FR2755744A1 - Dispositif de support de piece en translation x-y - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif (1) de support de pièce, susceptible de se déplacer suivant des première (X) et seconde (Y) directions, orthogonales l'une à l'autre. Selon l'invention, le dispositif comporte: - une base fixe (2), - un plateau mobile (3) de support de pièce, - des premiers (5) et seconds (6) moyens moteurs, destinés à déplacer ledit plateau mobile (3) par rapport à ladite base fixe (2), suivant respectivement la direction (X) et la direction (Y), et fixés sur ladite base (2), et - des moyens de liaison (4), disposés entre ladite base fixe (2) et ledit plateau mobile (3), susceptibles d'assurer, par l'intermédiaire desdits premiers (5) et seconds (6) moyens moteurs, le pilotage dudit plateau mobile (3), suivant les directions (X) et (Y), par rapport à ladite base fixe (2).

Description

La présente invention concerne un dispositif de support de pièce, susceptible de se déplacer suivant des première et seconde directions, orthogonales l'une à l'autre.
Un tel dispositif est couramment désigné par l'expression "table de translation X-Y", que l'on utilisera également, le cas échéant, ci-après.
On connaît différents dispositifs de ce type, dans lesquels, généralement, deux éléments sont superposés, l'un assurant le déplacement suivant une première direction, et l'autre suivant la seconde direction orthogonale à la première. De tels dispositifs souffrent en général d'un manque de précision, lié à la dissociation structurelle entre les deux mouvements, dont les défauts sont, par ailleurs, susceptibles de s'additionner. De plus, en course maximale, les tables de translation connues peuvent être soumises à un fléchissement important du fait que leur zone de sustentation peut être alors réduite sensiblement à un "point". Par ailleurs, les masses mobiles sont importantes. En outre, les dispositifs de mesure ne sont pas concourants avec le point de mesure, ce qui engendre l'erreur dite d'ABBE.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients.
A cet effet, le dispositif de support de pièce, susceptible de se déplacer suivant des première (X) et seconde (Y) directions, orthogonales l'une à l'autre, est remarquable, selon l'invention, en ce qu'il comporte - une base fixe, - un plateau mobile de support de pièce, - des premiers et seconds moyens moteurs, destinés à dépla
cer ledit plateau mobile par rapport à ladite base fixe,
suivant respectivement la direction (X) et la direction
(Y), et fixés sur ladite base, et - des moyens de liaison, disposés entre ladite base fixe et
ledit plateau mobile, susceptibles d'assurer, par l'inter
médiaire desdits premiers et seconds moyens moteurs, le
pilotage dudit plateau mobile, suivant les directions (X)
et (Y), par rapport à ladite base fixe.
Ainsi, un tel agencement permet un pilotage, suivant les deux directions (X) et (Y), de la table de translation en agissant sur un plan intermédiaire entre la base fixe et le plateau mobile, les moyens moteurs, fixes par rapport à un référentiel donné, assurant de plus la précision des déplacements, et la symétrie et la rigidité de l'ensemble, comme on le verra plus en détail par la suite.
De préférence, lesdits moyens de liaison comprennent, d'une part, des premiers rails de guidage, fixés sur ladite base, et des seconds rails de guidage, fixés sur ledit plateau mobile et orientés, respectivement, suivant les directions (X) et (Y), et, d'autre part, des chariots, reliant, par paire, lesdits rails, chaque chariot reliant des rails portés l'un par ladite base et l'autre par ledit plateau mobile.
En particulier, suivant une première réalisation du dispositif de l'invention, lesdits rails de guidage peuvent être réalisés sous forme de barres de section transversale quadratique, tandis que lesdits chariots peuvent être réalisés sous forme de patins de section transversale en U assemblés par paire dos à dos et suivant deux directions orthogonales.
Avantageusement, deux rails de guidage sont fixés sur la face supérieure de ladite base suivant, respectivement, les directions (X) et (Y) et trois rails de guidage sont fixés sur le dessous dudit plateau mobile, trois dites pièces intermédiaires reliant lesdits rails deux à deux.
Selon une autre réalisation du dispositif de l'invention, lesdits moyens de liaison comprennent, d'une part, deux premiers rails de guidage de section transversale en forme de U, prévus sur ladite base, et deux seconds rails de guidage de section transversale en forme de U, prévus sur ledit plateau mobile et, d'autre part, deux chariots sous forme de plaques, dont chacune présente deux patins sous forme de nervures de section transversale quadratique, fixés de part et d'autre respectivement de ladite pièce, chaque nervure étant apte à s'engager et à coulisser dans le rail correspondant.
Suivant une première variante de cette autre réalisation, les deux dits premiers rails de guidage sont prévus sur la face supérieure de ladite base en étant disposés à 900 l'un de l'autre suivant, respectivement, la direction (X) ou (Y), et les deux dits seconds rails de guidage sont prévus sur le dessous dudit plateau mobile en étant disposés à 900 l'un de l'autre suivant, respectivement, la direction (X) ou (Y), et les patins de chacune desdites pièces intermédiaires sont agencés à 900 l'un de l'autre pour s'engager, respectivement, dans un rail de guidage prévu sur ladite base et un rail de guidage prévu sur ledit plateau mobile, ces derniers rails étant orthogonaux l'un à l'autre.
Suivant une seconde variante, les deux dits premiers rails de guidage sont prévus sur la face supérieure de ladite base en étant disposés parallèlement l'un à l'autre, et en faisant un angle (a) avec l'une ou l'autre des directions (X) et (Y), et les patins de chacune desdites pièces intermédiaires sont disposés, l'un par rapport à l'autre, sous un angle tel qu'ils puissent s'engager dans leurs rails de guidage respectifs de ladite base et dudit plateau mobile.
De préférence, ledit angle (a) est au moins sensiblement égal à 450.
Par ailleurs, chacun desdits entraînements motorisés est avantageusement fixé à ladite base parallèlement au rail de guidage respectif prévu sur ladite base.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
La figure 1 est une vue en perspective éclatée schématique d'un premier exemple de réalisation du dispositif de support de pièce selon l'invention.
La figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1.
La figure 3 est une vue analogue à la figure 2, sans le plateau mobile.
La figure 4 est une vue de côté du dispositif de la figure 2.
Les figures 5a-5i illustrent différentes possibilités de déplacement du plateau mobile du dispositif des figures 1 à 4 par rapport à la base fixe.
La figure 6 est une vue en perspective éclatée schématique d'un autre exemple de réalisation du dispositif selon l'invention.
Les figures 7a-7i illustrent différentes possibilités de déplacement du plateau mobile du dispositif de la figure 6 par rapport à la base fixe.
La figure 8 est une vue en perspective éclatée schématique d'une variante de la réalisation montrée sur la figure 6.
Les figures 9a-9i illustrent différentes possibilités de déplacement du plateau mobile du dispositif de la figure 7 par rapport à la base fixe.
En regard des figures 1 à 4, le premier exemple de réalisation illustré du dispositif 1 de support de pièce selon l'invention, dite aussi table de translation X-Y, comporte une base fixe 2, reliée à un plateau mobile 3, support de pièce, par un ensemble intermédiaire 4.
Par ailleurs, deux entraînements motorisés 5 et 6, fixés à la base 2, sont prévus pour l'entraînement respectif suivant l'axe X et l'axe Y, à 900 l'un de l'autre.
Pour ce faire, la base 2 comporte deux rails de guidage 7 et 8, fixés à 900 l'un de l'autre sur la face supérieure 2A de celle-ci, et définissant respectivement les axes X et Y, tandis que le plateau mobile 3 comporte trois rails de guidage 9, 10 et 11 fixés sur le dessous 3A dudit plateau, dont les rails 10 et 11 sont parallèles l'un à l'autre, et à la direction Y, et le rail 9 leur est perpendiculaire. Comme montré, lesdits rails 7-11 présentent la forme de barres de section transversale quadratique.
Trois pièces intermédiaires 12, 13, 14, constituées, chacune, de deux patins, de section transversale en U, à recirculation de billes assemblés par paire dos à dos et suivant deux directions orthogonales, correspondant soit à la direction X, soit à la direction Y, relient, respectivement, les rails de guidage 8, 9 ; 7, 10 ; et 7, 11.
Ainsi, l'entraînement motorisé 5, fixé sur la face supérieure 2A de la base 2, est apte à entraîner la pièce intermédiaire 13, suivant la direction X (rail de guidage 7), celle-ci entraîne le plateau mobile 3, qui est découplé de l'entraînement suivant la direction Y par le rail de guidage 9.
De même, l'entraînement motorisé 6, fixé sur la face supérieure 2A de la base 2, est apte à entraîner la pièce intermédiaire 12, suivant la direction Y (rail de guidage 8), celle-ci entraîne le plateau mobile 3, qui est découplé de l'entraînement suivant la direction X par les rails de guidage 10 et 11.
Sur la figure 6, il est représenté un autre exemple de réalisation de la table de translation X-Y selon l'invention. Comme précédemment, la table 1 comporte une base fixe 2, reliée à un plateau mobile 3, support de pièce, par un ensemble intermédiaire 4.
De plus, deux entraînements motorisés 5 et 6, fixés sur la base 2, sont prévus pour l'entraînement respectif suivant l'axe X et l'axe Y, à 900 l'un de l'autre.
Pour ce faire, la base 2 présente deux rails de guidage 15, 16, disposés à 900 l'un de l'autre et matérialisant, respectivement, les axes X et Y. De façon analogue, le plateau mobile 3 présente deux rails de guidage 17, 18, disposés à 900 l'un de l'autre suivant, respectivement, les axes X et
Y. Ainsi, les rails 15 et 17 sont agencés parallèlement l'un à l'autre suivant la direction X, et les rails 16 et 18 parallèlement l'un à l'autre suivant la direction Y. Les rails 15, 16, présentant une section transversale en forme de U, sont prévus sur la face supérieure 2A de la base 2, tandis que les rails 17, 18, présentant de même une section transversale en forme de U, sont prévus sur le dessous 3A du plateau mobile 3.
Dans ce cas, l'ensemble intermédiaire 4 présente deux pièces 19 et 20, sensiblement sous forme de plaques. La première 19 de celles-ci présente deux patins 21, 22 sous forme de nervures de section transversale quadratique, fixés de part et d'autre respectivement de ladite pièce et à 900 l'un de l'autre. Le premier patin 21 est apte à s'engager et à coulisser dans le rail correspondant 15 de la base 2, tandis que le second patin 22 est apte à s'engager et à coulisser dans le rail correspondant 18 du plateau mobile 3. De même, la seconde pièce 20 présente deux patins 23, 24, sous forme de nervures de même section transversale quadratique, fixés de part et d'autre respectivement de ladite pièce et à 900 l'un de l'autre. Le premier patin 23 est apte à s'engager et à coulisser dans le rail correspondant 16 de la base 2, tandis que le second patin 24 est apte à s'engager et à coulisser dans le rail correspondant 17 du plateau mobile 3.
L'entraînement motorisé 5, fixé sur la base 2 parallèlement au rail 15, entraîne la pièce intermédiaire 19 suivant la direction X (guidage par le rail 15 et le patin 21), celleci entraîne le plateau mobile 3 qui est découplé de l'entraînement suivant Y par le guidage constitué par le patin 24 et le rail 17.
L'entraînement motorisé 6, fixé sur la base 2 parallèlement au rail 16, entraîne la pièce intermédiaire 20 suivant la direction Y (guidage par le rail 16 et le patin 23), celleci entraîne le plateau mobile 3 qui est découplé de l'entraînement suivant X par le guidage constitué par le patin 22 et le rail 18.
Par rapport à l'exemple de réalisation de la figure 6, celui de la figure 8 ne s'en distingue que par le fait, d'une part, que la base 2 présente deux rails de guidage 15, 16 parallèles l'un à l'autre, c'est-à-dire en étant orientés à 450 par rapport à l'une ou l'autre des directions X et Y et, d'autre part, que les patins 21, 22 de la première pièce intermédiaire 19 et les patins 23, 24 de la seconde pièce intermédiaire 20 sont disposés à 450 l'un par rapport à l'autre, de façon à pouvoir correspondre avec les rails de guidage 15, 16 de la base 2 et les rails 17, 18 du plateau mobile 3.
Comme précédemment, l'entraînement motorisé 5, fixé sur la base 2 parallèlement au rail 15, entraîne la pièce intermédiaire 19 suivant le guidage formé par le rail 15 et le patin 21, celle-ci entraîne le plateau mobile 3 qui est découplé de l'entraînement motorisé 6 par le guidage constitué par le patin 24 et le rail 17.
L'entraînement motorisé 6, fixé sur la base 2 parallèlement au rail 16, entraîne la pièce intermédiaire 20 suivant le guidage formé par le rail 16 et le patin 23, celle-ci entraîne le plateau mobile 3 qui est découplé de l'entraînement motorisé 5 par le guidage formé par le patin 22 et le rail 18. Ainsi, le déplacement du plateau mobile 3 suivant la direction X ou Y résulte d'une combinaison des déplacements des entraînements motorisés 5 et 6.
Le dispositif selon l'invention présente les avantages suivants.
Les entraînements motorisés 5 et 6 sont fixes (solidaires de la base 2 fixe). Leurs lignes d'action sont concourantes à l'axe d'exploration. Les masses mobiles sont réduites, et les performances dynamiques sont améliorées.
Par ailleurs, l'agencement du dispositif selon l'invention, notamment du fait de sa symétrie, permet de débarquer les entraînements dans le cas de l'utilisation de la table sous vide ou dans un environnement non magnétique. De plus, il existe la possibilité d'intégrer des règles de mesure situées dans l'axe des déplacements et concourantes à l'axe d'exploration.
On notera que l'intérêt d'intégrer les entraînements motorisés, ainsi que les règles de mesure, sur des axes concourants à l'axe d'exploration, réside dans le fait que l'on élimine de cette manière les erreurs de positionnement dues aux défauts de guidage (erreur d'ABBE).
De plus, outre la compacité de l'ensemble et la simplicité de son architecture, il est également possible d'utiliser la table pour des applications en diascopie.
Le montage parallèle des entraînements motorisés 5 et 6, dans la réalisation de la figure 8, permet, dans le cas de contraintes liées à l'environnement de la table (cuve à vide) de ne nécessiter qu'une zone d'accès.
On remarquera de plus que l'utilisation, selon l'invention, d'entraînements motorisés 5, 6, tels que disposés, implique une symétrie des charges exercées par et sur lesdits entraînements, ce qui entraîne une simplification du pilotage du système. De plus, comme on le voit sur les figures 5a-5i, 7a-7i et 9a-9i, la zone de sustentation de la table, quel que soit le déplacement imprimé à son plateau mobile, n'est jamais réduite à un "point", entraînant une forte rigidité de la structure.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) de support de pièce, susceptible de se déplacer suivant des première (X) et seconde (Y) directions, orthogonales l'une à l'autre, caractérisé en ce qu'il comporte - une base fixe (2), - un plateau mobile (3) de support de pièce, - des premiers (5) et seconds (6) moyens moteurs, destinés à
déplacer ledit plateau mobile (3) par rapport à ladite
base fixe (2), suivant respectivement la direction (X) et
la direction (Y), et fixés sur ladite base (2), et - des moyens de liaison (4), disposés entre ladite base fixe
(2) et ledit plateau mobile (3), susceptibles d'assurer,
par l'intermédiaire desdits premiers (5) et seconds (6)
moyens moteurs, le pilotage dudit plateau mobile (3),
suivant les directions (X) et (Y), par rapport à ladite
base fixe (2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison (4) comprennent, d'une part, des premiers rails de guidage (7, 8), fixés sur ladite base (2), et des seconds rails de guidage (9, 10, 11), fixés sur ledit plateau mobile (3) et orientés, respectivement, suivant les directions (X) et (Y), et, d'autre part, des chariots (12, 13, 14), reliant, par paire, lesdits rails, chaque chariot reliant des rails portés l'un par ladite base (2) et l'autre par ledit plateau mobile (3).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits rails de guidage (7-11) sont réalisés sous forme de barres de section transversale quadratique, tandis que lesdits chariots (12, 13, 14) sont réalisés sous forme de patins de section transversale en U assemblés par paire dos à dos et suivant deux directions orthogonales.
4. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que deux rails de guidage (7, 8) sont fixés sur la face supérieure (2A) de ladite base (2) suivant, respectivement, les directions (X) et (Y) et trois rails de guidage (9, 10, 11) sont fixés sur le dessous (3A) dudit plateau mobile (3), trois dites pièces intermédiaires (12, 13, 14) reliant lesdits rails deux à deux.
5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison (4) comprennent, d'une part, deux premiers rails de guidage (15, 16) de section transversale en forme de U, prévus sur ladite base (2), et deux seconds rails de guidage (17, 18) de section transversale en forme de U, prévus sur ledit plateau mobile (3) et, d'autre part, deux chariots (19, 20) sous forme de plaques, dont chacune présente deux patins (21, 22 ; 23, 24) sous forme de nervures de section transversale quadratique, fixés de part et d'autre respectivement de ladite pièce, chaque nervure étant apte à s'engager et à coulisser dans le rail correspondant.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux dits premiers rails de guidage (15, 16) sont prévus sur la face supérieure (2A) de ladite base (2) en étant disposés à 900 l'un de l'autre suivant, respectivement, la direction (X) ou (Y), et les deux dits seconds rails de guidage (17, 18) sont prévus sur le dessous (3A) dudit plateau mobile (3) en étant disposés à 900 l'un de l'autre suivant, respectivement, la direction (X) ou (Y), et en ce que les patins (21, 22 ; 23, 24) de chacune desdites pièces intermédiaires (19, 20) sont agencés à 900 l'un de l'autre pour s'engager, respectivement, dans un rail de guidage (15, 16) prévu sur ladite base (2) et un rail de guidage (17, 18) prévu sur ledit plateau mobile (3), ces derniers rails étant orthogonaux l'un à l'autre.
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux dits premiers rails de guidage (15, 16) sont prévus sur la face supérieure (2A) de ladite base (2) en étant disposés parallèlement l'un à l'autre, et en faisant un angle (a) avec l'une ou l'autre des directions (X) et (Y), et en ce que les patins (21, 22 23, 24) de chacune desdites pièces intermédiaires (19, 20) sont disposés, l'un par rapport à l'autre, sous un angle tel qu'ils puissent s'engager dans leurs rails de guidage respectifs (15, 16 ; 17, 18) de ladite base (2) et dudit plateau mobile (3).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit angle (a) est au moins sensiblement égal à 450.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chacun desdits entraînements motorisés (5, 6) est fixé à ladite base (2) parallèlement au rail de guidage respectif (7, 8 ; 15, 16) prévu sur ladite base (2).
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