Устройство для ориентированного перемещения изделий

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ , преимущественно установок цпя контроля фотошабпо1 в, содержащее две каретки, установпенные одна над другой в направляющих, поворотный стоп, устаиовпенвый на одной иэ кареток, и приводные метаниамы для перемещения )/ кареток и стопа, о тпичающеес я тем, что, с цепью повышения точности ориентирования, оно снабжено допопнитепьными направляющими, закрепленными на каретках, приводные механиа .мы дпя перемещения кареток и стола выполнены в виде пьезодвигателей, а каждый из пьезодвигателей перемещения кареток выполнен в виде двух прямоугольных пьезокерамических пластин, расположенных с двух сторон дополнительной направляющей, причем каждая из пьезокерамическ1пс пластин выполнена из четырех секций, расположенных по ее углам , а секции, расположенные по диагоналям пьезокерамической пластины, элек- S . трическипопарно .соединены между соО ) С бой и с аналогичными секциями другой пьезокерамической пластины пьезодвигателя .

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1018265 и Н 05 К 3/00; Н 01 L 21/70

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21 ) 3391 959/1 8-21 (22) 28.01.82 (46) 15.05.83. Бюл. № 18 (72) В. П. Ершов, К.М.Рагупьскис и Ю. Н.Храмов (83) .621.382.77.039 (088 .8) (56) 1, Авторское свицетепьство СССР № 379065, кп. Н 05.К 3/00, 13.05.70.

2. Авторское свицетепьство СССР № 668029; кл. Н 01 L 21/60,11.05.76 (прототип) .

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно установок цля контроля фотошаблонов, содержащее о две каретки, установленные оцна нац цругой в направляющих, поворотный стоп, установленный на оцной из кареток, и приводные механизмы цля перемещения кареток и стола, о т п и ч а ю щ е е » с я тем, что, с цепью повышения точности ориентирования, оно снабжено цопопнитепьными направляющими, закрепленными на каретках, приводные механиз.мы дпя перемещения кареток и стоца выполнены в вице пьезоцвигатепей, а кажцый из пьезоцвигатепей перемещения кареток выпопнен в вице цвух прямоугольных пьезокерамических пластин, раоположенных с двух сторон цопопнитепьной направпяющей, причем кажцая из пьеэокерамических пластин выполнена иэ четырех секций, распопоженных по ее уг» . пам, а секции, расположенные по циагонапям пьезокерамической пластины, эпек- ф трически. попарно .соединены межцу собой и с аналогичными секциями другой ньезокерамической ппастины пьеэоцвигатепя.

1018268

2. Устройство по и. 1, о т и и ч а « ю m в е с я тем, что оно снабжено фиксаторами кареток, выполненными в виде установленных с зазором с двух сторон допопнительных направпяюших пьеэокерамнческих стержней, каждый иэ которых жестко закреплен между двумя упругими мембра нами.

3. Устройство по д. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что поворотный стол снабжен предметной плитой, закреппенной на нем посредством упругих эпементов, пьезокерамическими виброопорами, эакреппенными на предметной плите, и регулируемыми опорами, расположенными на поворотном crone напротив пьезокерамических виброопор.

Изобретение относится к точной механике, в частности к механизмам, обео печиваюшим препизионные пинейные и угповые перемещения дпя обработки, контропя, измерения издепий электроннойтехники.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано дпя контропя фотошабпонов, в ультразвуковой сварке, в рентгенопитографии, в электроннопучевой . питографии и т,д.

Известно устройство для ориентации издепий, соцержашее ппатформу, координатный стоп и механизм перемещения стопа. Координатный стол установпен на ппатформе Ъюсредством упругих пластин, один конец которых жестко закреплен иа ппатформе, а другой — на столе; механиэ перемещения выполнен, в виде пьезокерамической ппастины, в центре которой,. .перпендикупярно к ее дпоскости, уста новпен упор, взаимодействующий со столом (1 1

Недостатком этого устройства являются иезначитепьные вепичины пинейных перемещений, незначитепьные развиваемые усипия и, кроме этого, при перемещении происходит изменение фокусного расстояния (измерение расстояния по вертикапьной координате).

Наибопее бпиэким твхническим решением к-1иэобретению явпяется устройство дня орИвнтированного перемещения изде. лий, содержащее две каретки, установ. пенные одна над другой в направпяюших поворотный стоп, установпенный на од ной из кареток, и приводнйе механизмы

Апя перемещения кареток и стола (2).

Недостатком известного устройства явпяется низкая точность ориентирования, обусповпенная конструкцией приводных механизмов стопа и кареток.

Цель изобретения - повышение точнос ти ориентирования.

llenb достигается тем, что устройство дпя ориентированного перемещения издеч пий, содержащее две каретки, установленные одна над другой в направпяюших, поворотный стоп, установпенный на одной из кареток, и приводные механизмы дпя перемещения кареток и стопа, снабжено

t0 допопнительными нанравпяющими, закреппенными на каретках, приводные механизмы для перемещения кареток и стопа выполнены. в виде пьеэодвигателей,а каждый из ьезодвигатепей перемещения кареток

15 выпопнен в вице двух прямоугольных пьезокерамических ппастин, распопоженных с двух сторон допопнитепьной направляю-. м щей, причем каждая иэ пьезокерамических пластин выполнена из четырех секций, распопоженных по ее углам, а секпии, расположенные по диагонапям пьезокерамической пластины эпектрически попарно соединены между собой и. с аналогичны» ми секциями другой пьезокервмической пластины пьеэодвигателя.

Устройство также снабжено фиксаторами кареток, выпопненными в виде установпенных с зазором с двух сторон допопнительных направляющих пьезоке30 рамических стержней, каждый из которых жестко закреплен между двумя упругими мембранами, Поворотный стоп устройства снабжен предметной ппитой, закреппенной на

35 ,нем посредством упругих эпементов

1 пьезокерамическими виброопорами, эакреп-. пенными иа предметной плите, и peryt пируемыми опорами, распопоженными на поворотном стопе напротив пьезокерами40 ческих виброопор.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 — то же, 3 .. 101 8265 4 виц сверку; на фиг. 3 - поворотный стоп; этой операции-бйоком управления выцяетна фиг, 4 - фиксаторы кареток; на фиг.5- ся сигнал перемещении стопа по оси Х. пьезодвигатепи цпя перемещения кареток. Дпя этого на пьеэодвнгатепь 13 подаетУстройство .содержит основание с нап- ся высокочастотное напряжение, а с фикравпяющими 1, на котором установлена g саторов 15 снимается постоянное напракаретка 2, а на ней каретке 3. На ка- жение. Тем самым расстормаживается ка ретке З.размещен поворстный стон 4 с ретка 3 координатного стола и поц воз-. жестко закреппенной обоймой 5. Посред-. действием механического контакта пьеэьством упругих элементов 6 на обойме двигателя 13 и направляющей 11 capet закреплена предметная плита 7. Поворот-. 10 ка 3 начинает перемещаться. Точность ный стоп 4 посредством кронштейна 8 и позиционирования изделия ЗЗ опредепяеч топкатепя 9 подсоединен к пьезоцвигате- ся цатчиком 34 обратной связи. При сняпю 10. Каретки 2 и 3 снабжены допоп- тии напряжения с пьеэодвигатепей 13 цонитепьиыми направляющими 11 н 12, с дается напряжение на фиксаторы 15, кокоторыми взаимодействуют соответствен- Ii торые фиксируют .каретку 3 от перебега но пьезодвигатепи 13 н 14 и фиксаторы по инерции в заданной координате.

15 И.16. На предметной плите 7 эакре- Рабочее перемещение по координате ппены пьезокерамические вИброопоры 17 У осуществляется аналогичным образом. с концентраторами 18. В поворотном сто- .По окончании. ориентации иэделия 33 цойе 4 напротив виброопор 17 установпе- QQ дается сигнал о возвращении устройства ны регулируемые опоры 19. Фиксаторы в исходное положение дпя следующей sa15 н 16 выцапнены в виде пьезокерами- груэки и ориентации изделия. Обработанческих стержней 20, установленных меж- ное изделие передается на позицию вы. ду двумя упругими мембранами 21. Мем-: груэки; Реверсирование движения нареток бракы 21 соединены -.межцу собой цпан-- zs:2 и 3 осуществляется изменением фазы ками 22, а одна иэ мембран снабжеиа -питающего напряжения. пьеэоцвигатвпэй регупировочном. винтом 23. Пьеэодвига- - . 1 3 и 14 через коммутирующее устройтели 13 и 14 перемещения кареток 2 и ство, состоящее из постоянных магни3 состоят- из корпуса 24; в котсром рас тов 35 и герконов 36. полагаются пьезокерамические пластины зй Работа пьеэодвигатепей 13 И 14 осу

25. и. 26,. каждая из.которых выполнена ществпяется следующим образом. из четырех секций 27, 28, 29 и 30.. Питающее напряжение подается от геПьезокерамические пластины 25 и 26 - . нератора (не показан) на секции 28 и . снабжены регупировочными винтами 31 29 пьезоппастин 25 и 26, которые соеи .упрут-ими элементами 32. Дпя фикса- динены между собой параллельно. В ппаоции положения изделий ЗЗ имеются дат- тинах 25 и 26 возникают продоньные .. чики 34 обратной связи и -коммутаторы, и поперечные деформации и между башвкпючающие магниты 35 и герконы 36. маками цпастин и дополнительной надрав

Уст йств стро ство работает следующим об- пяющей возникает движущая сапа ото- .

В исходном состоянии устройство на-, .че питающего напряжения на секции 27. ходится в позиции загрузки изделия. Изделие 33 подается На предметную- ппиту, и 30 пластик 25 и 26 происходит

7 поворотнОго стОпа,4 и фиксируется . р

Геометрические размеры пластин 25 и 26

IIHro ориентации. На блок управления (не тоти их были равны. В то ... когда показан ) выдается cHI HHH с готовности . к ориентапии. По сигнал на секции 28 и 29 подается питающее

Р ° П иг у Рцэр щения. с . высокочастотное напряжение с секций блока УпРавпениЯ пРоводитаЯ оРиеитациЯ . за счет иэделиЯ 33 цо УгпУ - пьезоцвигатепем . о э О„та дпя по ки

27. и 30 снимается на жение за счет

10. Ориентация по ппоскости проводится пьезокерамическими виброопорами 17.

При подаче высоночаатотно1 о напря кения тает на той частоте резонанса кото на виброопор 17. последние начинают .имеют пластины 25 и 26 в данный момент времени Тем cRh4blM . НОвышйются частото, амппиту- Кгщ пласт

ПД IIBBcTHH и мощность пьезодвигатепей эа с От коицеи ра- 13 и 14; торов 18 и предметная пл 7 н@чиюет принимать нужное шиижопараппепьное Работа фиксаторов 15 и 16 кареток положение с изделием 33. По Окончании 2- и 3 закпючаетж в следующем.

3 10182

При включении всей системы на пьезокерамические стержни 20 подается постоянное чапряжение. За счет обратного .пьезоэффекта пьеэокерамические стержни

20 расширяются в сторону направляющих S

11 и 12 и затормаживают ее симметрично с двух сторон. Движение пьезоэлементов возможно за. счет расположения их между мембранами 21, имеющими возможность перемещаться в одну сторону, так как с другой стороны они упираются в регулировочный винт 23. При движении кареток 2 и 3 напряжение питания с пьезокерамических стержней 20 снимается и под воздействием упругих сил мембран 2l направляющие I 1 и 12 растормаживаются. Таким образом достигается усилие фиксации в статическом положении и при остановке кареток в заданной координате.

65 6

При перемещении кареток 2 и 3 возникают кинематические, температурные и другие деформации, которые влияют на расположение изделия 33 на плоскости.

Для его ориентации плоскопараллельного положения на пьезоэлементы 17 подается высокочастотное напряжение от генератора (не указан). Последние начинают механически колебаться с амплитудой, которая усиливается концентраторами 1В. Между концентраторами 18 и опорами l 9 образуется газовая сжатая пленка, которая перемещает предметную плиту 7 с изделием 33. Возможность перемещения плиты 7 достигается за счет упругих элементов 6. Поворот по углу иэделия 33 осуществляется поворотным столом 4, который соединен с пьезодвигателем

10.

101 8265

1 01 8265

Составитель Г. Падучин

Редактор Л. Повхан Техред С,Миг нова Корректор А Ференц

Заказ 3564/55 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4