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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorschubeinrichtung für
einen Mehrkoordinaten-Messtisch mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren
zur Steuerung einer Vorschubeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 8.
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Koordinaten-Messtische
der eingangs genannten Art werden in hochgenauen Koordinaten-Messgeräten
zur Vermessung von Substraten in der Halbleiter-Industrie verwendet.
Ein Koordinaten-Messgerät mit einem solchen Koordinaten-Messtisch
ist in dem Artikel "Maskenmetrologie mit der leica Ims ipro
für die Halbleiterproduktion" von K.-D. Röth und
K. Rinn, Mitteilungen für Wissenschaft und Technik Bd.
XI, Nr. 5, Seite 130–135, Oktober 1997, angegeben.
Dieses Messgerät dient zur hochgenauen Messung der Koordinaten
der Kanten eines Strukturelementes auf einem Substrat, z. B. einer
Maske und einem Wafer.
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Die
DE 101 40 174 A1 beschreibt
einen weiter verbesserten Koordinaten-Messtisch der eingangs genannten
Art sowie ein Koordinaten-Messgerät zur hochgenauen Messung
der Koordinaten der Kanten eines Strukturelementes auf einem Substrat, z.
B. einer Maske und einem Wafer. Das Koordinaten-Messgerät
weist einen Koordinaten-Messtisch der eingangs genannten Art auf,
der in der x-Richtung und der y-Richtung horizontal verschiebbar
ist. Er dient zur Aufnahme eines Substrates mit Strukturen, deren
Kanten-Koordinaten vermessen werden sollen. Ferner ist jeder Koordinatenachse
(x, y) des Messtischs ein separater Interferometer-Messstrahlengang
zugeordnet. An zwei zueinander senkrecht stehenden Seiten des Messtischs
sind Messspiegel angebracht, die sich an den Enden der beiden Interferometer-Messstrahlengänge
befinden. Mittels der beiden Messspiegel kann die Position des Messtisches
interferometrisch bestimmt werden. Der Koordinaten-Messtisch weist
für jede Koordinatenachse eine Antriebseinheit mit einem
Reibstab und einem Motor auf. Dabei liegt der Motor mit seiner Motorwelle auf
der einen Seite des Reibstabes an, während eine Andruckrolle
auf der anderen Seite des Reibstabes anliegt. Es ist mindestens
eine Fe der vorgesehen, welche die Andruckrolle, den Reibstab und
die Motorwelle mit einer Andruckkraft gegeneinander vorspannt. Dies
hat zur Folge, dass die Motorwelle kraftschlüssig an dem
Reibstab angreift, so dass die Drehbewegung des Motors in eine Linearbewegung des
Reibstabes umgesetzt wird.
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Ein
weiterer Koordinaten-Messtisch ist in der
DE 102 36 239 A1 beschrieben.
Für jede Koordinatenachse ist eine Antriebsachse mit einem
Reibstab und mit einem Motor vorgesehen. Dabei liegt der Motor mit
seiner Motorwelle auf der einen Seite des Reibstabs und eine Andruckrolle
auf der anderen Seite des Reibstabs an. Weiterhin dient eine Andruckfeder
zur Vorspannung der erwähnten Teile gegeneinander, wodurch
die Motorwelle kraftschlüssig an dem Reibstab angreift
und die Drehbewegung des Motors in eine Linearbewegung des Reibstabs
umsetzt.
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Koordinaten-Messgeräte
der genannten Art dienen zur Bestimmung der Koordinaten mit einer Reproduzierbarkeit
im Bereich von weniger als 5 nm. Da diese Messgenauigkeit, wie bereits
erwähnt, ganz wesentlich von der xy-Positioniergenauigkeit
und der Höhen-Ablaufgenauigkeit des Messtischs abhängt, werden
extrem hohe Anforderungen an die Konstruktion des Messtischs gestellt.
Da bei relativ großen zu bewegenden Massen der Kraftschluss
zwischen Motor und Reibstab teilweise verloren gehen kann, kann aufgrund
des damit verbundenen Schlupfes ein erheblicher Teil der ursprünglich
angestrebten Positioniergenauigkeit verloren gehen. Unerwünschte Schlupfeffekte
können auch bei sehr schnellen Vorschubbewegungen und hohen
Tischbeschleunigungen auftreten.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird daher darin gesehen, eine
Vorschubeinrichtung für einen Mehrkoordinaten-Messtisch
anzugeben, die eine präzise Positioniergenauigkeit auch
bei größeren Tischmassen und/oder bei hohen Verstellgeschwindigkeiten
bzw. -beschleunigungen erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorschubeinrichtung
für einen Mehrkoordinatenmesstisch gelöst, welche
eine steuerbare Stelleinrichtung zur variablen Anpassung der Andruckkraft des
Motors bzw. eines Gegenlagers an den Reibstab aufweist, wobei die
Andruckkraft in Abhängigkeit von der Beschleunigung des
Reibstabs einstellbar ist.
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Der
erfindungsgemäße Mehrkoordinaten-Messtisch weist
für jede Koordinatenachse eine Antriebseinheit mit einem
Reibstab und einem Motor auf. Der Motor liegt mit seiner Motorwelle
auf der einen Seite des Reibstabs an, während wenigstens eine Andruckrolle
bzw. Anpressrolle auf der anderen Seite des Reibstabs anliegt. Weiterhin
ist mindestens eine Andruckeinrichtung vorgesehen, welche die Andruckrolle,
den Reibstab und die Motorwelle mit einer Andruckkraft gegeneinander
vorspannt, wodurch die Motorwelle kraftschlüssig an dem
Reibstab angreift und die Drehbewegung des Motors in eine Linearbewegung
des Reibstabs umsetzt. Bei der erfindungsgemäßen
Vorschubeinrichtung weist die Andruckeinrichtung eine in Abhängigkeit
von der Beschleunigung des jeweiligen Reibstabs ansteuerbare Stelleinrichtung
zur variablen Anpassung der Andruckkraft auf. Auf diese Weise kann
die Andruckkraft je nach Bedarf erhöht werden, wodurch
unerwünschter Schlupf zwischen der rotierenden Motorwelle
und dem linear bewegten Reibstab weitgehend reduziert bzw. ausgeschlossen
werden kann. Durch eine Reduzierung der Andruckkraft bei stehendem
oder nur langsam rotierenden Motor mit entsprechend langsamer Vorschubbewegung
des Reibstabs und des damit gekoppelten Messtischs werden die Belastungen auf
die bewegten Bauteile, insbesondere auf die Motorwelle sowie den
Reibstab reduziert. Durch diese Maßnahme wird die Lebensdauer
dieser Bauteile erhöht, die Ausfallwahrscheinlichkeit der
bewegten Teile des Messtischs insgesamt reduziert und somit die Zuverlässigkeit
des gesamten Systems verbessert. Nicht zuletzt dient die erfindungsgemäße
Steuerungsmöglichkeit für die Andruckkraft der
den Reibstab antreibenden Rollen der Verbesserung der Präzision
des Messtischs, da alle Steuerungsbefehle zur Verschiebung des Messtischs
mit gleich bleibender Genauigkeit umgesetzt werden.
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Bei
einer Variante der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung
ist die Andruckrolle auf einem Andruckrollen-Halteelement angeordnet,
welches mit der Stelleinrichtung zur Variation der Andruckkraft gegen
den Reibstab gekoppelt ist. Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht insbesondere vor, dass die Motorwelle mit einer
oder zwei Stützrollen in Wirkverbindung steht, wobei die
Stützrollen die Motorwelle gegen die Andruckkraft der gegeneinander
verspannten Wellen bzw. Rollen abstützen, so dass deren
Lagerungen nicht überlastet werden, sondern länger
dauernder Beanspruchung zuverlässig standhalten. Die Stützrollen
sowie die Anpressrolle können bspw. in einem verstellbaren
Rahmen gelagert sein, wobei an einer Seite des Reibstabes die Motorwelle – unterstützt
durch die Stützrollen – und an der anderen Seite
die Anpressrolle angeordnet sind. Die Stelleinrichtung kann insbesondere
einen Linearmotor umfassen. Dieser Linearmotor der Stelleinrichtung
kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante
als Piezoantrieb ausgebildet sein. Die Erfindung umfasst jedoch
auch andere Arten von Linearantrieben, bspw. elektromagnetisch,
hydraulisch oder pneumatisch betätigte Antriebe.
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Ein
Piezoantrieb als Linearmotor umfasst je nach erforderlichem Verstellhub
typischerweise einen Piezostapel, einen sog. Piezostack, bestehend aus
einer Mehrzahl von identischen Piezoscheiben, deren jeweils sehr
kleiner Hub sich durch die serielle Anordnung zu einem insgesamt
größeren Hub addieren lässt. Der besondere
Vorteil derartiger Piezo-Linearantriebe liegt in der sehr präzisen
Steuerung eines vorgegebenen Hubs und in der sehr hohen Stellgeschwindigkeit,
die weit höher ist als die Stellgeschwindigkeit der als
Alternativen erwähnten Linearantriebe. So können
mit einem derartigen Piezoantrieb typischerweise Verstellhübe
erfolgen, die bei gleichem Verstellweg nur ca. 30% der Stellzeit
gegenüber einem vergleichbaren elektromagnetischen Antrieb
benötigen.
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Eine
Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen
Vorschubeinrichtung kann vorsehen, dass die Stelleinrichtung einen
Schwenkarm umfasst, der um eine fest stehende Achse schwenkbar ist,
und dass der Linearmotor am freien Ende des Schwenkarms angeordnet
ist. Durch diese Anordnung lässt sich eine sehr einfache
und kostengünstige Lagerung und Anordnung der Teile realisieren.
Zudem wird vermieden, dass das freie Ende des Piezostacks direkt
oder über eine daran angeordnete Rolle mit dem Reibstab zusammenwirken
muss. Die erwähnte Schwenkarm-Lagerung lässt sich
wesentlich einfacher konstruktiv umsetzen und bietet bei entsprechend
spielfrei eingestellten Lagerungen die gewünschte Präzision.
Ggf. kann zwischen Linearantrieb und Verstelleinrichtung eine Kraftmesseinrichtung,
bspw. in Form eines Kraftmesssensors bzw. einer sog. Kraftmessdose
angeordnet sein. Mit Hilfe dieses Sensors kann die auf den Reibstab
wirkenden Anpresskraft jederzeit präzise reguliert werden.
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Der
erwähnte Mehrkoordinaten-Messtisch kann insbesondere ein
X/Y-Koordinaten-Messtisch sein, der mit einer erfindungsgemäßen
Vorschubeinrichtung gemäß einer der zuvor erwähnten
Ausführungsvarianten ausgestattet ist. Bei dieser Vorschubeinrichtung
können die Lagerungen der Andruckrolle beispielsweise als
Kugellager oder Pendelkugellager oder Nadellager ausgebildet sein.
Diese Lager sollten eine möglichst geringe Lagerluft aufweisen,
um die Verstellgenauigkeit nicht zu beeinträchtigen. Gleichzeitig
sollten die Lager jedoch auch sehr leichtgängig sein und
kein Losbrechmoment für das gesamte System verursachen.
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Es
sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Erfindung auch ein
entsprechendes Verfahren zur Steuerung einer derartigen Vorschubeinrichtung
betrifft, bei dem die Andruckkraft für die Andruckrollen bzw.
die Motorwelle in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit
bzw. der Beschleunigung des Reibstabs variabel eingestellt wird.
Die oben erwähnten Aspekte der erfindungsgemäßen
Vorschubeinrichtung beziehen sich in gleicher Weise auf das erwähnte
Verfahren.
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Im
Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und
ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher
erläutern.
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1 zeigt
eine schematische Perspektivansicht eines Koordinaten-Messgerätes
gemäß dem Stand der Technik.
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2 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung eine Vorschubeinrichtung mit
einem Reibstab, die Bestandteil eines Mehrkoordinaten-Messgerätes
gemäß 1 sein kann.
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3 zeigt
in einer schematischen Darstellung die Vorschubeinrichtung gemäß 2 mit
dem linear verschiebbaren Reibstab.
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4 zeigt
in einer perspektivischen Detailansicht die Vorschubeinrichtung
gemäß 3.
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5 zeigt
eine weitere Detailansicht der Vorschubeinrichtung gemäß 4.
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6 zeigt
in einer Längsschnittdarstellung eine Detailansicht X aus 5.
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Die
schematische Perspektivdarstellung der 1 zeigt
ein Mehrkoordinaten-Messgerät bzw. einen Mehrkoordinaten-Messtisch
gemäß dem Stand der Technik, während
anhand der 2, 3 und 4 der
Aufbau und die Funktion einer erfindungsgemäßen
Vorschubeinrichtung für einen derartigen Mehrkoordinaten-Messtisch
näher erläutert werden.
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Die
Darstellung der
1 zeigt eine räumliche
Ansicht eines bspw. in der
DE
102 36 239 A1 beschriebenen komplett montierten Koordinaten-Messtischs
1.
Dargestellt ist ein Basisteil
2 mit einem darüber
angeordneten Mittelteil
4. Das Mittelteil
4 ist
aufgehängt an einem y-Führungselement
6 und
einem zusätzlichen Tragelement
13, welche sich
beide mittels Tragluftlagern
7 auf der planen Oberfläche
des Basisteils
2 abstützen und darauf gleitend
verschiebbar sind. Zur Verschiebung des Mittelteils
4 in
x-Richtung weist das Basisteil
2 ein als Nut ausgebildetes x-Führungselement
3 auf.
Die an dem Mittelteil
4 angeordneten Führungsluftlager
8,
welche zur Führung der Bewegung in x-Richtung in das x-Führungselement
3 eingreifen,
sind in dieser Darstellung verdeckt.
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Zur
Erzielung der x-Bewegung ist das Mittelteil 4 mit einem
x-Reibstab 10 verbunden, welcher die Drehbewegung eines
x-Antriebselementes 9 auf das Mittelteil 4 überträgt.
Gegenüber einer Motorwelle 19 des x-Antriebselementes 9 ist
eine Andruckrolle 20 an dem x-Reibstab 10 kraftschlüssig
angeordnet. Dazu sind die Andruckrolle 20, der x-Reibstab 10 und die
Motorwelle 19 mit einer Andruckkraft mindestens einer nicht
dargestellten Feder gegeneinander vorspannt, so dass die Motorwelle 19 kraftschlüssig
an dem x-Reibstab angreift.
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Der
Motorwelle 19 des x-Antriebselementes 9 ist ein
Kompensationsmittel 21 zugeordnet, das eine der Andruckkraft
entgegengesetzt gerichtete Ausgleichskraft erzeugt, welche auf die
Motorwelle 19 gerichtet ist und die Andruckkraft kompensiert. Dies
ermöglicht eine Anpassung der Andruckkraft, so dass der
Verschleiß an der Motorwelle 19 und des Reibstabs
weitgehend reduziert sind.
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Oberhalb
des Mittelteils 4 ist der Tischkörper 5 angeordnet,
welcher das Mittelteil 4 weit überspannt. Der
Tischkörper 5 stützt sich mittels mehrerer Tragluftlager 7 ebenfalls
auf die Oberfläche des Basisteils 2 ab und ist
gleitend in y-Richtung entlang eines y-Führungselements 6 verschiebbar.
Da dieses y-Führungselement 6 das in x-Richtung
bewegliche Mittelteil 4 trägt, folgt der Tischkörper 5 zwangsgeführt
jeder Bewegung des Mittelteils 4 in x-Richtung.
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An
der dem y-Führungselement 6 zugewandten Außenseite
des Tischkörpers 5 sind zwei Halteelemente 14 angeordnet,
an denen ein y-Lineal 15 befestigt ist. An dem y-Lineal 15 sind
außenseitig mehrere Führungsluftlager 8 angeordnet,
welche gegen die Außenseite des y-Führungselements 6 gelagert
sind und eine präzise Bewegung des Tischkörpers 5 entlang
des y-Führungselementes 6 sicherstellen. Zur Erzielung
der y-Bewegung ist an dem Basisteil 2 ortsfest ein y-Antriebselement 11 angeordnet,
dessen Drehbewegung mit einem y-Reibstab 12 auf den Tischkörper 5 übertragen
wird.
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Der
y-Reibstab 12 greift an seinem einen Ende mit einem Ringluftlager 16 an
einer in x-Richtung verlaufenden Schubstange 17 an und überträgt damit
die y-Bewegung des y-Reibstabes 12 auf den Tischkörper 5.
Eine Andruckrolle 20 ist gegenüber der Motorwelle 19 an
dem y-Reibstab 12 kraftschlüssig angeordnet. Dazu
sind die Andruckrolle 20, der y-Reibstab 12 und
die Motorwelle 19 mit der Andruckkraft mindestens einer
nicht dargestellten Feder gegeneinander vorspannt, so dass die Motorwelle 19 kraftschlüssig
an dem y-Reibstab 12 angreift.
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Auch
der Motorwelle 19 des y-Antriebselementes 11 ist
ein Kompensationsmittel 21 zugeordnet, das eine der Andruckkraft
entgegengesetzt gerichtete Ausgleichskraft erzeugt, welche auf die
Motorwelle 19 gerichtet ist und die Andruckkraft kompensiert.
Das Basisteil 2, das Mittelteil 4 und der Tischkörper 5 weisen übereinander
liegend jeweils eine innen liegende Öffnung 18 auf,
welche einen Durchlichtbereich für Durchlichtmessungen
freihalten.
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2 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung eine Vorschubeinrichtung mit
einem Reibstab 10, die Bestandteil eines Mehrkoordinaten-Messgerätes 1 gemäß 1 sein
kann. Die Vorschubeinrichtung umfasst eine Antriebseinheit 22, die
anhand der folgenden Figuren im Detail erläutert wird.
Das Antriebselement 9 in Form eines elektrischen Antriebsmotors
treibt eine Motorwelle 19, die direkt auf den Reibstab 10 wirkt,
wodurch die Drehbewegung der Motorwelle 19 auf eine lineare
Vorschubbewegung des Reibstabs 10 übersetzt wird. Das
Antriebselement 9 ist unterhalb eines Rahmens 23 angeordnet,
jedoch nicht mit diesen verbunden. Der Rahmen 23 weist
eine Andruckeinrichtung 25 auf, die in Zusammenwirkung
mit einer Stelleinrichtung 27 für eine konstante
Andruckkraft der Motorwelle 19 an den Reibstab 10 und
damit für die Verhinderung von Schlupf sorgt.
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3 zeigt
in einer schematischen Darstellung die Vorschubeinrichtung gemäß 2 mit
dem linear verschiebbaren Reibstab 10. Es ist dabei erkennbar,
dass zwei Stützrollen 24 für die Motorwelle 19 auf
einem Andruckrollen-Halteelement bzw. an einem Schwenkarm 26 des
Rahmenabschnittes 23 angeordnet und drehbar gelagert sind.
Der Schwenkarm 26 ist mit einer Stelleinrichtung 27 zur
Variation der Andruckkraft der Stützrollen 24 gegen
die Motorwelle 19 gekoppelt. An der anderen Seite des geschlossenen
Rahmens 23 ist eine Anpressrolle 20 angeordnet
und drehbar gelagert, so dass der Reibstab 10 zwischen
der Motorwelle 19 und der Anpressrolle 20 geführt
und durch den Antrieb des Motors linear verschoben werden kann.
Die Anordnung der beiden Stützrollen 24 am Schwenkarm 26 der
Andruckeinrichtung 25 sorgen dafür, dass die Andruckkraft,
die zwischen Motorwelle 19 und Anpressrolle 20 wirkt,
variiert werden kann, wodurch der Reibstab 10 schlupffrei
geführt werden kann.
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Der
einseitig am Rahmen 23 gelagerte Schwenkarm 26 der
Andruckeinrichtung 25 wird mittels einer Stelleinrichtung 27 betätigt,
die als Linearmotor 29 ausgebildet ist. Als derartiger
Linearmotor 29 kommt gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Piezoantrieb
zum Einsatz, da ein solcher Piezoantrieb in sehr kurzer Zeit hochpräzise
Stellbewegungen machen kann, so dass die beiden Stützrollen 24 je
nach Vorschubgeschwindigkeit und Beschleunigung des Reibstabs 10 stärker
oder weniger stark in Richtung der Motorwelle 19 bzw. der
Anpressrolle 20 gedrückt werden können.
Zwischen Linearmotor 29 und Schwenkarm 26 ist
ein Kraftmesssensor 36 angeordnet, um je nach Vorschubgeschwindigkeit
des Reibstabs 10 eine passende Andruckkraft am Piezoantrieb
einstellen zu können.
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Die
schematische Darstellung der 4 zeigt
in einer weiteren Perspektivansicht den Rahmen 23 der Antriebseinheit 22 mit
den darin angeordneten Einzelteilen. In 4 und in 5 ist
jeweils erkennbar, dass die beiden Stützrollen 24 auf
dem Stützrollen-Halteelement bzw. an dem Schwenkarm 26 des
Rahmenabschnittes 23 angeordnet sind. Der Schwenkarm 26 ist
mit einer Stelleinrichtung (nicht dargestellt) zur Variation der
Andruckkraft der Stützrollen 24 gegen die Motorwelle
(nicht dargestellt) gekoppelt. An der anderen Seite des geschlossenen Rahmens 23 ist
die einzelne Anpressrolle 20 gelagert, so dass der Reibstab
zwischen der Motorwelle 19 und der Anpressrolle 20 geführt
und durch den Antrieb des Motors linear verschoben werden kann. Von
der Stelleinrichtung ist in 4 lediglich
der Kraftmesssensor 36 angedeutet, auf den ein Stellglied
des Linearmotors wirkt. Der Schwenkarm 26 ist um eine fest
stehende Achse 28 schwenkbar, wobei der Linearmotor am
freien Ende des Schwenkarms 26 angeordnet ist, um die lineare
Stellbewegung in sehr kleine Schwenkwinkel des Schwenkarms 26 umzusetzen,
woraus schließlich die gewünschten Zustellbewegungen
der Stützrollen 24 gegen die Motorwelle 19 resultieren.
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Um
den Linearmotor 29 und den Kraftmesssensor 36 montierbar
zu machen, ist er an einem fest mit dem übrigen Rahmen 23 verbundenen
Rahmenabschnitt 30 angeordnet, dessen Verbindung 31 zum Rahmen 23 bspw.
als Schraubverbindung ausgebildet sein kann. Anhand der Detailansicht
der 5 ist die feste Verankerung des Kraftmesssensors 36 der Stelleinrichtung 27 an
diesem Rahmenabschnitt 30 verdeutlicht. Eine linear in
paralleler Richtung zur Längserstreckungsrichtung des Rahmenabschnitts 30 verschiebbare
Stellachse 32 des Kraftmesssensors 36 überträgt
die Stellbewegungen des Piezoantriebs über ein Koppelelement 33 und
einen Verbindungsstab 34 auf den Schwenkarm 26.
Zwischen dem stufenförmig abgesetzten Verbindungsstab 34 und
der entsprechenden Aufnahme des Schwenkarms 26 ist ein
Tellerfederstapel 35 angeordnet, dessen definierte Federrate
einerseits für eine gewisse Dämpfung der Verstellbewegungen
und andererseits für eine gewünschte Vorspannkraft
des Schwenkarms 26 gegen die Anpressrolle 20 bzw. den
dazwischen eingespannten Reibstab sorgt.
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Die
Detailansicht der 5 zeigt diese Vorschubeinrichtung
nochmals in ihren einzelnen Details, während 6 in
einer Detailansicht aus 5 einen Tellerfederstapel und
dessen Anordnung verdeutlicht. Auf die Darstellung eines Reibstabes
wurde in den 4 und 5 der besseren Übersichtlichkeit
halber verzichtet. Die grundsätzliche Funktion der dargestellten
Antriebseinheit für die Reibstäbe zum Antrieb
des Messtischs unterscheidet sich jedoch nicht wesentlich von der
in 1 gezeigten bekannten Variante. Es sei an dieser
Stelle zudem erwähnt, dass es sich bei dem Mehrkoordinaten-Messtisch
nicht unbedingt um einen sog. X/Y-Koordinaten-Messtisch handeln
muss, sondern dass auch andere Varianten eines horizontal in eine
Richtung oder in mehrere Richtungen verschiebbaren Messtischs denkbar
sind, für welche die erfindungsgemäße
Vorschubeinrichtung in vorteilhafter Weise einsetzbar ist.
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Die 6 zeigt
in einer Längsschnittdarstellung eine Detailansicht X aus 5.
Gezeigt ist der Tellerfederstapel 35, der zwischen dem
Schwenkarm 26 und dem Verbindungsstab 34 des Kraftmesssensors 36 bzw.
des Linearmotors angeordnet ist. Dabei ist nochmals das Koppelelement 33 näher
verdeutlicht, das bspw. wie im gezeigten Ausführungsbeispiel
als Kugelgelenk ausgebildet sein kann.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt)
vorgesehen, die dafür sorgt, dass die Stelleinrichtung 27 bzw.
der Linearmotor 29 die Andruckeinrichtung 25 so
anlenkt, dass in Abhängigkeit von der Beschleunigung des
jeweiligen Reibstabs die Andruckkraft variabel gesteuert wird. Auf
diese Weise kann auch bei schnellen Stellbewegungen und den damit
verbundenen hohen Beschleunigungen des Reibstabs eine schlupffreie Kraftübertragung
gewährleistet werden, ohne dass die dafür notwendige
hohe Andruckkraft auch bei langsamen Stellbewegungen oder im Stillstand
des Motors aufrechterhalten werden muss. Eine permanent wirkende
hohe Andruckkraft würde zu relativ hohen Bauteilbelastungen
für die Lagerungen der Motorwelle 19 und damit
zu einem relativ hohen Verschleiß führen.
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- 1
- Koordinaten-Messtisch
- 2
- Basisteil
- 3
- x-Führungselement
- 4
- Mittelteil
- 5
- Tischkörper
- 6
- y-Führungselement
- 7
- Tragluftlager
- 8
- Führungsluftlager
- 9
- x-Antriebselement
- 10
- x-Reibstab
- 11
- y-Antriebselement
- 12
- y-Reibstab
- 13
- zusätzliches
Tragelement
- 14
- Halteelemente
- 15
- y-Lineal
- 16
- Ringluftlager
- 17
- Schubstange
- 18
- innen
liegende Öffnung
- 19
- Motorwelle
- 20
- Anpressrolle
- 21
- Kompensationsmittel
- 22
- Antriebseinheit
- 23
- Rahmen
- 24
- Stützrolle
- 25
- Andruckeinrichtung
- 26
- Schwenkarm
- 27
- Stelleinrichtung
- 28
- Schwenklager
- 29
- Linearmotor
- 30
- Rahmenabschnitt
- 31
- Verbindung
- 32
- Stellachse
- 33
- Koppelelement
- 34
- Verbindungsstab
- 35
- Tellerfederpaket
- 36
- Kraftmesssensor
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10140174
A1 [0003]
- - DE 10236239 A1 [0004, 0022]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - "Maskenmetrologie
mit der leica Ims ipro für die Halbleiterproduktion" von
K.-D. Röth und K. Rinn, Mitteilungen für Wissenschaft
und Technik Bd. XI, Nr. 5, Seite 130–135, Oktober 1997 [0002]