Устройство для ориентированного перемещения изделий

 

Изобретение относится к точному приборостроению , в частности к механизмам, обеспечивающим прецизионные линейные перемещения при обработке, контроле изделий электронной техники. Цель изобретения - повышение точности и стабильности перемещения - достигается тем, что устройство снабжено дополнительным пьезопреобразователем 7, установленным симметрично первому, одни торцы пьезопреобрэзователей 6,7 соединены с основанием 4, а другие - с платформой 3, пьезопреобразователи соединены с генератором сигналов 14 асимметричной формы в противофазе. Устройство также содержит стол 1, выполненный в виде каретки 2 с изделием, упругие направляющие 5 упоры 8 платформы, держатель 9 основания, винт 10 со стопорящей гайкой 11, высоковольтный усилитель 12 постоянного тока, блок 13 управления . 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9) (i3) (51)5 Н 05 К 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C) 4

C) Э! (21) 4631940/21 (22) 05.01.89 (46) 23,01,92. Бюл. М 3 (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Института металлофиэики АН УССР (72) В.Т.Черепин, В.И.Черный, А,П.Шуляренко и B.В.Войцеховский (53) 621,382,77.039(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 497551, кл. G 03 137/12, Н 05 К 3/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР N.1639418, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к точному приборостроению. в частности к механизмам, обеспечивающим прецизионные линейные перемещения при обработке, контроле иэделий электронной техники. Цель изобретения — повышение точности и стабильности перемещения — достигается тем, что устрой-. ство снабжено дополнительным пьезопреобразователем 7, установленным симметрично первому. одни торцы пьезопреобразователей 6,7 соединены с основанием 4, а другие — с платформой 3, пьезопреобраэователи соединены с генератором сигналов 14 асимметричной формы в противофазе. Устройство также содержит стол 1, вы(1олненный в виде каретки 2 с изделием, упругие направляющие 5 упоры 8 платформы, держатель 9 основания, винт 10 со стопорящей гайкой 11, высоковольтный усилитель 12 постоянного тока, блок 13 управления. 1 з и, ф лы, 1 ил.

1707802

Изобретение относится к точному приборостроению, в частности к механизмам, обеспечивающим прецизионные линейные перемещения при обработке, контроле изделий электронной техники и наиболее эффективно может быть использовано в научных приборах при работе в сверхвысоком вакууме.

Целью изобретения является повышение точности и стабильности перемещения.

На чертеже изображена структурная схема устройства и осциллограммы генерируемых сигналов, Устройство содержит стол 1, выполненный в виде каретки 2 с иэделием, фрикционно сопряженной с платформой 3, через направляющие скольжения (не показаны).

Платформа 3 закреплена с воэможностью перемещения на основании 4 посредством упругих направляющих 5. выполненных в виде плоских пружин. Два пьезопреобразователя 6 и 7 (например, в виде цилиндров с электродами на боковых поверхностях) зажаты по торцам между упорами 8 и платформы 3 и держателем 9 основания 4 посредством винта 10 со стопорящей гайкой 11. Пьезопреобразователи 6 и 7 подключены протиеофазно к выходу высоковольтного усилителя 12 постоянного тока блока 13 управления.

Вход высоковольтного усилителя 12 постоянного тока связан с Bb ходом генератора 14 сигналов асимметричной формы, выполненного в виде генератора пилообразного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

На блок 13 управления подается сигнал (0улр) на запуск генератора 14 пилообразного напряжения, формирующего импульсы линейно возрастающего напряжения (А).

Эти импульсы усиливаются высоковольтным усилителем 12 постоянного тока до величины, например, 300 B. Во время медленного линейно нарастающего фронта импульса (переднего) напряжение на выходе высоковольтного усилителя 12 возрастает от нуля до напряжения источника питания Ел. Последнее.- прикладывается к йьеэопреобразователю, вызывая уменьшение его длины. Одновременно это напряжение между выходом усилителя 12 и корпусом ("землей") вызывает увеличение длины подключенного противофазного пьеэопреобразователя 6. Таким образом, такая подача йапряжения на пьезопреобразоеателИ 6 и 7 приводит к их противофазной деформации и смещению влево на один шаг посредством упоров 8 платформы 3 с кареткой 2, При этом каретка 2 неподвижна отно5

55 сительно платформы 3 благодаря действию сил трения покоя. Достигнув максимума, высоковольтный импульс падает до нуля, вызывая обратную противофазную деформацию пьезопреобразователей 6 и 7, возвращая платформу 3 в исходную точку (вправо). Скачок напряжения ускоряет платформу 3, в результате чего на каретку действует сила (инерции). превышающая максимальную силу трения покоя. При этом платформа 3 скользит вправо относительно каретки 2, Трубчатые пьезопреобразователи могут обеспечить ускорение платформы

330 и больше, в то время, как предел, налагаемый трением покоя, составляет 1. Таким образом, даже если реальный коэффициент трения намного больше единицы (сцепление поверхностей деталей друг с дру ом в сеерхвакууме), каретка 2 сместилась бы относительно платформы 3 по направляющим. Следующий импульс пилообразного напряжения вызывает еще один шаг перемещения влево каретки 2 по платформе 3.

Рееерсироеание осуществляется подачей сигнала на блок 13 управления, вызывающего работу генератора пилообразного напряжения в режиме линейно спадающего напряжения В этом случае изменяется наклон линейного участка "пилы" (Б) и каретка

2 скользит вправо по периодически ускоряемой влево поверхности платформы 3. Величина шага устройства зависит. е первую очередь. от значения амплитуды пилообразного напряжения, прикладываемого к пьезопрео".сззователям 6 и 7. Уменьшая его величину, повышают разрешающую способность устройства по перемещению. При напряжениак больше 40-60 В возможно шаговое перемещение. При меньших амплитудак пилообразного напряжения не происходит отработка заданных шагов перемещения, что объясняется невозможностью разрыва микроскопических связей (силы трения) междусоприкасающимися поверхностями каретки 2 и платформы 3, т.е. существует минимальный порог шага (амплитуды напряжения), при котором еще происходит перемещение каретки 2.

Для получения высокого разрешения (точности отработки заданного шага) генератор 14 сигналсе асимметричной формы выполнен е виде генератора ступенчатого линейно изменяющегося напряжения, Теперь медленное линейное перемещение платфорл ы 3 соеместно с кареткой 2 происходит микрошагами (ступеньками), и его можно остановить на любом микрошаге при дос-.",жении каретки 2 с изделием заданной позиции. При этом возникающие кинематические, температурные и другие нестабильФормула изобретения

1. Устройство для ориентированного перемещения иэделий, содержащее основание, платформу, соединенную с основанием

Составитель В.Сутормин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Кучерявая

Редактор Н.Рогулич

Заказ 2WX Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ности не влияют на точность отработки этого шага. ибо перемещающие пьезопреобразователи б и 7 характеризуются высокой жесткостью, термокомпенсацией, одинаковым воздействием на платформу 3 при реверсивных шагах, Другими словами при подключении генератора ступенчатого линейно изменяющегося напряжения каретки

2 с изделием может перемещаться (отрабатывать микрошаги) с возможной дискретностью подаваемых на пьезопреобразователи ступенек напряжения. Возможная минимальная величина отраба гываемого шага получается 1 нм и лучше, плоскими пружинами и пьеэопреобраэователем, каретку, расположенную на платформе, пьеэопреобразователь подключен к выходу генератора сигналов асимметрич5 нойформы.отличающееся тем.что с целью повышения точности и стабильности перемещения, оно снабжено дополнительным пьеэопреобраэователем, установленHblM симметрично первому, одни торцы

10 пьезопреобразователей соединены с основанием, а другие — c платформой, причем пьезопреобраэователи соединены с генератором сигналов асимметричной формы в противофазе, 15 2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что генератор сигналов асимметричной формы выполнен в виде генератора ступенчатого линейно изменяющегося напряжения.