfügt, umfasst Folgendes: eine Grundplatte (10), die obere Oberflächen hat, welche in einer Ebene liegen; parallel in gleichem Abstand voneinander liegende, lineare Schub-Haltevorrichtungen, von denen jede parallele, lineare Lager (17) hat, mit Lageroberflächen, die in einem im Wesentlichen einheitlichen Abstand zu den ebenen Oberflächen der Grundplatte montiert sind, wobei jede lineare Schub-Haltevorrichtung einen bürstenlosen Linearmotor hat; einen Schlitten (14), der zwischen den parallelen Schub-Haltevorrichtungen von den linearen Lager gehalten wird; und eine Rotations-Haltevorrichtung (15), die von dem Schlitten zwischen den parallelen Schub-Haltevorrichtungen gehalten wird, wobei die besagte Rotations-Haltevorrichtung einen bürstenlosen Drehmotor umfasst, welcher eine Welle, die um eine Achse parallel zu den linearen Lagern drehbar ist, hat, wobei der Schlitten und die Rotations-Haltevorrichtung einen vertikalen und einen horizontalen Schwerpunkt haben, wobei jeder bürstenlose Linearmotor mit dem Schlitten verbunden ist, um Schubkräfte in einer horizontalen Ebene, welche den besagten, vertikalen Schwerpunkt kreuzt, auszuüben, worin die besagte Welle des Drehmotors hohl ist, um es zu ermöglichen, ein zylindrisches Werkstück und/oder einen Wasserkühlmantel dort im Inneren zu positionieren.
  2. Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung gemäß Anspruch 1, worin ein lineares Positionsverfolgungsvorrichtungsmittel mit einem von jedem bürstenlosen Linearmotoren assoziiert ist.
  3. Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, worin ein Rotationspositionsverfolgungsmittel mit dem bürstenlosen Drehmotor assoziiert ist.
  4. Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, welche eine flüssigkeitsbetriebene Werkstückhaltespannvorrichtung oder -klemmhülse hat, welche an der Welle des Drehmotors angebracht ist.
  5. Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, welche des Weiteren ein helfendes Podest zur Werkzeugaufnahme umfasst, um Klammern zu halten, um eine Werkstück entlang der Achse der Welle des Drehmotors zu führen und einzuspeisen, und welches von diesem achsenwärts einen Abstand hat.
  6. Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–5, worin auf den parallelen Schub-Haltevorrichtungen zwei identische Schlitten, die einander zugewandt sind, lagern, von denen jeder eine identische Rotations-Haltevorrichtung trägt.
  7. Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–6, worin auf dem Schlitten wenigstens zwei identische Rotations-Haltevorrichtungen lagern.
  8. Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–7, in welcher der horizontale Schwerpunkt des Schlittens und der Rotations-Haltevorrichtung auf halbem Weg zwischen jedem Linearmotor liegt.
  9. Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–8, in welcher jede lineare Haltevorrichtung eine lineare Bewegungsführung, ein Querrollenlager oder ein Luftlager enthält.
  10. Die z-theta-Hochpräzisionshaltevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–9, in welcher jeder Linearmotor mit dem Schlitten an vielen Stellen, in gleichen Abständen, in der Richtung des linearen Schubs verbunden ist.
DE602004010232T 2004-04-23 2004-11-30 Hochpräzisionshaltevorrichtung Expired - Lifetime DE602004010232T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US830979 1986-02-19
US10/830,979 US7105956B2 (en) 2004-04-23 2004-04-23 High precision z-theta stage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602004010232D1 DE602004010232D1 (de) 2008-01-03
DE602004010232T2 true DE602004010232T2 (de) 2008-02-28

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004010232T Expired - Lifetime DE602004010232T2 (de) 2004-04-23 2004-11-30 Hochpräzisionshaltevorrichtung

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US (4) US7105956B2 (de)
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DE (1) DE602004010232T2 (de)
WO (1) WO2005109612A2 (de)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7105956B2 (en) * 2004-04-23 2006-09-12 Aerotech, Inc. High precision z-theta stage
US7538296B2 (en) * 2005-09-06 2009-05-26 Pratt & Whitney Canada Corp. High speed laser drilling machine and method
US20070152391A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Chitayat Anwar K Error corrected positioning stage
US20070169596A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Aerotech, Inc. Collet chuck for direct drive rotary stage
US8828077B2 (en) * 2006-03-15 2014-09-09 Medinol Ltd. Flat process of preparing drug eluting stents
JP4415980B2 (ja) 2006-08-30 2010-02-17 株式会社日立製作所 高抵抗磁石およびそれを用いたモータ
US9004498B2 (en) * 2006-10-26 2015-04-14 Franz Haimer Maschinenbau Kg Clamping device and collet chuck, base and chuck key therefor
DE102007043889A1 (de) * 2006-10-26 2008-04-30 Franz Haimer Maschinenbau Kg Drehmomentschlüssel
KR100949061B1 (ko) * 2006-12-27 2010-03-25 주식회사 메디슨 초음파 진단장치의 프로브의 초음파 진동자 회동장치
KR100951589B1 (ko) * 2007-01-03 2010-04-13 주식회사 메디슨 탐촉부 회동장치의 와이어로프 고정장치를 갖는 초음파 프루브
US9070298B2 (en) * 2007-08-15 2015-06-30 Ford Global Technologies, Llc Reconfigurable vehicle model
US8212177B2 (en) * 2007-08-15 2012-07-03 Caterpillar Inc. Variable focus laser machining system
US9034007B2 (en) 2007-09-21 2015-05-19 Insera Therapeutics, Inc. Distal embolic protection devices with a variable thickness microguidewire and methods for their use
US8076609B2 (en) * 2007-11-01 2011-12-13 Troy Oberg Apparatus and method for machining tubing
US8362392B2 (en) 2008-02-05 2013-01-29 Pratt & Whitney Canada Corp. Method for drilling holes according to an optimized sequence
US8013562B2 (en) * 2008-09-09 2011-09-06 Asm Assembly Automation Ltd Driving mechanism having position encoder for two-dimensional positioning
KR100877728B1 (ko) 2008-09-12 2009-01-08 주식회사 알파로보틱스 로봇용 케이블 덕트 어셈블리
GB0902547D0 (en) 2009-02-16 2009-04-01 Renishaw Plc Encoder scale member and method for mounting
US20110210523A1 (en) * 2009-11-03 2011-09-01 Cummins Intellectual Properties, Inc. Chuck for holding precision components
US9802257B2 (en) 2009-11-03 2017-10-31 Cummins Inc. Chuck for holding precision components
DE102009057207A1 (de) 2009-12-02 2011-12-15 Technische Universität Dresden Einrichtung zum Erzeugen von Präzisionsbewegungen von Objekten mit hohen Beschleunigungen
KR101250974B1 (ko) * 2010-06-16 2013-04-04 주식회사 네오리스 룰렛 게임기의 구동장치 및 구동방법
US8593016B2 (en) * 2010-12-03 2013-11-26 Sri International Levitated micro-manipulator system
US9647523B2 (en) 2010-12-03 2017-05-09 Sri International Levitated-micro manipulator system
US8791608B2 (en) * 2011-07-11 2014-07-29 Baldor Electric Company Primary for linear drive motor with solid steel stacks
CN103212827B (zh) * 2012-01-19 2016-07-06 昆山思拓机器有限公司 医用支架的一体化加工设备
CN103212800B (zh) * 2012-01-19 2016-02-24 昆山思拓机器有限公司 一种v形支架管材夹具
CN103212840B (zh) * 2012-01-19 2016-03-09 昆山思拓机器有限公司 医用支架加工方法
CN103212843B (zh) * 2012-01-19 2016-02-24 昆山思拓机器有限公司 医用支架的加工方法
CN103212848B (zh) * 2012-01-19 2017-02-15 昆山思拓机器有限公司 医用支架的一体化加工方法
JP5189684B1 (ja) * 2012-03-07 2013-04-24 三菱重工業株式会社 加工装置、加工ユニット及び加工方法
US8690907B1 (en) 2013-03-15 2014-04-08 Insera Therapeutics, Inc. Vascular treatment methods
CA2901443A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Insera Therapeutics, Inc. Vascular treatment devices and methods
US8715314B1 (en) 2013-03-15 2014-05-06 Insera Therapeutics, Inc. Vascular treatment measurement methods
US8679150B1 (en) 2013-03-15 2014-03-25 Insera Therapeutics, Inc. Shape-set textile structure based mechanical thrombectomy methods
CN103624557B (zh) * 2013-12-11 2016-04-06 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种可重复定位二维离线调整工作台
JP1525749S (de) * 2014-08-08 2015-06-08
US10861627B2 (en) 2015-04-20 2020-12-08 Sri International Microrobot and microrobotic train self-assembly with end-effectors
CN104874848B (zh) * 2015-06-12 2017-03-08 无锡市上锻机床有限公司 组合式双模金属薄板刨槽机
CN105215846B (zh) * 2015-09-09 2018-05-29 江阴威尔光电设备有限公司 一种高光机
EP3416568A4 (de) 2016-02-16 2019-10-16 Insera Therapeutics, Inc. Absaugungsvorrichtungen und verankerte strömungsumleitungsvorrichtungen
CN106737460A (zh) * 2017-01-13 2017-05-31 江苏汇博机器人技术股份有限公司 一种低噪音的精密电控平移台
WO2018156662A1 (en) * 2017-02-21 2018-08-30 Invetech, Inc. Dual-axis linear motion system
WO2018156663A1 (en) 2017-02-21 2018-08-30 Invetech, Inc. Single-axis linear motion system
US20190056710A1 (en) * 2017-08-16 2019-02-21 Aerotech, Inc. Positioning System, Method, And Stage Serial Interface Board
CN110142464B (zh) * 2019-06-14 2020-06-09 嘉善翔洲蜂窝制品有限公司 一种成型蜂窝芯切割装置
CN110449727A (zh) * 2019-08-21 2019-11-15 谢仁贤 一种用于管材的激光加工设备
JP7408128B2 (ja) * 2019-11-22 2024-01-05 株式会社ナガセインテグレックス 工作機械
CN114865879A (zh) * 2022-05-26 2022-08-05 深圳市润天智数字设备股份有限公司 一种双直线电机龙门驱动装置
CN116852050B (zh) * 2023-08-04 2024-02-20 深圳市宇和创智科技有限公司 一种使用五轴龙门加工中心加工无人机叶片工艺

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2338060A (en) * 1943-05-01 1943-12-28 Edwin A F Redmer Fluid pressure operated chuck
JPS4925561B1 (de) * 1968-11-25 1974-07-02
KR0129662B1 (ko) * 1987-10-30 1998-04-07 고다까 토시오 이동 테이블 장치
JPH04193443A (ja) * 1990-11-26 1992-07-13 Brother Ind Ltd 工作機械用補助装置
CA2380683C (en) 1991-10-28 2006-08-08 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Expandable stents and method for making same
US5368425A (en) * 1992-07-31 1994-11-29 Ford Motor Company Multi-axis linear motor positioner with Y-axis supported at single end
US5346345A (en) * 1992-07-31 1994-09-13 Ford Motor Company High-force linear motor assembly using tandem axes
JP2974871B2 (ja) * 1993-03-31 1999-11-10 日本碍子株式会社 円筒状ワークの内周面溶射被膜自動形成システム
US6246204B1 (en) * 1994-06-27 2001-06-12 Nikon Corporation Electromagnetic alignment and scanning apparatus
CA2163824C (en) * 1994-11-28 2000-06-20 Richard J. Saunders Method and apparatus for direct laser cutting of metal stents
US5662568A (en) * 1995-05-12 1997-09-02 Ingersoll Milling Machine Co. Symmetrical multi-axis linear motor machine tool
US5843117A (en) * 1996-02-14 1998-12-01 Inflow Dynamics Inc. Implantable vascular and endoluminal stents and process of fabricating the same
US5731641A (en) * 1996-02-28 1998-03-24 Aerotech, Inc. Linear motor driven vertical lift stage
US5939808A (en) * 1998-06-03 1999-08-17 Adames; Fermin Electric motor housing with integrated heat removal facilities
JP2000028344A (ja) * 1998-07-13 2000-01-28 Nippon Seiko Kk 位置決めテーブル
US5997223A (en) * 1998-09-22 1999-12-07 Electro Scientific Industries, Inc. High speed drilling spindle with reciprocating ceramic shaft and edoubl-gripping centrifugal chuck
US6278079B1 (en) * 1999-02-09 2001-08-21 Edwards Lifesciences Corp. Laser cutting of fabric grafts
JP2001257143A (ja) * 2000-03-09 2001-09-21 Nikon Corp ステージ装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP2001269827A (ja) * 2000-03-28 2001-10-02 Toyoda Mach Works Ltd 立形工作機械
CA2780092C (en) * 2000-05-19 2014-08-19 Advanced Bio Prosthetic Surfaces, Ltd. Methods and apparatus for manufacturing an intravascular stent
JP2002149241A (ja) * 2000-11-08 2002-05-24 Canon Inc 位置決め装置
US20020117109A1 (en) * 2001-02-27 2002-08-29 Hazelton Andrew J. Multiple stage, stage assembly having independent reaction force transfer
US6927838B2 (en) * 2001-02-27 2005-08-09 Nikon Corporation Multiple stage, stage assembly having independent stage bases
US6356219B1 (en) 2001-03-05 2002-03-12 Aerotech, Inc. Calibrated encoder multiplier
US6588081B2 (en) * 2001-03-19 2003-07-08 Aerotech, Inc. Small footprint direct drive mechanical positioning stage
JP4124977B2 (ja) * 2001-04-04 2008-07-23 キヤノン株式会社 回転装置
US6521865B1 (en) 2001-06-14 2003-02-18 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Pulsed fiber laser cutting system for medical implants
JP3630370B2 (ja) * 2001-07-11 2005-03-16 津田駒工業株式会社 インデックス装置
JP2003145374A (ja) * 2001-11-15 2003-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 工作機械
DE10209971A1 (de) * 2002-03-07 2003-10-02 Liebherr Verzahntech Gmbh Wälzstoßmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Wälzstoßmaschine
US6779278B1 (en) * 2003-07-17 2004-08-24 Nanometrics Incorporated Compact rotating stage
US7105956B2 (en) * 2004-04-23 2006-09-12 Aerotech, Inc. High precision z-theta stage

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007533477A (ja) 2007-11-22
DE602004010232D1 (de) 2008-01-03
US20050236911A1 (en) 2005-10-27
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US7038334B2 (en) 2006-05-02
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US20050238452A1 (en) 2005-10-27
US20050236910A1 (en) 2005-10-27
WO2005109612A2 (en) 2005-11-17
EP1588796A2 (de) 2005-10-26
US7105956B2 (en) 2006-09-12
US20060017330A1 (en) 2006-01-26
WO2005109612A3 (en) 2006-07-20

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