WO2002014012A1 - Kreuztisch zur bereitstellung von bewegungen in einem zweidimensionalen koordinatensystem - Google Patents

Kreuztisch zur bereitstellung von bewegungen in einem zweidimensionalen koordinatensystem Download PDF

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WO2002014012A1 PCT/EP2001/009342 EP0109342W WO0214012A1 WO 2002014012 A1 WO2002014012 A1 WO 2002014012A1 EP 0109342 W EP0109342 W EP 0109342W WO 0214012 A1 WO0214012 A1 WO 0214012A1
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    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General buildup of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

Definitions

  • the present invention relates to a cross table for providing movements in a two-dimensional coordinate system with a fixed base body, a lower barrel body, which is slidably mounted on the base body in a first direction, an upper barrel body, which is slidably supported on the lower barrel body in a second direction is, and with at least one drive system, which causes the displacement of the two barrel bodies.
  • cross table is to be used to implement a two-dimensional movement.
  • Such cross tables usually have two running bodies which move in mutually perpendicular directions. It is also known to support the running bodies with air bearings in order to keep the friction losses low. If a barrel slides on an air bearing, lateral guidance in the direction of movement is also required. In order to avoid undesirable torques, which can occur in particular at high acceleration values, the running bodies are usually supported on both sides. However, a fixed bearing can only be used on one side, while a spring-loaded bearing is required on the other side to compensate for temperature-related material expansion.
  • a cross table bearing which has a base body and two movable running bodies that are movable in different directions.
  • the use of parallel roller rails results in a relatively precise mounting, but also a complicated structure with a large overall height and the resulting tilting moments.
  • DE 33 47 282 AI shows an aerostatic bearing device that enables movement in one direction.
  • the main body and the barrel body are made of granite.
  • the barrel is composed of several solid blocks, which greatly increase the overall mass and cancel the homogeneity of the barrel.
  • the temperature-dependent length differences increase again and the dynamic properties are no longer suitable for fast movements.
  • both the base body and the two barrel bodies consist of the same hard rock material and are each formed in one piece, in which the bearing between the base body and the first barrel body and between the first and the second barrel body is formed by air bearings, the air bearings comprising air nozzles which are integrated in the sliding surfaces of the base body and / or the running body.
  • Hard rock has a relatively small coefficient of expansion (eg granite: ⁇ «10 " 6 K "1 ). However, even those linear expansions that can occur in spite of the low expansion coefficient with larger temperature fluctuations do not lead to those known from the prior art.
  • the base body and the two barrel bodies are each formed in one piece from the hard rock material. In this way, inhomogeneities are avoided and no connecting sections between individual rock blocks are necessary. In other embodiments, however, it is also conceivable that individual rock sections are glued together.
  • the two running bodies are table-shaped and are mounted on both sides in fixed bearings along the direction of movement. It is particularly expedient if air bearings are used which are integrated directly into the base body and / or the running body. For example, this is done by arranging air nozzles in the sliding surfaces of the running bodies, which are arranged on the side surfaces and undersides. The latter measure keeps the height of the respective running body low, since, in contrast to solutions known from the prior art, the air bearings are not attached to the running body as independent elements and protrude beyond its surface. The tilting moments that occur during acceleration can thus be kept very small.
  • An advantageous embodiment is characterized in that each of the two running bodies is assigned an independent drive system.
  • measuring systems are preferably arranged with which the positions and / or the speeds and / or the accelerations of the running bodies can be determined.
  • the drive and measuring systems are expediently coupled to a control unit which evaluates the corresponding data and supplies the required signals to the drive systems.
  • Figure 1 is a simplified top view of a cross table according to the invention.
  • Figure 2 shows the cross table in a simplified sectional view from the front.
  • 4 shows the cross table in a view from the front with a first measuring system
  • 5 shows the cross table in a view from the side with a second measuring system
  • Fig. 6 is a sectional detailed view of an integrated air bearing.
  • Fig. 1 shows a cross table in a simplified view from above.
  • This cross table is used to provide whose position is defined by the xy coordinates shown in FIG. 1.
  • the cross table has a fixed base body 1, a lower barrel body 2 and an upper barrel body 3.
  • the base body 1, the lower barrel body 2 and the upper barrel body 3 consist of the same hard rock material. These elements are preferably formed in one piece from this material.
  • the lower barrel body 2 is movable in the x direction, a lateral longitudinal guide being formed by a guide section 4 of the base body 1.
  • Shock absorbers 5 are also arranged on the lower barrel body 2, which allow a damped end stop when the end position is reached in the positive or negative x-direction.
  • the upper barrel body 3 is seated on the lower barrel body 2 and is movable thereon in the y direction.
  • the upper running body 3 is also guided laterally in the direction of movement, the corresponding guide sections being provided by the lower running body 2.
  • further shock absorbers 6 are provided which dampen the end stop when the upper running body 3 moves.
  • Fig. 2 shows the cross table in a sectional view from the front.
  • the sectional view clearly shows the monolithic structure of the base body 1, the lower barrel body 2 and the upper barrel body 3.
  • the lower barrel body 2 has a table-shaped design, on the one hand to provide a sufficiently large usable area on the top and on the other hand to have the necessary stability.
  • the under barrel 2 is in the guide sections 4 of the
  • Base body 1 supported by air bearings. There are several in the lower and side sliding surfaces of the lower barrel 2 first lower air bearings 7 and first lateral air bearings 8 are formed on the respective side of the lower running body 2.
  • Means are preferably also provided with which a vacuum preload of the air bearings can be generated.
  • a vacuum preload stiffens the vertically acting air bearings in addition to the effect of gravity.
  • the two sides of the lower barrel body 2, which extend in the direction of movement, can be stored in fixed bearings in this way, since due to the hard rock materials used, different lengths of the base body and the lower barrel body must not be expected.
  • An x drive system 9 which is designed here as a linear drive, is also shown schematically in FIG. 2.
  • the special shape of the drive is not important.
  • the drive is adapted to the respective application in terms of the desired speeds and acceleration values, as well as the forces to be applied.
  • Fig. 3 shows the cross table in a sectional view from the side. It can be clearly seen in this illustration that the upper barrel 3 is mounted in the lower barrel 2 in a manner which corresponds to the mounting of the lower barrel 2 in the base body 1. With respect to the direction of movement of the upper running body 3 (y direction), second lower air bearings 11 and second lateral air bearings 12 are arranged on the longitudinal sides. Here too, storage can take place in fixed bearings, since the upper running body 3 is made of the same material
  • the upper barrel 3 is also table-shaped in order to provide a usable surface on its upper side and to meet the static requirements. For example, a workpiece can be positioned on the top of the upper barrel 3, which is to be moved into different positions during machining.
  • an independent y-drive system 13 serves to drive the upper barrel body 3.
  • the use of the vacuum preload in conjunction with the air bearings has a positive effect. This allows the center of gravity to be moved out of the bearing, since the tilting moments that occur in such a case are compensated for by the vacuum preload.
  • Fig. 4 shows the cross table again in a view from the front. It is expedient to arrange a first measuring system 15 with which the movement or the position of the lower running body 2 can be monitored.
  • the measuring system must be arranged as close as possible to the drive system in order to avoid control problems.
  • Fig. 5 shows the cross table in a view from the side.
  • a second measuring system 16 can be seen, which monitors the movement or the position of the upper barrel.
  • a flexible supply line 17 is provided, which both provides electrical energy and serves to supply the compressed air to the air bearings.
  • 6 shows a sectional detailed view of the lower barrel body 2, the integrated air bearings being clearly visible.
  • the first lower air bearing 7 is formed by a nozzle insert 18 and a screw-in nozzle 19 screwed into it. At the back, the screw-in nozzle is connected to a compressed air supply unit (e.g. with a hose). Additional structures are no longer required.
  • the air bearing then forms directly between the lower barrel body and the base body.
  • the side air bearing 8 is constructed in the same way.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kreuztisch zur Bereitstellung von Bewegungen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem mit einem feststehenden Grundkörper (1); einem unteren Laufkörper (2), der auf dem Grundkörper in einer ersten Richtung (x) verschiebbar gelagert ist; einem oberen Laufkörper (3), der auf dem unteren Laufkörper in einer zweiten Richtung (y) verschiebbar gelagert ist; und mindestens ein Antriebssystem (9, 13), welches die Verschiebung der beiden Laufkörper bewirkt. Erfindungsgemäss bestehen sowohl der Grundkörper (1) als auch die beiden Laufkörper (2, 3) aus demselben Hartgesteinmaterial.

Description

Kreuztisch zur Bereitstellung von Bewegungen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kreuztisch zur Bereitstellung von Bewegungen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem mit einem feststehenden Grundkörper, einem unteren Laufkörper, der auf dem Grundkδrper in einer ersten Richtung verschiebbar gelagert ist, einem oberen Laufkörper, der auf dem unteren Laufkörper in einer zweiten Richtung verschiebbar gelagert ist, und mit mindestens einem Antriebs- System, welches die Verschiebung der beiden Laufkörper bewirkt .
In automatisierten Prozessen, in Meßsystemen, bei Präzisionsanwendungen und im Zusammenhang mit anderen modernen Technologien werden häufig Antriebs- und Positionierungssysteme benötigt, die sehr schnelle und/oder sehr präzise Bewegungen ermöglichen. Generell kommen dabei verschiedene Prinzipien der Realisierung des Antriebssystems zum Einsatz. Vielen
Anwendungen ist jedoch gemein, daß mit erhöhten Anforderungen an Geschwindigkeit und Genauigkeit eine Vielzahl von Problemen bei der Realisierung der Lagerung der bewegten Teile einhergeht. Die benötigten Lager sollen ein möglichst gerin- ges Spiel aufweisen, um die daraus resultierenden Fehler bei der Positionier- und Wiederholgenauigkeit klein zu halten. Außerdem müssen die Lager möglichst leichtgängig sein, damit die auftretenden Reibungskräfte klein sind.
Insbesondere wenn Positioniergenauigkeiten im Mikrometerbereich erreicht werden sollen, ergeben sich besondere Probleme aufgrund der unterschiedlichen temperaturabhängigen Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien. Bei Tempera- turSchwankungen kann sich das im Lager vorhandene Spiel so stark ändern, daß entweder zu hohe Reibungskräfte auftreten oder im anderen Fall ein zu großes Spiel vorhanden ist, so daß die geforderte Positioniergenauigkeit nicht mehr erziel- bar ist.
Um die temperaturbedingte Ausdehnung gering zu halten, wurde teilweise versucht, zumindest das tragende Element des Grundkörpers aus Materialien herzustellen, die einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten besitzen. In einzelnen Fällen wurde ein einfacher Grundkörperträger aus Gesteinsmaterial gefertigt. Da die Laufkörper jedoch kompliziertere Formen aufweisen, werden diese generell aus leichter zu bearbeitenden Materialien hergestellt, woraus jedoch erneut Schwierigkeiten bei der Änderung der Umgebungstemperatur resultierten.
Die bereits genannten Schwierigkeiten erhöhen sich, wenn durch einen sogenannten Kreuztisch eine zweidimensionale Bewegung realisiert werden soll. Üblicherweise besitzen solche Kreuztische zwei Laufkörper, die sich in zueinander senkrecht stehenden Richtungen bewegen. Es ist auch bekannt, die Laufkörper durch Luftlager zu lagern, um die Reibungsverluste gering zu halten. Wenn ein Laufkörper auf einem Luftla- ger gleitet, ist zusätzlich eine seitliche Führung in Bewe- gungsrichtung erforderlich. Um unerwünschte Drehmomente zu vermeiden, die insbesondere bei hohen Beschleunigungswerten auftreten können, werden die Laufkörper üblicherweise beid- seitig gelagert. Dabei kann jedoch nur an einer Seite ein Festlager genutzt werden, während auf der anderen Seite ein gefedertes Lager erforderlich ist, um temperaturbedingte Materialausdehnungen zu kompensieren. Ein besonderes Problem bisheriger Anwendungen von Luftlagern besteht darin, daß diese Luftlager die Aufbauhöhe des Lauf- körpers vergrößern, so daß der Schwerpunkt des Laufkörpers nicht in der Ebene der angreifenden Antriebskraft liegt. Bei höheren Beschleunigungswerten treten dann Kippmomente und Schwingungen auf, die zu Positionierungsungenauigkeiten und zu erhöhten Belastungen der verwendeten Lager führen.
Aus der DE 68 08 097 U ist eine Kreuztischlagerung bekannt, die einen Grundkörper und zwei in verschiedenen Richtungen bewegliche, gelagerte Laufkörper besitzt. Durch die Verwendung paralleler Rollenschienen ergibt sich zwar eine relativ genaue Lagerung jedoch auch ein komplizierter Aufbau mit großer Bauhöhe und daraus resultierenden Kippmomenten.
Die DE 33 47 282 AI zeigt eine aerostatische Lagervorrichtung, die eine Bewegung in einer Richtung ermöglicht. Der Grundkörper und der Laufkörper bestehen aus Granit. Um den' Masseschwerpunkt niedrig zu halten, ist der Laufkörper aus mehreren massiven Blöcken zusammengesetzt, die die Gesamtmasse stark erhöhen und die Homogenität des Laufkδrpers aufheben. Die temperaturabhängigen Längendifferenzen steigen dadurch wieder an und die dynamischen Eigenschaften sind für schnelle Bewegungen nicht mehr geeignet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen Kreuztisch bereitzustellen, der Bewegungen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem ermöglicht, jedoch die Nachteile des Standes der Technik überwindet, insbesondere präzisere und schnellere Bewegungen ermöglicht, wobei die
Positioniergenauigkeit auch bei auftretenden Temperaturschwankungen aufrecht erhalten werden soll. Eine weitere lung eines Kreuztisches, bei welchem durch einen möglichst flachen Aufbau der Laufkörper die Beträge von unerwünscht auftretenden Momenten möglichst klein gehalten werden.
Diese und weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß von einem Kreuztisch gelöst, bei dem sowohl der Grundkörper als auch die beiden Laufkörper aus demselben Hartgesteinmaterial bestehen und jeweils einstückig ausgebildet sind, bei dem die Lagerung zwischen dem Grundkörper und dem ersten Laufkörper sowie zwischen dem ersten und dem zweiten Laufkörper durch Luftlager gebildet ist, wobei die Luftlager Luftdüsen umfassen, die in Gleitflächen der Grundköper und/oder der Laufkörper integriert sind.
Auf diese Weise werden alle Schwierigkeiten vermieden, die aus der Verwendung von unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten resultieren und die dynamischen Eigenschaften des Kreuztisches gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbessert.
Hartgestein besitzt einen relativ kleinen Ausdehnungskoeffizienten (z.B. Granit: α « 10"6 K"1) . Aber auch diejenigen Längenausdehnungen, die sich trotz des geringen Ausdehnungskoeffizienten bei größeren TemperaturSchwankungen einstellen können, führen nicht zu den aus dem Stand der Technik bekann-
ten Nachteilen, da sich sowohl der Grundkörper als auch die beiden Laufkörper gleichmäßig ausdehnen werden.
Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung werden seit langer Zeit bestehende Vorurteile der Fachwelt überwunden. Bislang ging man häufig davon aus, daß die Laufkörper aufgrund ihrer Komplexität nicht aus Hartgesteinmaterial herstellbar sind.
Die bereits genannten Vorteile kommen bei einer bevorzugten Ausführungsform besonders zum tragen, wenn nämlich der Grundkörper und die beiden Laufkörper jeweils einstückig aus dem Hartgesteinmaterial ausgebildet sind. Auf diese Weise werden Inhomogenitäten vermieden und es sind keine Verbindungsabschnitte zwischen einzelnen Gesteinsblöcken notwendig. Bei anderen Ausführungsformen ist es jedoch auch denkbar, daß einzelne Gesteinsabschnitte zusammengeklebt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Laufkörper tischförmig ausgebildet und sie werden entlang der Bewegungsrichtung zweiseitig in Festlagern gelagert. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn Luftlager eingesetzt werden, die unmittelbar in den Grundkörper und/oder die Lauf- körper integriert sind. Beispielsweise geschieht dies durch die Anordnung von Luftdüsen in den Gleitflächen der Laufkör- per, die an den Seitenflächen und Unterseiten angeordnet sind. Durch die letztgenannte Maßnahme wird die Aufbauhöhe des jeweiligen Laufkörpers gering gehalten, da im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen die Luftlager nicht als eigenständige Elemente am Laufkörper angebracht sind und über dessen Oberfläche hinausragen. Die bei Beschleunigungen auftretenden Kippmomente können damit sehr klein gehalten werden. Eine zweckmäßige Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, das jedem der beiden Laufkörper ein eigenständiges Antriebssystem zugeordnet ist. Außerdem sind vorzugsweise Meßsysteme angeordnet, mit denen die Positionen und/oder die Geschwindigkeiten und/oder die Beschleunigungen der Laufkörper bestimmbar sind. Zweckmäßigerweise sind die Antriebs- und Meßsysteme mit einer Steuereinheit gekoppelt, die die entsprechenden Daten auswertet und die benötigten Signale an die Antriebssysteme liefert.
Weiter Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Ansicht von oben eines erfindungsgemäßen Kreuztisches;
Fig. 2 den Kreuztisch in einer vereinfachten Schnittansicht von vorn;
Fig. 3 den Kreuztisch in einer vereinfachten Schnittansicht von der Seite;
Fig. 4 den Kreuztisch in einer Ansicht von vorn mit einem ersten Meßsystem; Fig. 5 den Kreuztisch in einer Ansicht von der Seite mit einem zweiten Meßsystem;
Fig. 6 eine geschnittene Detailansicht eines integrierten Luftlagers.
Fig. 1 zeigt einen Kreuztisch in einer vereinfachten Ansicht von oben. Dieser Kreuztisch dient der Bereitstellung von dessen Lage durch die in der Fig. 1 eingezeichneten x-y- Koordinaten definiert wird. Der Kreuztisch besitzt einen feststehenden Grundkörper 1, einen unteren Laufkörper 2 und einen oberen Laufkörper 3. Der Grundkörper 1, der untere Lauf örper 2 und der obere Laufkörper 3 bestehen aus demselben Hartgesteinmaterial . Vorzugsweise sind diese Elemente einstückig aus diesem Material ausgebildet. Der untere Lauf- körper 2 ist in x-Richtung beweglich, wobei eine seitliche Längsführung durch einen Führungsabschnitt 4 des Grundkörpers 1 gebildet wird. Am unteren Laufkörper 2 sind außerdem Stoßdämpfer 5 angeordnet, die beim Erreichen der Endposition in positiver bzw. negativer x-Richtung einen gedämpften Endanschlag ermöglichen.
Der obere Laufkörper 3 sitzt auf dem unteren Laufkörper 2 auf und ist auf diesem in y-Richtung beweglich. Auch der obere Laufkörper 3 ist seitlich in Bewegungsrichtung geführt, wobei die entsprechenden Führungsabschnitte durch den unteren Lauf- körper 2 bereitgestellt werden. Ebenso sind weitere Stoß- dämpfer 6 vorgesehen, die den Endanschlag bei einer Bewegung des oberen Laufkörpers 3 dämpfen.
Fig. 2 zeigt den Kreuztisch in einer geschnittenen Ansicht von vorn. Durch die Schnittdarstellung ist der monolithische Aufbau des Grundkörpers 1, des unteren Laufkörpers 2 und des oberen Laufkörpers 3 gut erkennbar. Der untere Laufkörper 2 besitzt eine tischfδrmige Ausgestaltung, um einerseits eine ausreichend große Nutzfläche an der Oberseite bereitzustellen und andererseits die notwendige Stabilität aufzuweisen. Der unter Laufkörper 2 ist in den Führungsabschnitten 4 des
Grundkörpers 1 durch Luftlager gelagert. In unteren und seitlichen Gleitflächen des unteren Laufkörpers 2 sind mehrere erste untere Luftlager 7 und erste seitliche Luftlager 8 an der jeweiligen Seite des unteren Laufkörpers 2 ausgebildet.
Vorzugsweise sind außerdem Mittel bereitgestellt, mit denen eine Vakuumvorspannung der Luftlager erzeugt werden kann. Durch eine solche Vakuumvorspannung werden die vertikal wirkenden Luftlager zusätzlich zur Schwerkraftwirkung versteift.
Die beiden Seiten des unteren Laufkörpers 2, die sich in Bewegungsrichtung erstrecken, können auf diese Weise in Festlagern gelagert werden, da aufgrund der verwendeten Hartgesteinmaterialien nicht mit unterschiedlichen Längenausdehnungen des Grundkörpers und des unteren Laufkörpers gerechnet werden muß.
Schematisch ist in Fig. 2 außerdem ein x-Antriebssystem 9 dargestellt, welches hier als Linearantrieb ausgebildet ist. Auf die spezielle Form des Antriebes kommt es jedoch nicht an. Der Antrieb wird hinsichtlich der gewünschten Geschwindigkeiten und Beschleunigungswerte, sowie der aufzubringenden Kräfte an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt.
Fig. 3 zeigt den Kreuztisch in einer Schnittansicht von der Seite. In dieser Darstellung ist gut erkennbar, daß der obere Laufkörper 3 in einer Weise im unteren Laufkörper 2 gelagert ist, die der Lagerung des unteren Laufkörpers 2 im Grundkörper 1 entspricht. In Bezug auf die Bewegungsrichtung des oberen Laufkörpers 3 (y-Richtung) sind an den Längsseiten zweite untere Luftlager 11 und zweite seitliche Luftlager 12 angeordnet. Auch hier kann die Lagerung in Festlagern erfolgen, da der obere Laufkörper 3 aus demselben Material Der obere Laufkörper 3 ist ebenfalls tischförmig ausgestaltet, um an seiner Oberseite eine Nutzfläche bereitzustellen und den statischen Anforderungen zu genügen. Auf der Oberseite des oberen Laufkörpers 3 kann beispielsweise ein Werk- stück positioniert werden, welches bei der Bearbeitung in verschiedene Positionen bewegt werden soll. Dem Antrieb des oberen Laufkörpers 3 dient bei der dargestellten Ausführungs- form ein eigenständiges y-Antriebssystem 13.
Bei der Festlegung des möglichen (maximalen) Verfahrweges der beiden Laufkörper wirkt sich die Nutzung der Vakuumvorspannung in Verbindung mit den Luftlagern positiv aus. Dadurch kann nämlich der Schwerpunkt aus der Lagerung hinaus bewegt werden, da die in einem solchen Fall auftretenden Kippmomente durch die Vakuumvorspannung kompensiert werden.
Fig. 4 zeigt den Kreuztisch nochmals in einer Ansicht von vorn. Es ist zweckmäßig, ein erstes Meßsystem 15 anzuordnen, mit welchem die Bewegung bzw. die Position des unteren Lauf- körpers 2 überwacht werden kann. Das Meßsystem muß möglichst nahe am Antriebssystem angeordnet werden, um Regelungsprobleme zu vermeiden.
Fig. 5 zeigt den Kreuztisch in einer Ansicht von der Seite. In dieser Darstellung ist ein zweites Meßsystem 16 erkennbar, welches die Bewegung bzw. die Position des oberen Lauf örpers überwacht. Weiterhin ist schematisch dargestellt, auf welche Weise eine Energiezufuhr zu dem unteren Laufkörper 2 und dem oberen Laufkörper 3 realisiert werden kann. Beispielsweise ist eine flexible Versorgungsleitung 17 vorgesehen, die sowohl elektrische Energie bereitstellt als auch der Zufuhr der Druckluft zu den Luftlagern dient. Fig. 6 zeigt eine geschnittene Detailansicht des unteren Laufkörpers 2 , wobei die integrierten Luftlager gut erkennbar sind. Das erste untere Luftlager 7 wird durch einen Düseneinsatz 18 und eine in diesen eingeschraubte Einschraubdüse 19 gebildet. An der Rückseite wird die Einschraubdüse mit einer Druckluftversorgungseinheit (z.B. mit einem Schlauch) verbunden. Zusätzliche Aufbauten sind somit nicht mehr erforderlich. Das Luftlager bildet sich dann unmittelbar zwischen dem unteren Laufkörper und dem Grundkörper aus. Das seitliche Luftlager 8 ist in gleicher Weise aufgebaut.
Für den Grundkörper und die beiden Laufkörper können andere Formgestaltungen gewählt werden. Entscheidend ist immer, daß diese drei Grundelemente aus demselben Hartgesteinmaterial gebildet sind, um eine hohe Präzision und Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen zu gewährleisten. Bei abgewandelten Ausführungsformen könnten auch andere Lager eingesetzt werden.
Die erläuterte flache Bauweise, die erst durch Integration der Luftlager ermöglicht wird, reduziert die unerwünschten Kippmomente während der Beschleunigung der Laufkörper. Die bei der erläuterten Ausführungsform genutzt flächige Anordnung der Lager, die sich über die gesamte Länge der Führung erstrecken, erhöht die Führungsgenauigkeit gegenüber punkt- förmigen Lagerungen. Außerdem kann durch die Integration der Luftlager in die Laufkδrper auf sonst übliche Bauteile verzichtet werden, die die Steifigkeit verringern würden. Demzufolge werden die luftlagertypischen Schwingungen weitge- hend vermieden. Bezugszeichenliste
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Claims

Neue Patentansprüche
1. Kreuztisch zur Bereitstellung von Bewegungen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem (x-y) mit einem fest- stehenden Grundkörper (1) , einem unteren Laufkörper (2) , der auf dem Grundkörper in einer ersten Richtung (x) verschiebbar gelagert ist, einem oberen Laufkörper (3), der auf dem unteren Laufkörper in einer zweiten Richtung (y) verschiebbar gelagert ist, und mit mindestens einem Antriebssystem (9, 13) , welches die Verschiebung der beiden Laufkörper bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß
• sowohl der Grundkörper (1) als auch die beiden Laufkör- per (2, 3) aus demselben Hartgesteinmaterial bestehen;
• der Grundkörper (1) und die beiden Laufkörper (2, 3) jeweils einstückig ausgebildet sind;
• die Lagerung zwischen dem Grundkorper (1) und dem ersten Laufkörper (2) sowie zwischen dem ersten und dem zweiten Laufkörper (2, 3) durch Luftlager (7, 8, 11, 12) gebildet ist; und • die Luftlager (7, 8, 11, 12) Luftdüsen (18, 19) umfassen, aus denen Druckluft zum Aufbau des Luftlagers austritt, wobei diese Luftdüsen in Gleitflächen der Grundköper und/oder der Laufkörper integriert sind.
2. Kreuztisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Laufkδrper (2, 3) tischförmig ausgebildet und zweiseitig in Festlagern gelagert sind. Kreuztisch nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen in Abschnitten der Unterseiten "und der Seitenflächen der Laufkörper angeordnet sind, und daß die Seitenflächen weiterhin Luftabsaugbereiche besitzen, wobei mit den Luftabsaugbereichen ein Vakuum erzeugt wird, welches der Vorspannung der Luftlager dient .
Kreuztisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß jedem der beiden Laufkorper (2, 3) ein eigenständiges Antriebssystem (9, 13) zugeordnet ist.
Kreuztisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Meßsysteme (15, 16) vorgesehen sind, mit denen die Positionen der Laufkörper (2, 3) bestimmbar sind.
Kreuztisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche die AntriebsSysteme (9, 13) ansteuert und ggf. von den Meßsystemen (15, 16) gelieferte Daten auswertet.
PCT/EP2001/009342 2000-08-14 2001-08-13 Kreuztisch zur bereitstellung von bewegungen in einem zweidimensionalen koordinatensystem Ceased WO2002014012A1 (de)

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