DE102023111023A1

DE102023111023A1 - positioning system

Info

Publication number: DE102023111023A1
Application number: DE102023111023.3A
Authority: DE
Inventors: Markus Aegerter
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2023-04-28
Filing date: 2023-04-28
Publication date: 2024-10-31

Abstract

Es wird ein Positioniersystem (1) vorgeschlagen, das einen rechteckigen Führungsrahmen (23) und zwei an Rahmenschenkeln (28, 29) des Führungsrahmens (23) verschiebbar gelagerte Führungstraversen (33, 34) aufweist. Ein an den beiden Führungstraversen (33, 34) gelagerter Positionierschlitten (7) kann durch Verschieben der beiden Führungstraversen (33, 34) zu einer Positionierbewegung (8) angetrieben werden. Für die Bewegung der beiden Führungstraversen (33, 34) ist ein Riemensystem (16) vorgesehen, das über zwei motorisch antreibbare Riemenstrukturen (42, 43) verfügt, die jeweils an einer der beiden Führungstraversen (33, 34) angreifen.

A positioning system (1) is proposed which has a rectangular guide frame (23) and two guide crossbeams (33, 34) which are movably mounted on frame legs (28, 29) of the guide frame (23). A positioning carriage (7) mounted on the two guide crossbeams (33, 34) can be driven to a positioning movement (8) by moving the two guide crossbeams (33, 34). A belt system (16) is provided for the movement of the two guide crossbeams (33, 34), which has two motor-driven belt structures (42, 43), each of which engages one of the two guide crossbeams (33, 34).

Description

Die Erfindung betrifft ein Positioniersystem,

- mit einem Positionierschlitten, der eine mit einem Endeffektor bestückbare Endeffektorschnittstelle aufweist und zur Bewegung und Positionierung der Endeffektorschnittstelle unter Ausführung einer Positionierbewegung in einer von der Achsrichtung einer x-Achse definierten x-Achsrichtung und einer von der Achsrichtung einer zu der x-Achse orthogonalen y-Achse definierten y-Achsrichtung zweidimensional verfahrbar ist,
- wobei der Positionierschlitten an einer Führungsstruktur verschiebbar gelagert ist und durch eine über ein motorisch angetriebenes Riemensystem verfügende Antriebseinrichtung relativ zu der Führungsstruktur zu der Positionierbewegung antreibbar ist.

The invention relates to a positioning system,

- with a positioning carriage which has an end effector interface which can be equipped with an end effector and which can be moved two-dimensionally for moving and positioning the end effector interface by executing a positioning movement in an x-axis direction defined by the axial direction of an x-axis and a y-axis direction defined by the axial direction of a y-axis orthogonal to the x-axis,
- wherein the positioning carriage is displaceably mounted on a guide structure and can be driven for the positioning movement relative to the guide structure by a drive device having a motor-driven belt system.

Ein aus der WO 96/37346 A1 bekanntes Positioniersystem dieser Art verfügt über eine Führungsstruktur, an der eine Quertraverse in einer y-Achsrichtung verschiebbar gelagert ist, an der ihrerseits ein Positionierschlitten in einer zu der y-Achsrichtung senkrechten x-Achsrichtung verschiebbar gelagert ist. Das Positioniersystem enthält ferner eine Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Positionierbewegung, die über ein motorisch angetriebenes Riemensystem verfügt, wobei das Riemensystem aus einer sich in einer Ebene erstreckenden Riemenstruktur besteht, die sich aus einer Mehrzahl von Umlenkrädern und aus einem um die Umlenkräder in einer H-Konfiguration herumgeschlungenen Antriebsriemen zusammensetzt. Die Antriebseinrichtung verfügt über zwei elektrische Antriebsmotoren, durch die jeweils eines der Umlenkräder rotativ antreibbar ist, sodass der an dem Antriebsriemen befestigte Positionierschlitten abhängig von der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeit der mit den Antriebsmotoren gekoppelten Umlenkräder in der x-Achsrichtung und in der y-Achsrichtung variabel verfahrbar und positionierbar ist. Dementsprechend kann ein an der Endeffektorschnittstelle befestigter Endeffektor beliebiger Art nach Bedarf positioniert werden. Da für die Bewegung des Positionierschlittens zwei Antriebe auf ein und dieselbe Riemenstruktur einwirken, ist für den Betrieb eine relativ komplexe und dementsprechend kostenaufwendige Steuerungstechnik erforderlich. Die direkte kraftübertragende Kopplung zwischen der Riemenstruktur und dem Positionierschlitten erschwert zudem die Montage und kann sich im Laufe der Zeit auf die Positioniergenauigkeit auswirken.One from the WO 96/37346 A1 A known positioning system of this type has a guide structure on which a crossbeam is mounted so as to be displaceable in a y-axis direction, on which a positioning carriage is mounted so as to be displaceable in an x-axis direction perpendicular to the y-axis direction. The positioning system also contains a drive device for generating the positioning movement, which has a motor-driven belt system, wherein the belt system consists of a belt structure extending in a plane, which is composed of a plurality of deflection wheels and a drive belt wound around the deflection wheels in an H-configuration. The drive device has two electric drive motors, by means of which one of the deflection wheels can be driven in rotation, so that the positioning carriage attached to the drive belt can be variably moved and positioned in the x-axis direction and in the y-axis direction depending on the direction of rotation and the rotational speed of the deflection wheels coupled to the drive motors. Accordingly, an end effector of any type attached to the end effector interface can be positioned as required. Since two drives act on one and the same belt structure to move the positioning carriage, a relatively complex and accordingly expensive control technology is required for operation. The direct force-transmitting coupling between the belt structure and the positioning carriage also makes assembly more difficult and can affect positioning accuracy over time.

Ein auf einem vergleichbaren Funktionsprinzip basierendes Positioniersystem ist in der DE 10 2011 012 127 A1 beschrieben.A positioning system based on a comparable functional principle is available in the DE 10 2011 012 127 A1 described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Positioniersystem zu schaffen, das bei verhältnismäßig kostengünstiger Herstellung eine einfache Montage erlaubt und sich auch auf lange Sicht mit einer hohen Positioniergenauigkeit betreiben lässt.The invention is based on the object of creating a positioning system which allows simple assembly while being relatively inexpensive to manufacture and which can also be operated with a high positioning accuracy in the long term.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß vorgesehen,

- dass die Führungsstruktur einen rechteckigen Führungsrahmen mit vier sich paarweise gegenüberliegenden und in vier Eckbereichen miteinander verbundenen Rahmenschenkeln aufweist, bei denen es sich um zwei sich in der x-Achsrichtung erstreckende x-Rahmenschenkel und um zwei sich in der y-Achsrichtung erstreckende y-Rahmenschenkel handelt,
- und dass die Führungsstruktur ferner zwei an dem Führungsrahmen verschiebbar gelagerte Führungstraversen aufweist, bei denen es sich um eine an den beiden x-Rahmenschenkeln zur Ausführung einer in der x-Achsrichtung orientierten x-Bewegung verschiebbar gelagerte y-Führungstraverse und um eine an den beiden y-Rahmenschenkeln zur Ausführung einer in der y-Achsrichtung orientierten y-Bewegung verschiebbar gelagerte, die y-Führungstraverse kreuzende x-Führungstraverse handelt,
- wobei der Positionierschlitten an der x-Führungstraverse in der x-Achsrichtung und an der y-Führungstraverse in der y-Achsrichtung verschiebbar gelagert und jeweils quer dazu abgestützt ist, sodass er durch die y-Führungstraverse in der x-Achsrichtung und durch die x-Führungstraverse in der y-Achsrichtung bewegbar ist,
- wobei das Riemensystem der Antriebseinrichtung zwei unabhängig voneinander motorisch antreibbare oder angetriebene Riemenstrukturen aufweist, bei denen es sich um eine mit der x-Führungstraverse zur Erzeugung deren y-Bewegung kraftübertragend verbundene x-Riemenstruktur und um eine mit der y-Führungstraverse zur Erzeugung deren x-Bewegung kraftübertragend verbundene y-Riemenstruktur handelt.

To solve this problem, in conjunction with the features mentioned above, the invention provides

- that the guide structure has a rectangular guide frame with four frame legs which are arranged opposite one another in pairs and connected to one another in four corner areas, which are two x-frame legs extending in the x-axis direction and two y-frame legs extending in the y-axis direction,
- and that the guide structure further comprises two guide crossbars slidably mounted on the guide frame, which are a y-guide crossbar slidably mounted on the two x-frame legs for carrying out an x-movement oriented in the x-axis direction and an x-guide crossbar slidably mounted on the two y-frame legs for carrying out a y-movement oriented in the y-axis direction and crossing the y-guide crossbar,
- wherein the positioning carriage is mounted on the x-guide crossbeam in the x-axis direction and on the y-guide crossbeam in the y-axis direction and is supported transversely thereto, so that it can be moved by the y-guide crossbeam in the x-axis direction and by the x-guide crossbeam in the y-axis direction,
- wherein the belt system of the drive device has two independently motor-driven or driven belt structures, which are an x-belt structure connected to the x-guide crossbeam in a force-transmitting manner to generate its y-movement and a y-belt structure connected to the y-guide crossbeam in a force-transmitting manner to generate its x-movement.

Bei dem erfindungsgemäßen Positioniersystem erfährt der Positionierschlitten die zu seiner Positionierung erforderliche Antriebskraft über das vorhandene Riemensystem nur indirekt, indem das Riemensystem auf zwei an einem rechteckigen Führungsrahmen orthogonal zueinander bewegbare Führungstraversen einwirkt, an denen wiederum der Positionierschlitten jeweils linear verschiebbar gelagert ist. Der Positionierschlitten ist entlang beider Führungstraversen verschiebbar, wobei er an jeder Führungstraverse quer zu deren Längsrichtung abgestützt ist, sodass er sowohl in einer x-Achsrichtung als auch in einer dazu orthogonalen y-Achsrichtung sehr präzise verschiebbar geführt ist. Die vorgenannte Querabstützung wird nicht nur zur Linearführung, sondern auch zur Übertragung der Antriebskräfte genutzt, wobei der Positionierschlitten durch jede der beiden Führungstraversen so beaufschlagbar ist, dass er sich entlang der jeweils anderen Führungstraverse bewegt. Die beiden Führungstraversen ihrerseits sind jeweils an zwei sich paarweise gegenüberliegenden Rahmenschenkeln des rechteckigen Führungsrahmens in zueinander orthogonalen Richtungen verschiebbar gelagert. Auf diese Weise sind die beiden Führungstraversen mit hoher Präzision verschiebbar und positionierbar. Die Bewegung der beiden Führungstraversen ist durch das an diesen beiden Führungstraversen angreifende Riemensystem hervorrufbar. Dieses Riemensystem enthält zwei gesonderte Riemenstrukturen, die unabhängig voneinander antreibbar beziehungsweise angetrieben sind und die jeweils mit nur einer der beiden Führungstraversen kraftübertragend verbunden sind. Somit kann durch Betätigung der einen Riemenstruktur die eine Führungstraverse und durch Betätigung der anderen Riemenstruktur die andere Führungstraverse bewegt und positioniert werden. Die für diesen Zweck genutzten Steuerungsmaßnahmen sind relativ kostengünstig bereitstellbar, da jeder Führungstraverse eine eigene Riemenstruktur zugeordnet ist. Durch eine aufeinander abgestimmte Betätigung der beiden Riemenstrukturen kann der Positionierschlitten und mithin auch die daran befindliche Endeffektorschnittstelle wahlweise nur in der x-Achsrichtung oder nur in der y-Achsrichtung oder überlagert gleichzeitig sowohl in der x-Achsrichtung als auch in der y-Achsrichtung bewegt werden. Auf diese Weise können beliebige Positionen innerhalb einer von der x-Achse und der y-Achse aufgespannten Ebene angefahren werden. Obgleich die Riemenstrukturen für die Erzeugung der Positionierbewegung des Positionierschlittens verantwortlich sind, haben sie keine direkte Verbindung zum Positionierschlitten, was die Montage und auch später eventuell erforderliche Wartungsmaßnahmen oder Umrüstmaßnahmen vereinfacht.In the positioning system according to the invention, the positioning carriage receives the drive force required for its positioning only indirectly via the existing belt system, in that the belt system acts on two guide crossbeams that can be moved orthogonally to one another on a rectangular guide frame, on which the positioning carriage is in turn mounted so that it can be moved linearly. The positioning carriage can be moved along both guide crossbeams, whereby it is positioned on each guide crossbeam transversely to its longitudinal direction. is supported so that it can be moved very precisely in both the x-axis direction and the y-axis direction that is orthogonal to it. The aforementioned cross support is not only used for linear guidance, but also for transmitting the drive forces, whereby the positioning carriage can be acted upon by each of the two guide crossbeams in such a way that it moves along the other guide crossbeam. The two guide crossbeams are in turn each mounted on two pairs of opposite frame legs of the rectangular guide frame so that they can be moved in mutually orthogonal directions. In this way, the two guide crossbeams can be moved and positioned with high precision. The movement of the two guide crossbeams can be brought about by the belt system that engages these two guide crossbeams. This belt system contains two separate belt structures that can be driven or driven independently of one another and that are each connected to only one of the two guide crossbeams in a force-transmitting manner. Thus, by operating one belt structure, one guide crossbeam can be moved and positioned, and by operating the other belt structure, the other guide crossbeam can be moved and positioned. The control measures used for this purpose can be provided relatively inexpensively, since each guide crossbeam is assigned its own belt structure. By operating the two belt structures in a coordinated manner, the positioning carriage and thus also the end effector interface located on it can be moved either only in the x-axis direction or only in the y-axis direction, or simultaneously in both the x-axis and the y-axis direction. In this way, any position within a plane spanned by the x-axis and the y-axis can be approached. Although the belt structures are responsible for generating the positioning movement of the positioning carriage, they have no direct connection to the positioning carriage, which simplifies assembly and any maintenance or conversion measures that may be required later.

Zur Definition des Positioniersystems wird auf ein kartesisches Koordinatensystem Bezug genommen, wobei die erwähnte x-Achsrichtung von der Achsrichtung einer x-Achse und die erwähnte y-Achsrichtung von der Achsrichtung einer zur x-Achse orthogonalen y-Achse gebildet ist. Eine zu der x-Achse und der y-Achse orthogonale z-Achse erstreckt sich in einer als z-Achsrichtung bezeichneten Achsrichtung. Zur leichteren Unterscheidung sind Bestandteile des Positioniersystems nach Art von Präfixen mit vorangestellten Koordinatenbezeichnungen „x“, „y“ oder „z“ versehen und dementsprechend die beiden Rahmenschenkel als x-Rahmenschenkel und y-Rahmenschenkel, die beiden Führungstraversen als x-Führungstraverse und y-Führungstraverse und die beiden Riemenstrukturen als x-Riemenstruktur und y-Riemenstruktur bezeichnet.To define the positioning system, reference is made to a Cartesian coordinate system, wherein the aforementioned x-axis direction is formed by the axial direction of an x-axis and the aforementioned y-axis direction is formed by the axial direction of a y-axis orthogonal to the x-axis. A z-axis orthogonal to the x-axis and the y-axis extends in an axial direction referred to as the z-axis direction. To make it easier to distinguish, components of the positioning system are provided with coordinate designations "x", "y" or "z" in the form of prefixes and accordingly the two frame legs are referred to as x-frame legs and y-frame legs, the two guide crossbeams as x-guide crossbeam and y-guide crossbeam and the two belt structures as x-belt structure and y-belt structure.

Die Positioniereinheit ist zur Positionierung beliebiger Endeffektoren nutzbar, die abhängig vom Einsatzzweck an der Endeffektorschnittstelle des Positionierschlittens montierbar oder montiert sind. Bei einem Endeffektor kann es sich beispielsweise um einen zur Handhabung von Objekten nutzbaren Greifer handeln, zum Beispiel um einen mechanischen Fingergreifer oder um einen Vakuumgreifer.The positioning unit can be used to position any end effectors that can be mounted or are mounted on the end effector interface of the positioning carriage, depending on the intended use. An end effector can be, for example, a gripper that can be used to handle objects, for example a mechanical finger gripper or a vacuum gripper.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.

Die Antriebseinrichtung verfügt zweckmäßigerweise über zwei elektrische Antriebsmotoren, die jeweils mit einer der beiden Riemenstrukturen antriebsmäßig verbunden sind. Zur besseren Unterscheidung wird der mit der x-Riemenstruktur gekoppelte Antriebsmotor als x-Antriebsmotor und der mit der y-Riemenstruktur gekoppelte Antriebsmotor als y-Antriebsmotor bezeichnet. Bei den Antriebsmotoren handelt es sich insbesondere um Schrittmotoren oder Servomotoren, bevorzugt aber jedenfalls um eine Bauart, die hinsichtlich ihrer Drehzahl und Drehrichtung variabel ist und zweckmäßigerweise mit einem Encoder ausgestattet ist, mit dem sich unter anderem die momentane Drehposition erfassen lässt.The drive device expediently has two electric drive motors, each of which is connected to one of the two belt structures. To make it easier to distinguish, the drive motor coupled to the x-belt structure is referred to as the x-drive motor and the drive motor coupled to the y-belt structure is referred to as the y-drive motor. The drive motors are in particular stepper motors or servo motors, but preferably in any case they are of a type that is variable in terms of its speed and direction of rotation and is expediently equipped with an encoder that can be used to record the current rotational position, among other things.

Ein zweckmäßiger Aufbau sieht vor, dass das Positioniersystem eine sich in der x-Achsrichtung und in der y-Achsrichtung erstreckende Tragplatte aufweist, die eine Plattenunterseite und eine diesbezüglich entgegengesetzte Plattenoberseite hat, die bei einem üblichen Einsatz des Positioniersystems vertikal einander entgegengesetzt in einer z-Achsrichtung orientiert sind. Die Tragplatte trägt die beiden Antriebsmotoren, die bevorzugt an der Plattenunterseite montiert sind. Ferner trägt sie an der Plattenoberseite in einem als Arbeitsbereich bezeichneten Bereich die Führungsstruktur mit dem Positionierschlitten und dem Riemensystem. In dem Arbeitsbereich erfolgt die Positionierung der Endeffektorschnittstelle zur Ausführung der mit einem daran angebrachten Endeffektor auszuführenden Arbeiten. Durch die Tragplatte sind die Antriebsmotoren vom Arbeitsbereich abgeschirmt, sodass keine gegenseitigen Beeinträchtigungen auftreten können.A practical design provides that the positioning system has a support plate extending in the x-axis direction and in the y-axis direction, which has a plate bottom and an opposite plate top, which are oriented vertically opposite each other in a z-axis direction during normal use of the positioning system. The support plate carries the two drive motors, which are preferably mounted on the plate bottom. Furthermore, it carries the guide structure with the positioning carriage and the belt system on the plate top in an area referred to as the work area. The end effector interface is positioned in the work area to carry out the work to be carried out with an end effector attached to it. The support plate shields the drive motors from the work area so that no mutual interference can occur.

Bevorzugt sitzt der Führungsrahmen an seinen vier Eckbereichen auf jeweils einer von vier Stützsäulen, die sich jeweils in der schon angesprochenen z-Achsrichtung erstrecken. Über die Stützsäulen ist der Führungsrahmen zweckmäßigerweise an der Plattenoberseite der optionalen Tragplatte befestigt. Somit erstreckt sich der Führungsrahmen in einem Höhenabstand zu der Tragplatte.Preferably, the guide frame is seated at its four corner areas on one of four support columns each extending in the z-axis direction already mentioned. The guide frame is conveniently attached to the top of the optional support plate via the support columns. Thus, the guide frame extends at a height distance from the support plate.

Die beiden Riemenstrukturen sind bevorzugt jeweils ringförmig aufgebaut und erstrecken sich jeweils entlang sämtlicher Rahmenschenkel in einer Rahmenumfangsrichtung um ein Rahmenzentrum des Führungsrahmens herum. Die Ringform der beiden Riemenstrukturen ist jeweils rechteckig, entsprechend derjenigen des Führungsrahmens. Es liegen quasi zwei zueinander koaxiale Riemenstrukturkreise vor. Jede dieser Riemenstrukturen hat vier Riemeneinheiten, die sich jeweils entlang eines der vier Rahmenschenkel erstrecken, sodass sich entlang jedes Rahmenschenkels eine Riemeneinheit der x-Riemenstruktur und eine Riemeneinheit der y-Riemenstruktur erstreckt, ohne eine gegenseitige Wechselwirkung einzugehen. Die zur gleichen Riemenstruktur gehörenden Riemeneinheiten sind antriebsmäßig miteinander gekoppelt, und zwar insbesondere derart, dass sie in ihrem Betriebsverhalten untereinander synchronisiert sind. Wenn sich aufgrund entsprechenden motorischen Antriebes eine Riemeneinheit einer Riemenstruktur in einem Antriebsmodus befindet, befinden sich zwangsweise auch die anderen Riemeneinheiten der betreffenden Riemenstruktur in einem Antriebsmodus. Die Riemeneinheiten beider Riemenstrukturen können durch entsprechende elektromotorische Ansteuerung jeweils wahlweise in einen die zugeordnete Führungstraverse bewegenden Antriebsmodus oder in einen Stillstandsmodus mit bezüglich des Führungsrahmens ortsfest festgehaltener Führungstraverse versetzt werden.The two belt structures are preferably each ring-shaped and extend along all frame legs in a frame circumferential direction around a frame center of the guide frame. The ring shape of the two belt structures is rectangular, corresponding to that of the guide frame. There are essentially two belt structure circles that are coaxial with each other. Each of these belt structures has four belt units, each of which extends along one of the four frame legs, so that a belt unit of the x-belt structure and a belt unit of the y-belt structure extend along each frame leg without interacting with each other. The belt units belonging to the same belt structure are coupled to one another in terms of drive, in particular in such a way that their operating behavior is synchronized with one another. If a belt unit of a belt structure is in a drive mode due to a corresponding motor drive, the other belt units of the belt structure in question are also necessarily in a drive mode. The belt units of both belt structures can be switched by appropriate electromotor control either into a drive mode that moves the associated guide crossbeam or into a standstill mode with the guide crossbeam held stationary with respect to the guide frame.

Es ist günstig, wenn bei jeder der beiden Riemenstrukturen eine jede Riemeneinheit über zwei zueinander beabstandete Umlenkräder und einen um die beiden Umlenkräder herumgeschlungenen Antriebsriemen verfügt. Jeder Antriebsriemen kann eine Umlaufbewegung um die beiden von ihm umschlungenen Umlenkräder ausführen, wobei die Umlaufbewegung des Antriebsriemens mit einer schlupffreien Rotationsbewegung der beiden zugeordneten Umlenkräder einhergeht. Die beiden Umlenkräder jeder Riemeneinheit sind in einander entgegengesetzten axialen Endbereichen des jeweils zugeordneten Rahmenschenkels drehbar gelagert, sodass sämtliche Umlenkräder der beiden Riemenstrukturen einem der vier Eckbereiche des Führungsrahmens zugeordnet sind. Dementsprechend sind immer zwei Umlenkräder, die zu in der Rahmenumfangsrichtung aufeinanderfolgenden Riemeneinheiten gehören, ein und demselben der vier Eckbereiche der Führungsstruktur zugeordnet und in diesem Eckbereich drehmomentübertragend miteinander gekoppelt. Auf diese Weise können die zur gleichen Riemenstruktur gehörenden Antriebsriemen stets nur synchrone Umlaufbewegungen ausführen.It is advantageous if, in each of the two belt structures, each belt unit has two deflection wheels spaced apart from one another and a drive belt wrapped around the two deflection wheels. Each drive belt can perform a circular movement around the two deflection wheels it wraps around, whereby the circular movement of the drive belt is accompanied by a slip-free rotational movement of the two associated deflection wheels. The two deflection wheels of each belt unit are rotatably mounted in opposite axial end regions of the respectively associated frame leg, so that all deflection wheels of the two belt structures are assigned to one of the four corner regions of the guide frame. Accordingly, two deflection wheels that belong to belt units that follow one another in the circumferential direction of the frame are always assigned to one and the same of the four corner regions of the guide structure and are coupled to one another in this corner region in a torque-transmitting manner. In this way, the drive belts belonging to the same belt structure can only ever perform synchronous circular movements.

Die Antriebsriemen zweier sich in der x-Achsrichtung gegenüberliegender Riemeneinheiten der x-Riemenstruktur sind an der x-Führungstraverse befestigt, sodass durch Umlaufbewegungen der Antriebsriemen der x-Riemenstruktur die y-Bewegung der x-Führungstraverse hervorrufbar ist. Außerdem sind die Antriebsriemen zweier sich in der y-Achsrichtung gegenüberliegender Riemeneinheiten der y-Riemenstruktur an der y-Führungstraverse befestigt, sodass durch Umlaufbewegungen der Antriebsriemen der y-Riemenstruktur die x-Bewegung der y-Führungstraverse hervorrufbar ist. Die Umlaufbewegungen der Antriebsriemen der y-Riemenstruktur sind zweckmäßigerweise durch den erwähnten y-Antriebsmotor hervorrufbar und die Umlaufbewegungen der Antriebsriemen der x-Riemenstruktur bevorzugt durch den schon erwähnten x-Antriebsmotor.The drive belts of two belt units of the x-belt structure that are opposite each other in the x-axis direction are attached to the x-guide crossbeam, so that the y-movement of the x-guide crossbeam can be caused by circular movements of the drive belts of the x-belt structure. In addition, the drive belts of two belt units of the y-belt structure that are opposite each other in the y-axis direction are attached to the y-guide crossbeam, so that the x-movement of the y-guide crossbeam can be caused by circular movements of the drive belts of the y-belt structure. The circular movements of the drive belts of the y-belt structure can be expediently caused by the aforementioned y-drive motor and the circular movements of the drive belts of the x-belt structure preferably by the aforementioned x-drive motor.

Bei jeder Riemenstruktur sind die Antriebsriemen zweckmäßigerweise als Zahnriemen und die Umlenkräder als Zahnräder ausgebildet. Die mithin verzahnten Antriebsriemen stehen folglich in einem schlupffreien Eingriff mit den verzahnten Umlenkrädern, sodass eine unveränderliche direkte Beziehung zwischen der Umlaufbewegung der Antriebsriemen und der Rotationsbewegung der zugehörigen Umlenkräder besteht.In any belt structure, the drive belts are expediently designed as toothed belts and the idler pulleys as gears. The toothed drive belts are therefore in slip-free engagement with the toothed idler pulleys, so that there is an unchanging direct relationship between the orbital movement of the drive belts and the rotational movement of the associated idler pulleys.

Jede Riemenstruktur kann anstelle der Antriebsriemen über andere, quer zu ihrer Längsrichtung flexible Antriebsstränge verfügen, beispielsweise in Form von Seilen oder Ketten. Als Riemensystem im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jegliches Antriebssystem zu verstehen, das in seiner Längsrichtung zugfeste und quer dazu flexible Antriebsstränge enthält, die insbesondere als Antriebsriemen ausgebildet sind, beispielsweise aber auch als Antriebsseile oder Antriebsketten.Instead of drive belts, each belt structure can have other drive strands that are flexible transversely to its longitudinal direction, for example in the form of ropes or chains. A belt system in the sense of the present invention is understood to mean any drive system that contains drive strands that are tensile in its longitudinal direction and flexible transversely thereto, which are designed in particular as drive belts, but also for example as drive ropes or drive chains.

Die drehmomentübertragende Kopplung von im gleichen Eckbereich des Führungsrahmens angeordneten Umlenkräder ein und derselben Riemenstruktur erfolgt insbesondere mittels zweier als Zahnräder ausgebildeter Kopplungsräder, mit denen jede Riemeneinheit zweifach ausgestattet ist. Jedes Kopplungsrad ist drehfest mit einem der Umlenkräder verbunden, wobei insbesondere eine koaxiale Anordnung von Umlenkrad und Kopplungsrad vorliegt. Bevorzugt sind jeweils ein Kopplungsrad und ein Umlenkrad gemeinsam auf einer drehbaren Welle angeordnet. Die den gleichen Eckbereichen des Führungsrahmens zugeordneten Kopplungsräder der zur x-Riemenstruktur gehörenden Riemeneinheiten sind jeweils antriebsmäßig miteinander gekoppelt und auch die den gleichen Eckbereichen des Führungsrahmens zugeordneten Kopplungsräder der zur y-Riemenstruktur gehörenden Riemeneinheiten sind jeweils antriebsmäßig miteinander gekoppelt. Diese antriebsmäßige Kopplung ist insbesondere durch einen direkten Verzahnungseingriff der betreffenden Kopplungsräder verwirklicht. Zweckmäßigerweise sind die Umlaufrichtungen unmittelbar miteinander gekoppelter Antriebsriemen einander entgegengesetzt, wobei Antriebsriemen, die sich in der x-Achsrichtung und in der y-Achsrichtung gegenüberliegend, jeweils gleichsinnige Umlaufbewegungen ausführen.The torque-transmitting coupling of deflection wheels of one and the same belt structure arranged in the same corner area of the guide frame is carried out in particular by means of two coupling wheels designed as gear wheels, each belt unit being equipped with two of these. Each coupling wheel is connected in a rotationally fixed manner to one of the deflection wheels, with a coaxial arrangement of deflection wheel and coupling wheel in particular. Preferably, one coupling wheel and one deflection wheel are arranged together on a rotatable shaft. The coupling wheels of the belt units belonging to the x-belt structure assigned to the same corner areas of the guide frame are each coupled to one another in terms of drive, and the coupling wheels of the belt units belonging to the y-belt structure assigned to the same corner areas of the guide frame are also each coupled to one another in terms of drive. This drive coupling is particularly This is achieved in particular by a direct toothed engagement of the relevant coupling wheels. The rotation directions of drive belts that are directly coupled to one another are expediently opposite to one another, with drive belts that are opposite one another in the x-axis direction and in the y-axis direction each executing rotational movements in the same direction.

Zum motorischen Antreiben der beiden Riemenstrukturen ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass eines der Umlenkräder einer der vier zur x-Riemenstruktur gehörenden Riemeneinheiten drehmomentübertragend mit dem optionalen x-Antriebsmotor und eines der Umlenkräder einer der vier zur y-Riemenstruktur gehörenden Riemeneinheiten drehmomentübertragend mit dem optionalen y-Antriebsmotor gekoppelt ist. Es genügt also jeweils ein einziger Antriebsmotor zum Antreiben sämtlicher Antriebsriemen einer jeweiligen Riemenstruktur.In order to drive the two belt structures by motor, it is expediently provided that one of the deflection wheels of one of the four belt units belonging to the x-belt structure is coupled to the optional x-drive motor in a torque-transmitting manner and one of the deflection wheels of one of the four belt units belonging to the y-belt structure is coupled to the optional y-drive motor in a torque-transmitting manner. A single drive motor is therefore sufficient to drive all drive belts of a respective belt structure.

In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt die x-Führungstraverse über zwei jeweils an einem der beiden y-Rahmenschenkel in der y-Achsrichtung verschiebbar gelagerte, als x-Führungsschlitten bezeichnete Führungsschlitten, während die y-Führungstraverse zwei jeweils an einem der beiden x-Rahmenschenkel in der x-Achsrichtung verschiebbar gelagerte, als y-Führungsschlitten bezeichnete Führungsschlitten aufweist. Die zur gleichen Führungstraverse gehörenden Führungsschlitten sind jeweils mittels eines Führungsabschnittes miteinander gekoppelt, wobei der zur x-Führungstraverse gehörende Führungsabschnitt als x-Führungsabschnitt und der zur y-Führungstraverse gehörende Führungsabschnitt als y-Führungsabschnitt bezeichnet wird. Somit erfolgt bei beiden Führungstraversen jeweils eine einheitliche Linearbewegung der beiden Führungsschlitten und des die Führungsschlitten miteinander verbindenden Führungsabschnittes. Der Positionierschlitten ist seitens der x-Führungstraverse an dem x-Führungsabschnitt und seitens der y-Führungstraverse an dem y-Führungsabschnitt jeweils linear verschiebbar gelagert und in diesbezüglicher Querrichtung unbeweglich abgestützt.In a preferred embodiment, the x-guide cross member has two guide carriages, each of which is mounted on one of the two y-frame legs so that they can move in the y-axis direction and is referred to as x-guide carriages, while the y-guide cross member has two guide carriages, each of which is mounted on one of the two x-frame legs so that they can move in the x-axis direction and is referred to as y-guide carriages. The guide carriages belonging to the same guide cross member are each coupled to one another by means of a guide section, with the guide section belonging to the x-guide cross member being referred to as the x-guide section and the guide section belonging to the y-guide cross member being referred to as the y-guide section. This means that both guide cross members each have a uniform linear movement of the two guide carriages and of the guide section connecting the guide carriages to one another. The positioning carriage is mounted on the x-guide cross member on the x-guide section and on the y-guide cross member on the y-guide section so that it can be moved linearly and is immovably supported in the relevant transverse direction.

Beide Führungsabschnitte sind zweckmäßigerweise an den beiden ihnen jeweils zugeordneten Führungsschlitten lösbar befestigt, sodass im Falle eines Verschleißes oder zur Umrüstung infolge sich ändernder Betriebsbedingungen ein problemloser Austausch möglich ist. Zur lösbaren Befestigung ist insbesondere eine lösbar verrastende Steckverbindungseinrichtung vorgesehen. Insbesondere ist die Verbindung zwischen den Führungsabschnitten und jedem Führungsschlitten zur Ermöglichung einer werkzeuglosen Montage und Demontage ausgebildet. Insbesondere besteht die Möglichkeit zu einem werkzeuglosen Austausch des x-Führungsabschnittes und des y-Führungsabschnittes gemeinsam mit dem daran angeordneten Positionierschlitten. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die beiden Führungsabschnitte und der Positionierschlitten zu einer bereits vor der Anbringung an dem Führungsschlitten einheitlich handhabbaren Baugruppe zusammengefasst sind. Diese Baugruppe kann bei Bedarf auch wieder einheitlich von dem Führungsschlitten abgenommen werden. Diese Funktionalität begünstigt eventuell erforderliche Reinigungsmaßnahmen. Bei Bedarf kann die erwähnte Baugruppe mit einem Handgriff abgenommen und außerhalb des Positioniersystems gereinigt und/oder desinfiziert werden. Auf diese Weise kann ein maximaler Schutz vor Kontaminierung gewährleistet werden.Both guide sections are expediently detachably attached to the two guide carriages assigned to them, so that they can be easily replaced in the event of wear or for conversion due to changing operating conditions. A detachably locking plug connection device is provided in particular for detachable attachment. In particular, the connection between the guide sections and each guide carriage is designed to enable tool-free assembly and disassembly. In particular, it is possible to replace the x-guide section and the y-guide section together with the positioning carriage arranged on them without tools. In this context in particular, it is advantageous if the two guide sections and the positioning carriage are combined to form a module that can be handled uniformly even before being attached to the guide carriage. This module can also be removed from the guide carriage again as a single unit if necessary. This functionality facilitates any cleaning measures that may be required. If necessary, the module mentioned can be removed with one hand and cleaned and/or disinfected outside the positioning system. In this way, maximum protection against contamination can be ensured.

Die mechanische Verbindung zwischen den Führungsabschnitten und den Führungsschlitten erlaubt zweckmäßigerweise eine selbsttätige Ausrichtung zwischen den einzelnen Traversenbestandteilen.The mechanical connection between the guide sections and the guide carriages conveniently allows automatic alignment between the individual traverse components.

Bevorzugt sind die beiden Führungsabschnitte dadurch an den beiden ihnen jeweils zugeordnete Führungsschlitten montiert, dass jeder der beiden Führungsabschnitte an einander entgegengesetzten axialen Endbereichen einen Kugelkopf aufweist, der drehbeweglich in eine als Kopfaufnahme bezeichnete Lagerausnehmung des ihm zugeordneten Führungsschlittens eingesetzt ist. Auf diese Weise erfolgt eine sichere und präzise Kopplung in Verbindung mit einer gewissen Beweglichkeit zur Ermöglichung eines Toleranzausgleiches, insbesondere bei minimalen Abweichungen im Gleichlauf der beiden jeweils parallel gleichsinnig angetriebenen Führungsschlitten einer jeweiligen Führungstraverse. Bevorzugt ist bei jedem Führungsabschnitt der eine Kugelkopf mit einem Festlager und der andere mit einem Loslager an der zugehörigen Kopfaufnahme fixiert.The two guide sections are preferably mounted on the two guide carriages assigned to them in such a way that each of the two guide sections has a ball head at opposite axial end areas, which is rotatably inserted into a bearing recess, referred to as a head holder, of the guide carriage assigned to it. In this way, a secure and precise coupling is achieved in conjunction with a certain degree of mobility to enable tolerance compensation, in particular in the case of minimal deviations in the synchronization of the two guide carriages of a respective guide crossbeam, each driven in the same direction in parallel. Preferably, in each guide section, one ball head is fixed to the associated head holder with a fixed bearing and the other with a floating bearing.

Bevorzugt weisen die beiden Führungsabschnitte jeder Führungstraverse zwei sich mit gegenseitigem Abstand parallel nebeneinander erstreckende Führungsstangen auf. Die Führungsstangen können massiv oder rohrförmig hohl ausgebildet sein. Die Führungsstangen der x-Führungstraverse liegen in einer Ebene, die senkrecht zu einer die Führungsstangen der y-Führungstraverse enthaltenden Ebene ausgerichtet ist. Insbesondere liegen die Führungsstangen des x-Führungsabschnittes in einer x-y-Ebene und die Führungsstangen des y-Führungsabschnittes in einer y-z-Ebene, oder umgekehrt. Bevorzugt kreuzen sich die beiden Führungstraversen dadurch, dass sich die beiden in der x-y-Ebene liegenden Führungsstangen zwischen den beiden in der y-z-Ebene liegenden Führungsstangen hindurcherstrecken.The two guide sections of each guide cross member preferably have two guide rods extending parallel to one another at a mutual distance. The guide rods can be solid or hollow in a tubular form. The guide rods of the x-guide cross member lie in a plane that is aligned perpendicular to a plane containing the guide rods of the y-guide cross member. In particular, the guide rods of the x-guide section lie in an x-y plane and the guide rods of the y-guide section lie in a y-z plane, or vice versa. The two guide cross members preferably cross in that the two guide rods lying in the x-y plane extend between the two guide rods lying in the y-z plane.

Der Positionierschlitten ist von den Führungsstangen beider Führungsabschnitte durchsetzt, wobei er an jeder Führungsstange in deren Längsrichtung verschiebbar gelagert und quer dazu in sämtliche Richtungen abgestützt ist. Innerhalb des Positionierschlittens sind die Führungsstangen zweckmäßigerweise von zum Positionierschlitten gehörenden Lagerbuchsen umschlossen, durch die nach Bedarf eine Wälzlagerung oder Gleitlagerung realisiert ist.The positioning slide is penetrated by the guide rods of both guide sections, whereby it is mounted on each guide rod so that it can be moved in its longitudinal direction and is supported transversely to it in all directions. Within the positioning slide, the guide rods are conveniently enclosed by bearing bushes belonging to the positioning slide, through which a roller bearing or plain bearing is implemented as required.

Zur Übertragung der motorischen Antriebskraft sind zweckmäßigerweise die beiden x-Führungsschlitten kraftübertragend mit der x-Riemenstruktur und die beiden y-Führungsschlitten kraftübertragend mit der y-Führungsstruktur verbunden.To transmit the motor drive force, the two x-guide carriages are expediently connected to the x-belt structure in a force-transmitting manner and the two y-guide carriages are expediently connected to the y-guide structure in a force-transmitting manner.

Im Zusammenhang mit einer Ausgestaltung, bei der die beiden Riemenstrukturen jeweils vier antriebsmäßig miteinander gekoppelte Riemeneinheiten aufweisen, ist es vorteilhaft, wenn an jedem x-Führungsschlitten zwei sich in der x-Achsrichtung gegenüberliegende Riemeneinheiten der x-Riemenstruktur kraftübertragend befestigt sind und an jedem y-Führungsschlitten zwei sich in der y-Achsrichtung gegenüberliegende Riemeneinheiten der y-Riemenstruktur kraftübertragend befestigt sind.In connection with an embodiment in which the two belt structures each have four belt units coupled to one another in terms of drive, it is advantageous if two belt units of the x-belt structure opposite one another in the x-axis direction are attached to each x-guide carriage in a force-transmitting manner and two belt units of the y-belt structure opposite one another in the y-axis direction are attached to each y-guide carriage in a force-transmitting manner.

Jeder der vier Rahmenschenkel des Führungsrahmens enthält zweckmäßigerweise ein sich zwischen zwei Eckbereichen des Führungsrahmens erstreckendes Führungsrohr, wobei die beiden Führungstraversen jeweils an zwei sich gegenüberliegenden Führungsrohren verschiebbar gelagert sind und wobei sich die beiden Riemenstrukturen im Innern der Führungsrohre erstrecken. Die Führungsrohre bieten eine sehr präzise Linearführung für die Führungstraversen und insbesondere für deren bevorzugt vorhandene Führungsschlitten. Außerdem schützen die Führungsrohre die beiden Riemenstrukturen vor Verunreinigungen, es ist sehr einfach eine hermetische Abdichtung der Rohrinnenräume zur Umgebung möglich. Der Querschnitt des Führungsrohres kann hinsichtlich seines Zwecks als Linearführung optimal profiliert werden.Each of the four frame legs of the guide frame expediently contains a guide tube extending between two corner areas of the guide frame, with the two guide crossbeams each being slidably mounted on two opposing guide tubes and with the two belt structures extending inside the guide tubes. The guide tubes provide very precise linear guidance for the guide crossbeams and in particular for their preferably existing guide carriages. The guide tubes also protect the two belt structures from contamination, making it very easy to hermetically seal the interior of the tubes from the environment. The cross-section of the guide tube can be optimally profiled with regard to its purpose as a linear guide.

Zweckmäßigerweise hat jeder Führungsschlitten ein an dem Führungsrohr des zugeordneten Rahmenschenkels angeordnetes Schlitteninnenteil und ein außen am Führungsrohr des zugeordneten Rahmenschenkels angeordnetes, mit dem Schlitteninnenteil kraftübertragend gekoppeltes Schlittenaußenteil. Im Innern der Führungsrohre sind die beiden Riemenstrukturen jeweils an den Schlitteninnenteilen der ihnen zugeordneten Führungsschlitten angebracht. Außerhalb der Führungsrohre sind die Führungsabschnitte der Führungstraversen kraftübertragend an den Schlittenaußenteilen angebracht. Bevorzugt ist jedes Schlittenaußenteil hülsenförmig ausgebildet, wobei es das zugeordnete Führungsrohr umschließt.Each guide carriage expediently has an inner carriage part arranged on the guide tube of the associated frame leg and an outer carriage part arranged on the outside of the guide tube of the associated frame leg and coupled to the inner carriage part in a force-transmitting manner. Inside the guide tubes, the two belt structures are each attached to the inner carriage parts of the guide carriages assigned to them. Outside the guide tubes, the guide sections of the guide cross members are attached to the outer carriage parts in a force-transmitting manner. Each outer carriage part is preferably sleeve-shaped and encloses the associated guide tube.

Prinzipiell können die Führungsrohre jeweils einen Längsschlitz aufweisen, durch den hindurch sich ein Mitnehmer erstreckt, der bei jedem Führungsschlitten das Schlitteninnenteil mit dem Schlittenaußenteil kraftübertragend koppelt. Bevorzugt wird allerdings eine Ausgestaltung, bei der der Rohrinnenraum der Führungsrohre und dementsprechend auch die Riemenstränge und die Schlitteninnenteile zur Umgebung hin hermetisch abgedichtet sind. Ermöglicht wird dies mit einer Bauform, bei der die Führungsrohre jeweils eine ringsum geschlossene Rohrwand haben, wobei bei jedem Führungsschlitten das Schlitteninnenteil mit dem Schlittenaußenteil berührungslos durch die Rohrwand hindurch permanentmagnetisch kraftübertragend bewegungsgekoppelt ist. Es liegt also eine magnetische Kraftübertragung ohne eine mechanische Verbindung vor, bei der das Schlitteninnenteil und das Schlittenaußenteil in der Längsrichtung des zugeordneten Führungsrohres relativ zueinander axial unbeweglich miteinander gekoppelt sind. Das Schlittenaußenteil macht jede Linearbewegung des zugeordneten Schlitteninnenteils direkt mit. Die magnetische Kopplung hat den weiteren Vorteil einer Sicherheitsfunktion bei Kraftüberschreitung. Sollten die Führungstraversen, der Positionierschlitten oder der Endeffektor mit einem Hindernis kollidieren, können sich die Schlitteninnenteile unter Überwindung der magnetischen Kopplungskraft vom zugeordneten Schlittenaußenteil trennen, sobald eine vorgebbare Maximalkraft überschritten wird. Auf diese Weise können Verletzungen und Beschädigungen vermieden werden und es lassen sich teure externe Sicherheitsvorkehrungen einsparen.In principle, the guide tubes can each have a longitudinal slot through which a driver extends, which couples the inner part of the slide to the outer part of the slide in a force-transmitting manner for each guide carriage. However, a design is preferred in which the tube interior of the guide tubes and accordingly also the belt strands and the inner parts of the slide are hermetically sealed from the environment. This is made possible by a design in which the guide tubes each have a tube wall that is closed all around, whereby the inner part of the slide is permanently magnetically coupled to the outer part of the slide in a force-transmitting manner through the tube wall without contact. This means that there is a magnetic force transmission without a mechanical connection, in which the inner part of the slide and the outer part of the slide are axially immovably coupled to one another in the longitudinal direction of the associated guide tube. The outer part of the slide directly follows every linear movement of the associated inner part of the slide. The magnetic coupling has the additional advantage of a safety function in the event of force being exceeded. If the guide beams, the positioning carriage or the end effector collide with an obstacle, the inner parts of the carriage can separate from the associated outer part of the carriage by overcoming the magnetic coupling force as soon as a predefined maximum force is exceeded. In this way, injuries and damage can be avoided and expensive external safety precautions can be saved.

Zweckmäßigerweise sind die Führungsrohre und/oder die Führungsstangen zumindest außen und bevorzugt auch innen rund und insbesondere kreisrund profiliert. Als Material wird bevorzugt Aluminium oder Edelstahl verwendet.The guide tubes and/or the guide rods are expediently round and in particular circularly profiled at least on the outside and preferably also on the inside. The preferred material is aluminum or stainless steel.

Der Führungsrahmen hat zweckmäßigerweise einen modularen Aufbau. In diesem Zusammenhang bilden die vier Rahmenschenkel einschließlich der jeweils zugeordneten Bestandteile der beiden Riemenstrukturen jeweils ein vor dem Zusammenbau des Führungsrahmens einheitlich handhabbares Rahmenmodul. Durch paarweises Aneinandersetzen der Rahmenmodule sind sowohl der Führungsrahmen als auch - gleichzeitig - die beiden Riemenstrukturen zusammensetzbar. Zweckmäßigerweise hat jeder Rahmenschenkel an seinen beiden einander entgegengesetzten axialen Endbereichen jeweils einen Eckverbinder mit bezüglich einer Längsrichtung des Rahmenschenkels um 45 Grad geneigten Schnittstellenfläche. In der Rahmenumfangsrichtung aufeinanderfolgende Rahmenmodule können mit den geneigten Schnittstellenflächen ihrer Rahmenschenkel unter Ausbildung eines der Eckbereiche des Führungsrahmens mit einer gegenseitigen 90-Grad-Ausrichtung aneinandergesetzt werden. Beim Verbinden zweier Rahmenmodule greifen die oben erwähnten, bevorzugt vorhandenen Kopplungsräder paarweise ineinander ein und bilden eine antriebsmäßige Kopplung. Die um 45 Grad geneigten Schnittstellenflächen begünstigen die angestrebte paarweise parallele Ausrichtung sich gegenüberliegender Rahmenschenkel. Bei Bedarf kann durch Verwendung zusätzlicher Passtifte oder sonstiger mechanischer Mittel eine exakte gegenseitige Ausrichtung begünstigt werden. Zur gegenseitigen Fixierung werden die aufeinanderfolgenden Rahmenmodule an den aneinander angesetzten Eckverbindern zweckmäßigerweise miteinander verschraubt, insbesondere in lösbarer Weise. Im Bereich der Schnittstellenflächen erfolgt zweckmäßigerweise eine Abdichtung zur Vermeidung eines Eindringens von Verunreinigungen.The guide frame expediently has a modular structure. In this context, the four frame legs, including the associated components of the two belt structures, each form a frame module that can be handled uniformly before the guide frame is assembled. By placing the frame modules together in pairs, both the guide frame and - at the same time - the two belt structures can be assembled. Expediently, each frame leg has a corner connector at its two opposite axial end areas with an interface surface inclined by 45 degrees with respect to a longitudinal direction of the frame leg. Successive frame modules in the frame circumferential direction Modules can be placed together with the inclined interface surfaces of their frame legs, forming one of the corner areas of the guide frame with a mutual 90-degree alignment. When connecting two frame modules, the above-mentioned coupling wheels, which are preferably present, engage with each other in pairs and form a drive coupling. The interface surfaces inclined at 45 degrees promote the desired parallel pairwise alignment of opposing frame legs. If necessary, an exact mutual alignment can be promoted by using additional dowel pins or other mechanical means. To fix them together, the successive frame modules are expediently screwed together at the corner connectors attached to one another, in particular in a detachable manner. In the area of the interface surfaces, a seal is expediently provided to prevent the ingress of contamination.

Bevorzugt gehört zu jedem Rahmenmodul auch der an dem zugehörigen Rahmenschenkel angeordnete Führungsschlitten. Bevor die Rahmenmodule zusammengebaut werden, werden die Führungsschlitten an den Rahmenschenkeln montiert.Preferably, each frame module also includes a guide carriage arranged on the associated frame leg. Before the frame modules are assembled, the guide carriages are mounted on the frame legs.

Der Positionierschlitten hat bevorzugt einen Schlittengrundkörper, mit dem er an der x-Führungstraverse in der x-Achsrichtung und an der y-Führungstraverse in der y-Achsrichtung jeweils verschiebbar gelagert ist. Der Positionierschlitten ist zweckmäßigerweise mit einer Positioniereinheit ausgestattet, die insbesondere mittels von außen zuführbarer Energie, bevorzugt elektrische Energie, betätigbar ist und an der die Endeffektorschnittstelle angeordnet ist. Durch Betätigung der Positioniereinheit kann die Endeffektorschnittstelle und dementsprechend auch der daran befestigte Endeffektor relativ zu dem Schlittengrundkörper und dementsprechend auch relativ zu den beiden Führungstraversen bewegt werden. Mittels der Positioniereinheit kann hinsichtlich der Endeffektorschnittstelle also zusätzlich zur x-Achse und zur y-Achse mindestens eine weitere Bewegungsachse bereitgestellt werden.The positioning carriage preferably has a carriage base body with which it is displaceably mounted on the x-guide crossbeam in the x-axis direction and on the y-guide crossbeam in the y-axis direction. The positioning carriage is expediently equipped with a positioning unit which can be actuated in particular by means of externally supplied energy, preferably electrical energy, and on which the end effector interface is arranged. By actuating the positioning unit, the end effector interface and accordingly also the end effector attached to it can be moved relative to the carriage base body and accordingly also relative to the two guide crossbeams. By means of the positioning unit, at least one further axis of movement can be provided with regard to the end effector interface in addition to the x-axis and the y-axis.

Bevorzugt ist durch die Positioniereinheit eine zur x-Achse und zur y-Achse orthogonale z-Achse als weitere Bewegungsachse für die Endeffektorschnittstelle bereitgestellt. Die Endeffektorschnittstelle kann also durch die Positioniereinheit insbesondere unabhängig von der Positionierbewegung des Positionierschlittens in der z-Achsrichtung bewegt und positioniert werden.Preferably, the positioning unit provides a z-axis orthogonal to the x-axis and the y-axis as a further movement axis for the end effector interface. The end effector interface can therefore be moved and positioned by the positioning unit, in particular independently of the positioning movement of the positioning carriage in the z-axis direction.

Bevorzugt ist die Positioniereinheit von einer elektrisch betätigbaren Bauart und insbesondere als eine sogenannte Spindelachse ausgebildet. Sie ist zweckmäßigerweise mit einem elektrischen Schrittmotor, insbesondere einem sogenannten Nema-Schrittmotor, ausgestattet. Auch der an der Endeffektorschnittstelle montierte Endeffektor kann von einer elektrisch betätigbaren Bauart sein, ermöglicht allerdings auch den Einsatz anderer Antriebsprinzipien, insbesondere auf der Basis von Druckluft und/oder Vakuum.The positioning unit is preferably of an electrically actuated type and in particular is designed as a so-called spindle axis. It is expediently equipped with an electric stepper motor, in particular a so-called Nema stepper motor. The end effector mounted on the end effector interface can also be of an electrically actuated type, but also enables the use of other drive principles, in particular based on compressed air and/or vacuum.

Die Endeffektorschnittstelle ist bevorzugt mit einer Schnellwechselkupplung ausgestattet, über die sich der jeweils gewünschte Endeffektor schnell und leicht auswechselbar anbringen lässt.The end effector interface is preferably equipped with a quick-change coupling, which allows the desired end effector to be attached quickly and easily.

Wenn der Positionierschlitten und/oder ein daran angebrachter Endeffektor über elektrische Komponenten verfügt, ist eine Übertragung elektrischen Stroms zwischen einer bezüglich des Führungsrahmens ortsfesten elektronischen Steuereinheit und dem Positionierschlitten erforderlich, die unidirektional oder bidirektional erfolgen kann. Die Stromübertragung ist beispielsweise unter Verwendung flexibler elektrischer Kabel realisierbar. Bevorzugt ist das Positioniersystem allerdings zur Übertragung elektrischen Stroms mit einer Stromübertragungseinrichtung ausgestattet, die über Stromschienen und gleitverschieblich daran anliegende Schleifkontakte verfügt, sodass eine kabellose Stromübertragung möglich ist. Bei dem übertragbaren Strom kann es sich um elektrische Betriebsenergie und/oder um elektrische Steuersignale handeln. Die Stromschienen sind als Bestandteile der Rahmenschenkel und der Führungstraversen ausgebildet, während die daran anliegenden Schleifkontakte an den Führungstraversen und am Positionierschlitten angeordnet sind. Ein derartiges Stromabnehmersystem vereinfacht die Montage des Positioniersystems und erübrigt die Installation platzraubender Kabelschleppsysteme. Die Stromübertragungseinrichtung ist insbesondere so ausgeführt, dass die Kontaktierung automatisch beim Zusammenbau der einzelnen Komponenten des Positioniersystems erfolgt. Störungsanfällige Steckverbindungen entfallen. Zur Realisierung der Stromschienen können unmittelbar elektrisch leitende Bestandteile der Rahmenschenkel und der Führungstraversen herangezogen werden, insbesondere die erwähnten Führungsrohre der Rahmenschenkel und die Führungsstangen der Führungstraversen.If the positioning carriage and/or an end effector attached to it has electrical components, a transmission of electrical current between an electronic control unit that is stationary with respect to the guide frame and the positioning carriage is required, which can be unidirectional or bidirectional. The power transmission can be implemented using flexible electrical cables, for example. However, the positioning system is preferably equipped with a power transmission device for transmitting electrical current, which has busbars and sliding contacts that slide on them, so that wireless power transmission is possible. The transmittable current can be electrical operating energy and/or electrical control signals. The busbars are designed as components of the frame legs and the guide crossbars, while the sliding contacts that are attached to them are arranged on the guide crossbars and on the positioning carriage. Such a current collector system simplifies the assembly of the positioning system and eliminates the need to install space-consuming cable drag systems. The power transmission device is designed in such a way that contact is made automatically when the individual components of the positioning system are assembled. There is no need for plug connections that are prone to failure. Electrically conductive components of the frame legs and the guide crossbars can be used directly to create the busbars, in particular the guide tubes of the frame legs and the guide rods of the guide crossbars mentioned above.

Für die elektrische Ansteuerung des Positionierschlittens und/oder eines daran angebrachten Endeffektors kann bei Bedarf auch auf ein Funksystem zurückgegriffen werden, insbesondere auf ein unter der Bezeichnung IO-Link bekanntes Kommunikationssystem in Wireless-Technologie. Die IO-Link-Kommunikation ist allerdings auch bei einer Ausführung möglich, die auf kabelgebundene Signalübertragung oder auf Signalübertragung mittels Stromschienen und Schleifkontakten setzt.If required, a radio system can also be used for the electrical control of the positioning carriage and/or an end effector attached to it, in particular a communication system using wireless technology known as IO-Link. However, IO-Link communication is also possible in a version that relies on wired signal transmission or signal transmission using busbars and sliding contacts.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Positioniersystems, wobei das Positioniersystem im Bereich einer Führungstraverse entlang der Schnittlinie I-I aus 2, 3 und 6 geschnitten dargestellt ist, wobei ein strichpunktiert elliptisch umrahmter Bereich separat auch nochmals vergrößert abgebildet ist und wobei ferner in einem strichpunktiert kreisförmig umrahmten Bereich eine aus zwei Führungstraversen und einem Positionierschlitten zusammengesetzte Baugruppe ersichtlich ist,
2 eine Seitenansicht des Positioniersystems mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus 1,
3 eine Seitenansicht des Positioniersystems, teilweise im Schnitt entlang der Schnittlinie III-III aus den 1, 5, 6 und 7,
4 wiederum eine geschnittene Seitenansicht des Positioniersystems, bei der der Schnitt entlang der Schnittlinien IV-IV aus den 1, 5 und 6 verläuft,
5 eine Draufsicht des Positioniersystems in einem Schnitt entlang der Schnittlinie V-V aus den 2, 3 und 4,
6 eine weitere Seitenansicht des Positioniersystems im Schnitt, wobei der Schnitt entlang der Schnittlinie VI-VI aus den 1, 2, 3 und 4 verläuft,
7 den in 5 strichpunktiert umrahmten Ausschnitt VII in einer vergrößerten Darstellung, wobei die in einem Eckbereich zusammengefügten Eckverbinder ersichtlich sind, die in einer zusätzlichen, strichpunktiert umrahmten Abbildung im Zustand vor dem Zusammenfügen gezeigt sind,
8 den in 3 strichpunktiert umrahmten Ausschnitt VIII in einer vergrößerten Darstellung und
9 den in 5 strichpunktiert umrahmten Ausschnitt IX in einer vergrößerten Darstellung.

The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

1 a plan view of a preferred embodiment of the positioning system according to the invention, wherein the positioning system in the region of a guide cross member along the section line II of 2 , 3 and 6 is shown in section, with a dash-dotted elliptical framed area being shown separately and again enlarged, and with an assembly consisting of two guide cross members and a positioning slide being visible in a dash-dotted circular framed area,
2 a side view of the positioning system looking in the direction of arrow II 1 ,
3 a side view of the positioning system, partly in section along the section line III-III from the 1 , 5 , 6 and 7 ,
4 again a sectioned side view of the positioning system, where the section is taken along the section lines IV-IV from the 1 , 5 and 6 runs,
5 a plan view of the positioning system in a section along the section line VV from the 2 , 3 and 4 ,
6 another side view of the positioning system in section, with the section along the section line VI-VI from the 1 , 2 , 3 and 4 runs,
7 the one in 5 section VII framed in dash-dotted lines in an enlarged view, showing the corner connectors joined together in a corner area, which are shown in an additional illustration framed in dash-dotted lines in the state before joining,
8 the one in 3 dot-framed section VIII in an enlarged view and
9 the one in 5 section IX, framed by a dot-dash line, in an enlarged view.

Aus der Zeichnung ist ein Positioniersystem 1 ersichtlich, das in der Lage ist, einen nur gestrichelt angedeuteten Endeffektor 2 zu bewegen und zu positionieren, um Arbeiten prinzipiell beliebiger Art auszuführen. Bevorzugt handelt es sich bei dem Endeffektor 2 um einen Greifer, der ein ebenfalls nur 2 gestrichelt angedeutetes Objekt 3 an einer Stelle aufnehmen und nach Umpositionierung an einer anderen Stelle wieder abgeben kann. Im Zusammenhang mit einer derartigen Nutzung kann das Positioniersystem 1 auch als Handhabungssystem bezeichnet werden.The drawing shows a positioning system 1 that is able to move and position an end effector 2 (only indicated by dashed lines) in order to carry out work of any kind. The end effector 2 is preferably a gripper that can pick up an object 3 (also only indicated by dashed lines) at one point and release it again at another point after repositioning. In connection with such a use, the positioning system 1 can also be referred to as a handling system.

Exemplarisch handelt es sich bei dem Endeffektor 2 um einen fluidbetätigten Greifer, beispielsweise um einen Backengreifer oder um einen Vakuumgreifer. Ohne weiteres kann der Endeffektor 2 aber auch von einer elektrisch betätigbaren Bauart sein.By way of example, the end effector 2 is a fluid-operated gripper, for example a jaw gripper or a vacuum gripper. However, the end effector 2 can also be of an electrically operated type.

Das Positioniersystem 1 hat eine Endeffektorschnittstelle 4, die zur insbesondere lösbaren Befestigung des Endeffektors 2 ausgebildet ist. Die Endeffektorschnittstelle 4 und mithin der daran angebrachte Endeffektor 2 sind in einem Arbeitsbereich 5 des Positioniersystems 1 dreidimensional in einem kartesischen Koordinatensystem bewegbar, das durch eine x-Achse, eine dazu orthogonale y-Achse und eine zu sowohl der x-Achse als auch der y-Achse orthogonale z-Achse aufgespannt ist. Die vorgenannten drei Achsen sind in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet und durch die Buchstaben „x“, „y“ und „z“ kenntlich gemacht. Die Achsrichtungen dieser der drei kartesischen Achsen werden als x-Achsrichtung, y-Achsrichtung und z-Achsrichtung bezeichnet und sind in der Zeichnung durch Doppelpfeile kenntlich gemacht, die wie die jeweils zugehörige Achse mit den Buchstaben „x“, „y“ und „z“ kenntlich gemacht sind.The positioning system 1 has an end effector interface 4, which is designed for the particularly detachable fastening of the end effector 2. The end effector interface 4 and thus the end effector 2 attached to it can be moved three-dimensionally in a work area 5 of the positioning system 1 in a Cartesian coordinate system that is spanned by an x-axis, a y-axis orthogonal to it and a z-axis orthogonal to both the x-axis and the y-axis. The aforementioned three axes are indicated in the drawing with dash-dot lines and identified by the letters "x", "y" and "z". The axis directions of these three Cartesian axes are referred to as the x-axis direction, y-axis direction and z-axis direction and are identified in the drawing by double arrows, which, like the respective associated axis, are identified with the letters "x", "y" and "z".

Bei einer gebräuchlichen Ausrichtung des Positioniersystems 1, die beim illustrierten Ausführungsbeispiel gegeben ist, erstreckt sich eine durch die x-Achse und die y-Achse aufgespannte x-y-Ebene horizontal und die dazu senkrechte z-Achse verläuft vertikal. Eine Oberseite 6a des Positioniersystems 1 weist dabei in der z-Achsrichtung nach oben, während eine entgegengesetzte Unterseite 6b des Positioniersystems in der z-Achsrichtung nach unten weist.In a conventional orientation of the positioning system 1, which is given in the illustrated embodiment, an x-y plane spanned by the x-axis and the y-axis extends horizontally and the z-axis perpendicular to it runs vertically. An upper side 6a of the positioning system 1 points upwards in the z-axis direction, while an opposite lower side 6b of the positioning system points downwards in the z-axis direction.

Die Endeffektorschnittstelle 4 befindet sich an einem Positionierschlitten 7 des Positioniersystems 1, der unter Ausführung einer in 1 durch eine Pfeildarstellung angedeuteten Positionierbewegung 8 zweidimensional in einer sich in der x-Achsrichtung und der y-Achsrichtung erstreckenden x-y-Ebene verfahrbar und positionierbar ist. Die x-y-Ebene verläuft in den 1 und 5 parallel zur Zeichenebene und steht in den 2 bis 4 und 6 senkrecht zur Zeichenebene. Die Positionierbewegung 8 ist als eine nur in der x-Achsrichtung orientierte Linearbewegung oder als eine nur in der y-Achsrichtung orientierte Linearbewegung oder als eine Bewegung mit beliebigem Streckenverlauf durch gleichzeitige Überlagerung von Bewegungen in der x-Achsrichtung und in der y-Achsrichtung ausführbar.The end effector interface 4 is located on a positioning carriage 7 of the positioning system 1, which is moved by executing a 1 by means of a positioning movement 8 indicated by an arrow, can be moved and positioned two-dimensionally in an xy plane extending in the x-axis direction and the y-axis direction. The xy plane runs in the 1 and 5 parallel to the drawing plane and is in the 2 to 4 and 6 perpendicular to the drawing plane. The positioning movement 8 can be carried out as a linear movement oriented only in the x-axis direction or as a linear movement oriented only in the y-axis direction or as a movement with any desired path by simultaneously superimposing movements in the x-axis direction and in the y-axis direction.

Bevorzugt ist der Positionierschlitten 7 mit einer von durch außen zuführbarer Energie betätigbaren Positioniereinheit 11 ausgestattet, die die Positionierbewegung 8 mitmacht und an der die Endeffektorschnittstelle 4 angeordnet ist. Die Positioniereinheit 11 ist mittels von außen zuführbarer Energie betätigbar, beispielsweise elektrisch oder pneumatisch. Durch Betätigung der Positioniereinheit 7 ist die Endeffektorschnittstelle 4 unabhängig von der Positionierbewegung 8 des Positionierschlittens 7 orthogonal zu der x-y-Ebene in der z-Achsrichtung linear bewegbar, wobei die zugeordnete Bewegung als z-Bewegung 12 bezeichnet sei und in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Der Positionierschlitten 7 hat einen Schlittengrundkörper 9, der exemplarisch mit einer bezüglich des Schlittengrundkörpers 9 gesondert ausgebildeten Positioniereinheit 11 bestückt ist, der aber ohne weiteres auch ein unmittelbarer Bestandteil der Positioniereinheit 11 sein kann.Preferably, the positioning carriage 7 is equipped with a positioning unit 11 that can be actuated by externally supplied energy, which follows the positioning movement 8 and on which the end effector interface 4 is arranged. The Positioning unit 11 can be actuated by means of energy supplied from the outside, for example electrically or pneumatically. By actuating the positioning unit 7, the end effector interface 4 can be moved linearly in the z-axis direction orthogonal to the xy plane, independently of the positioning movement 8 of the positioning carriage 7, whereby the associated movement is referred to as z-movement 12 and is indicated in the drawing by a double arrow. The positioning carriage 7 has a carriage base body 9, which is equipped, for example, with a positioning unit 11 that is designed separately with respect to the carriage base body 9, but which can also easily be a direct component of the positioning unit 11.

Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Positioniereinheit 11 von einer elektrisch betätigbaren Bauart. Sie ist insbesondere als ein elektrischer Spindelantrieb 13 konzipiert, der über einen elektrischen Schrittmotor 13a und eine durch den Schrittmotor 13a linear in der z-Achsrichtung bewegbare Gewindespindel 13b verfügt, wobei eine rotative Ausgangsbewegung des Schrittmotors 13a eine Linearbewegung der Gewindespindel 13b in der z-Achsrichtung zur Folge hat, aus der unmittelbar die z-Bewegung 12 der stirnseitig an der Gewindespindel 13b ausgebildeten Endeffektorschnittstelle 4 resultiert. Der Schrittmotor 13a entspricht insbesondere dem „NEMA“-Standard, wobei „NEMA“ als Abkürzung für „National Electrical Manufacturers Association“ steht.In the illustrated embodiment, the positioning unit 11 is of an electrically actuated type. It is designed in particular as an electric spindle drive 13, which has an electric stepper motor 13a and a threaded spindle 13b that can be moved linearly in the z-axis direction by the stepper motor 13a, wherein a rotary output movement of the stepper motor 13a results in a linear movement of the threaded spindle 13b in the z-axis direction, from which the z-movement 12 of the end effector interface 4 formed on the front side of the threaded spindle 13b directly results. The stepper motor 13a corresponds in particular to the "NEMA" standard, where "NEMA" is an abbreviation for "National Electrical Manufacturers Association".

Das Positioniersystem 1 enthält eine insgesamt mit Bezugsziffer 14 bezeichnete Führungsstruktur, an der der Positionierschlitten 7 unter Ermöglichung der Positionierbewegung 8 verschiebbar gelagert ist. Zur Erzeugung der Positionierbewegung 8 enthält das Positioniersystem 1 eine motorisierte Antriebseinrichtung 15, die ein indirekt mit dem Positionierschlitten 7 antriebsmäßig verbundenes Riemensystem 16 aufweist.The positioning system 1 contains a guide structure, designated overall by reference number 14, on which the positioning carriage 7 is movably mounted, enabling the positioning movement 8. To generate the positioning movement 8, the positioning system 1 contains a motorized drive device 15, which has a belt system 16 indirectly connected to the positioning carriage 7 in terms of drive.

Die Antriebseinrichtung 15 enthält exemplarisch zwei elektrische Antriebsmotoren 17, 18, die zur besseren Unterscheidung auch als x-Antriebsmotor 17 und y-Antriebsmotor 18 bezeichnet werden und von denen der eine für die Verlagerung des Positionierschlittens 7 in der x-Achsrichtung und der andere für die Verlagerung des Positionierschlittens 7 in der y-Achsrichtung verantwortlich ist.The drive device 15 contains, by way of example, two electric drive motors 17, 18, which are also referred to as x-drive motor 17 and y-drive motor 18 for better differentiation, and of which one is responsible for the displacement of the positioning carriage 7 in the x-axis direction and the other for the displacement of the positioning carriage 7 in the y-axis direction.

Die beiden Antriebsmotoren 17, 18 befinden sich insbesondere an der Unterseite 6b des Positioniersystems 1 und sind exemplarisch an einer in der z-Achsrichtung nach unten weisenden Plattenunterseite 19b einer Tragplatte 22 des Positioniersystems 1 montiert, deren Plattenebene sich in einer x-y-Ebene erstreckt. Der bereits angesprochene Arbeitsbereich 5 des Positioniersystems 1 ist einer der Plattenunterseite 19b entgegengesetzten Plattenoberseite 19a zugeordnet und befindet sich in der z-Achsrichtung oberhalb der Tragplatte 22, sodass der Arbeitsbereich 5 einschließlich der darin befindlichen Systembestandteile von den Antriebsmotoren 17, 18 abgeschirmt ist und umgekehrt. In dem Arbeitsbereich 5 befindliche Systemkomponenten sind insbesondere der Positionierschlitten 7, die Führungsstruktur 14 und das Riemensystem 16.The two drive motors 17, 18 are located in particular on the underside 6b of the positioning system 1 and are mounted, for example, on a plate underside 19b of a support plate 22 of the positioning system 1, which faces downwards in the z-axis direction and whose plate plane extends in an x-y plane. The already mentioned work area 5 of the positioning system 1 is assigned to a plate top side 19a opposite the plate underside 19b and is located in the z-axis direction above the support plate 22, so that the work area 5 including the system components located therein is shielded from the drive motors 17, 18 and vice versa. System components located in the work area 5 are in particular the positioning carriage 7, the guide structure 14 and the belt system 16.

Die Führungsstruktur 14 hat einen rechteckigen, exemplarisch quadratischen Führungsrahmen 23, der sich in einer Rahmenebene 24 erstreckt, bei der es sich um eine x-y-Ebene handelt. Der Führungsrahmen 23 erstreckt sich in einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Rahmenumfangsrichtung 25 um ein Rahmenzentrum 26 des Führungsrahmens 23 herum.The guide structure 14 has a rectangular, exemplary square guide frame 23 which extends in a frame plane 24, which is an x-y plane. The guide frame 23 extends in a frame circumferential direction 25 indicated by a double arrow around a frame center 26 of the guide frame 23.

Bevorzugt ist der Führungsrahmen 23 in der z-Achsrichtung beabstandet zu der Tragplatte 22 angeordnet und über vier Stützsäulen 27 an der Plattenoberseite 19a montiert, die sich jeweils in der z-Achsrichtung erstrecken.Preferably, the guide frame 23 is arranged at a distance from the support plate 22 in the z-axis direction and is mounted on the plate top 19a via four support columns 27, each of which extends in the z-axis direction.

Der Führungsrahmen 23 hat vier sich paarweise gegenüberliegende Rahmenschenkel 28, 29, bei denen es sich um zwei sich in der x-Achsrichtung erstreckende und auch als x-Rahmenschenkel 28 bezeichnete Rahmenschenkel 28 sowie um zwei weitere, sich in der y-Achsrichtung erstreckende und auch als y-Rahmenschenkel 29 bezeichnete Rahmenschenkel 29 handelt. In der Rahmenumfangsrichtung 25 aufeinanderfolgende Rahmenschenkel 28, 29 sind jeweils in einem von vier Eckbereichen 32 des Führungsrahmens 23 fest und dabei insbesondere lösbar miteinander verbunden. Die Stützsäulen 27 tragen den Führungsrahmen 23 an seinen vier Eckbereichen, indem der Führungsrahmen 23 mit jedem der vier Eckbereiche 32 auf einer der in den Eckbereichen eines Rechteckes platzierten Stützsäulen 27 sitzt. Zweckmäßigerweise sind die Stützsäulen 27 mit dem Führungsrahmen 23 und mit der Tragplatte 22 lösbar verschraubt.The guide frame 23 has four frame legs 28, 29 arranged opposite one another in pairs, which are two frame legs 28 extending in the x-axis direction and also referred to as x-frame legs 28 and two further frame legs 29 extending in the y-axis direction and also referred to as y-frame legs 29. Frame legs 28, 29 arranged one after the other in the frame circumferential direction 25 are each firmly and in particular detachably connected to one another in one of four corner regions 32 of the guide frame 23. The support columns 27 support the guide frame 23 at its four corner regions, with the guide frame 23 sitting with each of the four corner regions 32 on one of the support columns 27 placed in the corner regions of a rectangle. Conveniently, the support columns 27 are detachably screwed to the guide frame 23 and to the support plate 22.

Die beiden Antriebsmotoren 17, 18 sind zweckmäßigerweise jeweils in axialer Verlängerung einer der vier Stützsäulen 27 an der Plattenunterseite 19b montiert, wobei sie zweckmäßigerweise ebenfalls angeschraubt sind. Bevorzugt sind die beiden Antriebsmotoren 17, 18 jeweils einem von zwei in der Rahmenumfangsrichtung 25 unmittelbar aufeinanderfolgend angeordneten Eckbereichen 32 des Führungsrahmens 23 zugeordnet.The two drive motors 17, 18 are each expediently mounted in the axial extension of one of the four support columns 27 on the underside 19b of the plate, and are also expediently screwed on. The two drive motors 17, 18 are preferably each assigned to one of two corner regions 32 of the guide frame 23 arranged directly one after the other in the frame circumferential direction 25.

Zu der Führungsstruktur 14 gehören außer dem Führungsrahmen 23 zwei an dem Führungsrahmen 32 verschiebbar gelagerte Führungstraversen 33, 34, die zur besseren Unterscheidung auch als x-Führungstraverse 33 und als y-Führungstraverse 34 bezeichnet werden. Die x-Führungstraverse 33 überbrückt einen sich in der x-Achsrichtung erstreckenden x-Abstand zwischen den beiden y-Rahmenschenkeln 29 und ist an diesen beiden y-Rahmenschenkeln 29 zur Ausführung einer in der y-Achsrichtung orientierten, durch einen Doppelpfeil angedeuteten y-Bewegung 36 linear verschiebbar gelagert. Die y-Führungstraverse 34 überbrückt einen sich in der y-Achsrichtung erstreckenden Abstand zwischen den beiden x-Rahmenschenkeln 28 und ist an den beiden x-Rahmenschenkeln 28 zur Ausführung einer in der x-Achsrichtung orientierten, durch einen Doppelpfeil illustrierten x-Bewegung 35 linear verschiebbar gelagert.In addition to the guide frame 23, the guide structure 14 includes two guide cross members 33, 34 which are slidably mounted on the guide frame 32 and which, for better differentiation, are also referred to as x-guide cross members 33 and y-guide cross members 34. The x-guide cross member 33 bridges an x-distance extending in the x-axis direction between the two y-frame legs 29 and is mounted on these two y-frame legs 29 so as to be linearly displaceable in order to carry out a y-movement 36 oriented in the y-axis direction and indicated by a double arrow. The y-guide cross member 34 bridges a distance extending in the y-axis direction between the two x-frame legs 28 and is mounted on the two x-frame legs 28 so as to be linearly displaceable in order to carry out an x-movement 35 oriented in the x-axis direction and illustrated by a double arrow.

Beide Führungstraversen 33, 34 erstrecken sich jeweils in einer x-y-Ebene, wobei sie sich in einem Kreuzungsbereich rechtwinkelig ohne gegenseitige Berührung kreuzen.Both guide cross members 33, 34 each extend in an x-y plane, crossing at right angles in an intersection area without touching each other.

Der Positionierschlitten 7 ist an beiden Führungstraversen 33, 34 in deren Kreuzungsbereich angeordnet. Einerseits ist der Positionierschlitten 7 an der x-Führungstraverse 33 in der x-Achsrichtung verschiebbar gelagert und andererseits ist der Positionierschlitten 7 an der y-Führungstraverse 34 in der y-Achsrichtung verschiebbar gelagert. Die Linearbewegung des Positionierschlittens 7 entlang der x-Führungstraverse 33 sei als x-Positionierbewegung 8a und die Linearbewegung entlang der y-Führungstraverse 34 als y-Positionierbewegung 8b bezeichnet. Die insgesamt mögliche Positionierbewegung 8 des Positionierschlittens 7 kann eine reine x-Positionierbewegung 8a oder eine reine y-Positionierbewegung 8b oder eine aus einer Überlagerung einer x-Positionierbewegung 8a und einer zeitgleich stattfindenden y-Positionierbewegung 8b resultierende Bewegung sein.The positioning carriage 7 is arranged on both guide crossbars 33, 34 in their intersection area. On the one hand, the positioning carriage 7 is mounted on the x-guide crossbar 33 so that it can move in the x-axis direction and on the other hand, the positioning carriage 7 is mounted on the y-guide crossbar 34 so that it can move in the y-axis direction. The linear movement of the positioning carriage 7 along the x-guide crossbar 33 is referred to as the x-positioning movement 8a and the linear movement along the y-guide crossbar 34 is referred to as the y-positioning movement 8b. The total possible positioning movement 8 of the positioning carriage 7 can be a pure x-positioning movement 8a or a pure y-positioning movement 8b or a movement resulting from a superposition of an x-positioning movement 8a and a y-positioning movement 8b taking place at the same time.

Im Rahmen der in einer zur z-Achse orthogonalen x-y-Ebene ausführbaren Positionierbewegung 8 kann der Positionierschlitten 7 einschließlich der daran angeordneten Endeffektorschnittstelle 4 innerhalb eines in 1 mittels einer strichpunktierten Umrahmung kenntlich gemachten rechteckigen Positionierbereiches 10 beliebig positioniert werden. Insoweit ist das Positioniersystem 1 als Flächenportal nutzbar. Wenn die beim Ausführungsbeispiel realisierte Möglichkeit der zusätzlichen Ausführung einer z-Bewegung 12 der Endeffektorschnittstelle 4 besteht, kann die Endeffektorschnittstelle 4 einschließlich eines daran befestigten Endeffektors 2 beliebig räumlich innerhalb eines Positionierraumes verfahren und positioniert werden, der in der x-y-Ebene durch den Positionierbereich 10 und in der z-Achsrichtung durch den zur Verfügung stehenden Hub der z-Bewegung 12 definiert ist. Insoweit kann das Positioniersystem 1 als ein Raumportal betrieben werden.Within the scope of the positioning movement 8 which can be carried out in an xy plane orthogonal to the z-axis, the positioning carriage 7 including the end effector interface 4 arranged thereon can be moved within a 1 by means of a dot-dash frame, the positioning system 1 can be positioned as desired. In this respect, the positioning system 1 can be used as a surface portal. If the possibility of additionally executing a z-movement 12 of the end effector interface 4, as implemented in the embodiment, exists, the end effector interface 4, including an end effector 2 attached to it, can be moved and positioned as desired within a positioning space, which is defined in the xy plane by the positioning area 10 and in the z-axis direction by the available stroke of the z-movement 12. In this respect, the positioning system 1 can be operated as a space portal.

Die verschiebbare Lagerung des Positionierschlittens 7 ist so ausgebildet, dass der Positionierschlitten 7 an der x-Führungstraverse 33 zumindest in der y-Achsrichtung und an der y-Führungstraverse 34 zumindest in der x-Achsrichtung abgestützt ist. Dies hat den Effekt, dass durch die x-Führungstraverse 33 auf den Positionierschlitten 7 schlupffrei eine Schubkraft in der y-Achsrichtung ausübbar ist und dass durch die y-Führungstraverse 34 auf den Positionierschlitten 7 schlupffrei eine Schubkraft in der x-Achsrichtung ausübbar ist, um eine Positionierbewegung 8 hervorzurufen. Exemplarisch erfolgt seitens des Positionierschlittens 7 bezüglich der x-Führungstraverse 33 eine allseitige Abstützung orthogonal zur x-Achse und bezüglich der y-Führungstraverse 34 eine allseitige Abstützung orthogonal zur y-Achse.The movable mounting of the positioning carriage 7 is designed such that the positioning carriage 7 is supported on the x-guide cross member 33 at least in the y-axis direction and on the y-guide cross member 34 at least in the x-axis direction. This has the effect that a thrust force in the y-axis direction can be exerted on the positioning carriage 7 through the x-guide cross member 33 without slipping and that a thrust force in the x-axis direction can be exerted on the positioning carriage 7 through the y-guide cross member 34 without slipping in order to bring about a positioning movement 8. For example, the positioning carriage 7 is supported on all sides orthogonally to the x-axis with respect to the x-guide cross member 33 and on all sides orthogonally to the y-axis with respect to the y-guide cross member 34.

Das Riemensystem 16 enthält zwei durch die beiden Antriebsmotoren 17, 18 unabhängig voneinander antreibbare Riemenstrukturen 42, 43, die zur besseren Unterscheidung auch als x-Riemenstruktur 42 und y-Riemenstruktur 43 bezeichnet werden. Beide Riemenstrukturen 42, 43 sind an und insbesondere in dem Führungsrahmen 23 angeordnet. Die x-Riemenstruktur 42 ist mit der x-Führungstraverse 33 kraftübertragend verbunden, um die y-Bewegung 36 der x-Führungstraverse 33 hervorrufen zu können. Die y-Riemenstruktur 43 ist mit der y-Führungstraverse 34 kraftübertragend verbunden, um die x-Bewegung 35 der y-Führungstraverse 34 hervorrufen zu können.The belt system 16 contains two belt structures 42, 43 that can be driven independently of one another by the two drive motors 17, 18 and which are also referred to as x-belt structure 42 and y-belt structure 43 for easier differentiation. Both belt structures 42, 43 are arranged on and in particular in the guide frame 23. The x-belt structure 42 is connected to the x-guide cross member 33 in a force-transmitting manner in order to be able to cause the y-movement 36 of the x-guide cross member 33. The y-belt structure 43 is connected to the y-guide cross member 34 in a force-transmitting manner in order to be able to cause the x-movement 35 of the y-guide cross member 34.

Die x-Riemenstruktur 42 ist durch den x-Antriebsmotor 17 antreibbar, der mit der x-Riemenstruktur 42 kraftübertragend gekoppelt ist. Die y-Riemenstruktur 43 ist durch den y-Antriebsmotor 18 antreibbar, der mit der y-Riemenstruktur 43 kraftübertragend gekoppelt ist. Somit kann durch den x-Antriebsmotor 17 die y-Bewegung 36 der x-Führungstraverse 33 und folglich auch die y-Positionierbewegung 8b des Positionierschlittens 7 hervorgerufen werden und es kann durch den y-Antriebsmotor 18 die x-Bewegung 35 der y-Führungstraverse 34 und folglich auch die x-Positionierbewegung 8a des Positionierschlittens 7 hervorgerufen werden.The x-belt structure 42 can be driven by the x-drive motor 17, which is coupled to the x-belt structure 42 in a force-transmitting manner. The y-belt structure 43 can be driven by the y-drive motor 18, which is coupled to the y-belt structure 43 in a force-transmitting manner. The y-movement 36 of the x-guide crossbeam 33 and consequently also the y-positioning movement 8b of the positioning carriage 7 can thus be caused by the x-drive motor 17, and the x-movement 35 of the y-guide crossbeam 34 and consequently also the x-positioning movement 8a of the positioning carriage 7 can be caused by the y-drive motor 18.

Das Positioniersystem 1 enthält zweckmäßigerweise eine elektronische Steuereinheit 44, an die in nicht weiter illustrierter Weise die beiden Antriebsmotoren 17, 18 elektrisch angeschlossen sind und durch die die beiden Antriebsmotoren 17, 18 hinsichtlich ihres Betriebszustandes zur wunschgemäßen Erzeugung der Positionierbewegung 8 ansteuerbar sind.The positioning system 1 expediently contains an electronic control unit 44, to which the two drive motors 17, 18 are electrically connected in a manner not further illustrated and by means of which the two drive motors 17, 18 can be controlled with regard to their operating state in order to generate the positioning movement 8 as desired.

Jeder der vier Rahmenschenkel 28, 29 enthält ein sich zwischen zwei in der Rahmenumfangsrichtung 25 aufeinanderfolgend angeordneten Eckbereichen 32 linear erstreckendes Führungsrohr 45. Jeder Rahmenschenkel 28, 29 enthält darüber hinaus zwei Eckverbinder 46, die jeweils an einem der beiden axialen Endabschnitte des zugeordneten Führungsrohrs 45 befestigt sind. Beispielsweise sind die Endabschnitte der Führungsrohre 45 gemäß 7 in die Eckverbinder 46 eingesteckt und auf geeignete Weise fixiert, beispielsweise durch Einpressen, Verklemmen oder Verkleben.Each of the four frame legs 28, 29 contains a guide tube 45 extending linearly between two corner regions 32 arranged successively in the frame circumferential direction 25. Each frame leg 28, 29 also contains two corner connectors 46, each of which is attached to one of the two axial end sections of the associated guide tube 45. For example, the end sections of the guide tubes 45 are according to 7 inserted into the corner connectors 46 and fixed in a suitable manner, for example by pressing, clamping or gluing.

Jeder Rahmenschenkel 28, 29 hat eine als Schenkellängsachse 47 bezeichnete Längsachse, wobei die Schenkellängsachsen 47 unmittelbar aufeinanderfolgender Rahmenschenkel 28, 29 rechtwinkelig zueinander verlaufen. Jeder Eckverbinder 46 ist an einer vom zugeordneten Führungsrohr 45 abgewandten Seite mit einer bezüglich der zugeordneten Schenkellängsachse 47 um 45 Grad geneigten Schnittstellenfläche 48 versehen, wobei in der Rahmenumfangsrichtung 45 aufeinanderfolgende Rahmenschenkel 28, 29 in den Eckbereichen 32 mit einander zugewandten Schnittstellenflächen 48 aneinander angesetzt sind. Die Schnittstellenflächen 48 liegen zweckmäßigerweise in imaginären Ebenen, die sich im Rahmenzentrum 26 schneiden.Each frame leg 28, 29 has a longitudinal axis referred to as the leg longitudinal axis 47, with the leg longitudinal axes 47 of immediately consecutive frame legs 28, 29 running at right angles to one another. Each corner connector 46 is provided on a side facing away from the associated guide tube 45 with an interface surface 48 inclined by 45 degrees with respect to the associated leg longitudinal axis 47, with successive frame legs 28, 29 in the frame circumferential direction 45 being attached to one another in the corner regions 32 with interface surfaces 48 facing one another. The interface surfaces 48 are expediently located in imaginary planes that intersect in the frame center 26.

Zusammengehalten sind die aneinander angesetzten Rahmenschenkel 28, 29 mittels in 7 strichpunktiert angedeuteter Befestigungsschrauben 49 und bei Bedarf mittels zusätzlicher Fixierstifte zur gegenseitigen exakten Ausrichtung.The frame legs 28, 29 are held together by means of 7 fastening screws 49 indicated by dash-dotted lines and, if required, by means of additional fixing pins for exact mutual alignment.

Die Führungsrohre 45 sind insbesondere als Rundrohre mit einer runden Innen- und Außenkontur ausgebildet, wobei sie insbesondere innen und außen einen kreisförmigen Querschnitt haben. Hiervon abweichende Formgebungen, beispielsweise als Rechteckrohre, sind ebenfalls möglich.The guide tubes 45 are designed in particular as round tubes with a round inner and outer contour, wherein they have a circular cross-section in particular on the inside and outside. Shapes other than these, for example as rectangular tubes, are also possible.

Jede der beiden Führungstraversen 33, 34 hat zwei Führungsschlitten 52, 53, die durch einen eine lineare Erstreckung aufweisenden Führungsabschnitt 54, 55 miteinander verbunden sind. Die Führungsschlitten 52 und der Führungsabschnitt 54 der x-Führungstraverse 33 werden nachfolgend auch als x-Führungsschlitten 52 und x-Führungsabschnitt 54 bezeichnet. Die Führungsschlitten 53 und der Führungsabschnitt 55 der y-Führungstraverse 34 werden nachfolgend auch als y-Führungsschlitten 53 und y-Führungsabschnitt 55 bezeichnet. Jeder der beiden x-Führungsschlitten 52 ist am Führungsrohr 45 eines der beiden y-Rahmenschenkel 29 in der y-Achsrichtung verschiebbar geführt gelagert. Jeder der beiden y-Führungsschlitten 52 ist am Führungsrohr 45 eines der beiden x-Rahmenschenkel 28 in der x-Achsrichtung verschiebbar geführt gelagert. Die beiden x-Führungsschlitten 52 liegen in der y-Achsrichtung auf gleicher Höhe, wobei sie durch die x-Führungstraverse 33 mechanisch miteinander gekoppelt sind. Die beiden y-Führungsschlitten 53 liegen in der x-Achsrichtung auf gleicher Höhe und sind über den y-Führungsabschnitt 55 mechanisch miteinander gekoppelt.Each of the two guide cross members 33, 34 has two guide carriages 52, 53, which are connected to one another by a guide section 54, 55 having a linear extension. The guide carriages 52 and the guide section 54 of the x-guide cross member 33 are also referred to below as x-guide carriages 52 and x-guide section 54. The guide carriages 53 and the guide section 55 of the y-guide cross member 34 are also referred to below as y-guide carriages 53 and y-guide section 55. Each of the two x-guide carriages 52 is mounted on the guide tube 45 of one of the two y-frame legs 29 so that it can be moved in the y-axis direction. Each of the two y-guide slides 52 is mounted on the guide tube 45 of one of the two x-frame legs 28 so that it can be moved in the x-axis direction. The two x-guide slides 52 are at the same height in the y-axis direction and are mechanically coupled to one another by the x-guide cross member 33. The two y-guide slides 53 are at the same height in the x-axis direction and are mechanically coupled to one another by the y-guide section 55.

Die verschiebbare Lagerung des Positionierschlittens 7 erfolgt seitens der beiden Führungstraversen 33, 34 jeweils am zugeordneten Führungsabschnitt 54, 55. Dementsprechend ist der Positionierschlitten 7 in der x-Achsrichtung entlang des x-Führungsabschnittes 54 und in der y-Achsrichtung entlang des y-Führungsabschnittes 55 verschiebbar. Seitens des Positionierschlittens 7 erfolgt die verschiebbare Lagerung zweckmäßigerweise an dem Schlittengrundkörper 9.The movable mounting of the positioning carriage 7 takes place on the side of the two guide cross members 33, 34 on the associated guide section 54, 55. Accordingly, the positioning carriage 7 can be moved in the x-axis direction along the x-guide section 54 and in the y-axis direction along the y-guide section 55. On the side of the positioning carriage 7, the movable mounting expediently takes place on the carriage base body 9.

Exemplarisch sind die beiden Führungsabschnitte 54, 55 an den beiden ihnen jeweils zugeordneten Führungsschlitten 52, 52; 53, 53 jeweils lösbar befestigt, sodass eine einfache Montage und bei Bedarf ein schnelles Auswechseln möglich ist. Zur Befestigung kommt zweckmäßigerweise jeweils eine Steckverbindungseinrichtung 56 zum Einsatz, die insbesondere in einer Weise ausgebildet ist, die eine werkzeuglose Montage und Demontage gestattet.As an example, the two guide sections 54, 55 are each detachably attached to the two guide carriages 52, 52; 53, 53 assigned to them, so that simple assembly and, if necessary, quick replacement is possible. A plug connection device 56 is expediently used for fastening, which is designed in particular in a way that allows tool-free assembly and disassembly.

Exemplarisch haben die beiden Führungsabschnitte 54, 55 an ihren beiden einander entgegengesetzten axialen Endabschnitten jeweils einen Kugelkopf 56a, der in eine am zugeordneten Führungsschlitten 52, 53 ausgebildete, als Kopfaufnahme 56b bezeichnete Lagerausnehmung eingesteckt ist. Zur Fixierung kommt insbesondere ein lösbarer Rastmechanismus zur Anwendung.By way of example, the two guide sections 54, 55 each have a ball head 56a on their two opposite axial end sections, which is inserted into a bearing recess formed on the associated guide carriage 52, 53 and referred to as a head receptacle 56b. In particular, a releasable locking mechanism is used for fixing.

Die Kugelköpfe 56a sind in der jeweils zugeordneten Kopfaufnahme 56b bevorzugt drehbar gelagert, sodass zur Ermöglichung eines automatischen Toleranzausgleiches begrenzte Schwenkbewegungen jedes Führungsabschnittes 54, 55 bezüglich jedes zugeordneten Führungsschlittens 52, 53 möglich sind.The ball heads 56a are preferably rotatably mounted in the respectively associated head holder 56b, so that limited pivoting movements of each guide section 54, 55 with respect to each associated guide carriage 52, 53 are possible in order to enable automatic tolerance compensation.

Die beiden Führungsabschnitte 54, 55 und der Positionierschlitten 7 können bereits vor der Anbringung an den Führungsschlitten 52, 53 zu einer in 1 verkleinert separat abgebildeten Baugruppe 57 zusammengefasst sein. Diese Baugruppe 57 ist einheitlich handhabbar und erleichtert die Montage und Demontage bezüglich der vier Führungsschlitten 52, 53.The two guide sections 54, 55 and the positioning carriage 7 can be assembled into a 1 The assembly 57 is shown separately and in a smaller size. This assembly 57 can be handled uniformly and facilitates the assembly and disassembly of the four guide carriages 52, 53.

Bevorzugt weisen sowohl der x-Führungsabschnitt 54 als auch der y-Führungsabschnitt 55 zwei sich mit gegenseitigem Abstand parallel nebeneinander erstreckende Führungsstangen 58 auf. Diese Führungsstangen 58 können massiv oder bevorzugt rohrförmig und dementsprechend mit geringem Gewicht ausgebildet sein. Die Führungsstangen 58 der x-Führungstraverse 33 erstrecken sich in der x-Achsrichtung und die Führungsstangen 58 der y-Führungstraverse 34 erstrecken sich in der y-Achsrichtung.Preferably, both the x-guide section 54 and the y-guide section 55 have two guide rods 58 extending parallel to one another at a mutual distance. These guide rods 58 can be solid or preferably tubular and accordingly lightweight. The guide rods 58 of the x-guide cross member 33 extend in the x-axis direction and the guide rods 58 of the y- Guide beams 34 extend in the y-axis direction.

Die beiden zur jeweils gleichen Führungstraverse 33, 34 gehörenden Führungsstangen 58 haben untereinander die gleiche Länge und sind an ihren beiden einander entgegengesetzten axialen Endbereichen jeweils durch eines von zwei Jochelementen 61 starr miteinander verbunden. Exemplarisch sind die Führungsstangen 58 in die Jochelemente 61 eingesteckt. Die Jochelemente 61 sorgen für den gewünschten Parallelabstand zwischen den beiden zugeordneten Führungsstangen 58. Beide Führungsabschnitte 54, 55 sind exemplarisch über ihre Jochelemente 61 an den Führungsschlitten 52, 53 befestigt, wobei jedes Jochelement 61 einen der zur Lagerung vorteilhaften Kugelköpfe 56a aufweist.The two guide rods 58 belonging to the same guide crossbeam 33, 34 are the same length and are rigidly connected to one another at their two opposite axial end areas by one of two yoke elements 61. The guide rods 58 are inserted into the yoke elements 61 as an example. The yoke elements 61 ensure the desired parallel distance between the two associated guide rods 58. Both guide sections 54, 55 are attached to the guide carriages 52, 53 via their yoke elements 61, with each yoke element 61 having one of the ball heads 56a which are advantageous for bearing.

Die Führungsstangen 58 des x-Führungsabschnittes 54 liegen in einer ersten Stangenebene 58a (2), während die beiden Führungsstangen 58 des y-Führungsabschnittes 55 in einer zweiten Stangenebene 58b liegen (6). Die beiden Stangenebenen 58a, 58b sind senkrecht zueinander angeordnet, wobei eine davon - exemplarisch ist dies die erste Stangenebene 58a - in einer x-y-Ebene liegt, während sich die andere - exemplarisch ist dies die zweite Stangenebene 58b -in einer x-z-Ebene erstreckt.The guide rods 58 of the x-guide section 54 lie in a first rod plane 58a ( 2 ), while the two guide rods 58 of the y-guide section 55 lie in a second rod plane 58b ( 6 ). The two rod planes 58a, 58b are arranged perpendicular to each other, one of them - for example, this is the first rod plane 58a - lying in an xy plane, while the other - for example, this is the second rod plane 58b - extends in an xz plane.

Die beiden Führungsabschnitte 54, 55 kreuzen sich im rechten Winkel, wobei der Positionierschlitten 7 von den Führungsstangen 58 beider Führungsabschnitte 54, 55 durchsetzt ist und entlang dieser Führungsstangen 58 verschiebbar ist.The two guide sections 54, 55 intersect at right angles, whereby the positioning carriage 7 is penetrated by the guide rods 58 of both guide sections 54, 55 and is displaceable along these guide rods 58.

Gemäß der beispielhaften vorteilhaften Anordnung erstrecken sich die in der ersten Stangenebene 58a liegenden Führungsstangen 58 zwischen den beiden in der zweiten Stangenebene 58b ausgerichteten Führungsstangen 58 hindurch. Auf diese Weise sind in der z-Achsrichtung besonders kompakte Abmessungen realisierbar.According to the exemplary advantageous arrangement, the guide rods 58 located in the first rod plane 58a extend between the two guide rods 58 aligned in the second rod plane 58b. In this way, particularly compact dimensions can be realized in the z-axis direction.

Die kraftübertragende Kopplung der beiden Riemenstrukturen 42, 43 mit der jeweils zugeordneten Führungstraverse 33, 34 erfolgt an den beiden Führungsschlitten 52, 53 einer jeweiligen Führungstraverse 33, 34.The force-transmitting coupling of the two belt structures 42, 43 with the respectively assigned guide crossbeam 33, 34 takes place on the two guide carriages 52, 53 of a respective guide crossbeam 33, 34.

Obgleich prinzipiell auch eine externe Anordnung möglich wäre, ist es besonders vorteilhaft, wenn die beiden Riemenstrukturen 42, 43 entsprechend dem illustrierten Ausführungsbeispiel zur Umgebung hin gekapselt im Innern des Führungsrahmens 23 untergebracht sind. Exemplarisch bedeutet dies, dass sich die beiden Riemenstrukturen 42, 43 im Innern der Führungsrohre 45 und auch innerhalb der Eckverbinder 46 erstrecken. Die Kopplung mit den Führungsschlitten 52, 53 erfolgt im Innern der Führungsrohre 45.Although in principle an external arrangement would also be possible, it is particularly advantageous if the two belt structures 42, 43 are housed inside the guide frame 23, encapsulated from the environment, in accordance with the illustrated embodiment. For example, this means that the two belt structures 42, 43 extend inside the guide tubes 45 and also inside the corner connectors 46. The coupling with the guide carriages 52, 53 takes place inside the guide tubes 45.

Die Führungsrohre 45 weisen peripher eine Rohrwand 62 auf. Die Rohrwand 62 jedes Führungsrohrs 45 umschließt einen Rohrinnenraum 63, der axial beidseits jeweils in einen im sich dort anschließenden Eckverbinder 46 ausgebildeten Eckverbinderinnenraum 64 übergeht.The guide tubes 45 have a tube wall 62 on the periphery. The tube wall 62 of each guide tube 45 encloses a tube interior 63, which axially on both sides merges into a corner connector interior 64 formed in the corner connector 46 adjoining there.

Jeder Führungsschlitten 52, 53 ist zweiteilig ausgebildet und hat ein im Rohrinnenraum 63 des zugeordneten Führungsrohrs 45 angeordnetes Schlitteninnenteil 65a und ein außen am Führungsrohr 45 im Bereich dessen Außenumfanges angeordnetes Schlittenaußenteil 65b. Das Schlitteninnenteil 65a ist kraftübertragend mit dem Schlittenaußenteil 65b gekoppelt, sodass eine auf das Schlitteninnenteil 65a einwirkende axiale Antriebskraft auf das Schlittenaußenteil 65b übertragen wird.Each guide carriage 52, 53 is constructed in two parts and has an inner carriage part 65a arranged in the tube interior 63 of the associated guide tube 45 and an outer carriage part 65b arranged on the outside of the guide tube 45 in the region of its outer circumference. The inner carriage part 65a is coupled to the outer carriage part 65b in a force-transmitting manner, so that an axial drive force acting on the inner carriage part 65a is transmitted to the outer carriage part 65b.

Die x-Riemenstruktur 42 ist über eine Befestigungseinrichtung 66 an den Schlitteninnenteilen 65a der beiden x-Führungsschlitten 52 befestigt und hat keine Verbindung mit den Schlitteninnenteilen 65a der beiden y-Führungsschlitten 53. Die y-Riemenstruktur 43 ist über eine Befestigungseinrichtung 66 an den Schlitteninnenteilen 65a der beiden y-Führungsschlitten 53 befestigt und hat keine Verbindung zu den Schlitteninnenteilen 65a der x-Führungsschlitten 52.The x-belt structure 42 is fastened to the slide inner parts 65a of the two x-guide slides 52 via a fastening device 66 and has no connection to the slide inner parts 65a of the two y-guide slides 53. The y-belt structure 43 is fastened to the slide inner parts 65a of the two y-guide slides 53 via a fastening device 66 and has no connection to the slide inner parts 65a of the x-guide slides 52.

Die Führungsabschnitte 54, 55 der beiden Führungstraversen 33, 34 sind jeweils an den beiden Schlittenaußenteilen 65b der zur betreffenden Führungstraverse 33, 34 gehörenden Führungsschlitten 52, 53 angebracht. Exemplarisch bedeutet dies, dass die Kopfaufnahmen 56b der Steckverbindungseinrichtungen 56 an oder in den Schlittenaußenteilen 65b ausgebildet sind.The guide sections 54, 55 of the two guide cross members 33, 34 are each attached to the two slide outer parts 65b of the guide carriages 52, 53 belonging to the respective guide cross member 33, 34. By way of example, this means that the head receptacles 56b of the plug connection devices 56 are formed on or in the slide outer parts 65b.

Wenn sich eine der beiden Riemenstrukturen 42, 43 in einem durch den zugeordneten Antriebsmotor 17, 18 hervorgerufenen Antriebsmodus befindet, übt sie eine axiale Antriebskraft auf das an ihr befestigte Schlitteninnenteil 65a aus, wobei sich aufgrund der kraftübertragenden Kopplung das zugeordnete Schlittenaußenteil 65b synchron mitbewegt und ebenso der an den Schlittenaußenteilen 65b angeordnete Führungsabschnitt 54, 55. Dementsprechend wird eine y-Bewegung 36 der x-Führungstraverse 33 oder eine x-Bewegung 35 der y-Führungstraverse 34 hervorgerufen.When one of the two belt structures 42, 43 is in a drive mode caused by the associated drive motor 17, 18, it exerts an axial drive force on the slide inner part 65a attached to it, whereby the associated slide outer part 65b moves synchronously due to the force-transmitting coupling, as does the guide section 54, 55 arranged on the slide outer parts 65b. Accordingly, a y-movement 36 of the x-guide cross member 33 or an x-movement 35 of the y-guide cross member 34 is caused.

Bevorzugt ist die Rohrwand 62 der Führungsrohre 45 ringsum geschlossen. Die kraftübertragende Kopplung zwischen dem Schlitteninnenteil 65a und dem Schlittenaußenteil 65b erfolgt berührungslos durch die aus einem magnetisch nichtleitenden Material bestehende Rohrwand 62 hindurch und beruht auf einem permanentmagnetischen Kopplungsprinzip. Bei jedem Führungsschlitten 52, 53 ist das Schlitteninnenteil 65a und das Schlittenaußenteil 65b mit Bestandteilen einer permanentmagnetischen Kopplungseinrichtung 67 ausgestattet, die sich gegenseitig anziehen, sodass eine magnetische Kopplung vorliegt.Preferably, the tube wall 62 of the guide tubes 45 is closed all around. The force-transmitting coupling between the slide inner part 65a and the slide outer part 65b is carried out contactlessly by the material and is based on a permanent magnetic coupling principle. In each guide carriage 52, 53, the inner carriage part 65a and the outer carriage part 65b are equipped with components of a permanent magnetic coupling device 67, which attract each other so that a magnetic coupling is present.

Die permanentmagnetische Kopplungseinrichtung 67 enthält exemplarisch eine als Bestandteil des Schlitteninnenteils 65a ausgebildete innere Permanentmagneteinheit 67a und eine als Bestandteil des Schlittenaußenteils 65b ausgebildete äußere Permanentmagneteinheit 67b. Beide Permanentmagneteinheiten 67a, 67b sind insbesondere mittels mehrerer koaxial aufeinanderfolgend angeordneter Ringmagnete realisiert, wobei zwischen benachbarten Ringmagneten zweckmäßigerweise jeweils ein ringförmiges Flussleitstück aus einem ferromagnetischen Material angeordnet ist.The permanent magnet coupling device 67 contains, by way of example, an inner permanent magnet unit 67a formed as a component of the slide inner part 65a and an outer permanent magnet unit 67b formed as a component of the slide outer part 65b. Both permanent magnet units 67a, 67b are implemented in particular by means of several ring magnets arranged coaxially one after the other, wherein an annular flux guide piece made of a ferromagnetic material is expediently arranged between adjacent ring magnets.

Die Schlittenaußenteile 65b sind zweckmäßigerweise jeweils hülsenförmig ausgebildet und umschließen koaxial das zugeordnete Schlitteninnenteil 65a sowie das Führungsrohr 45, das seinerseits das Schlitteninnenteil 65a koaxial umschließt.The slide outer parts 65b are expediently each designed in the shape of a sleeve and coaxially enclose the associated slide inner part 65a as well as the guide tube 45, which in turn coaxially encloses the slide inner part 65a.

Bevorzugt ist bei jedem Führungsschlitten 52, 53 das Schlittenaußenteil 65b und bevorzugt auch das Schlitteninnenteil 65a mit einer oder mehreren, nicht weiter illustrierten Führungshülsen ausgestattet, die gleitverschieblich an der Rohrwand 62 anliegen und eine verschleißarme Linearbewegung entlang des Führungsrohrs 45 mit diesbezüglich gleichzeitig radialer Abstützung gewährleisten.Preferably, in each guide carriage 52, 53, the carriage outer part 65b and preferably also the carriage inner part 65a are equipped with one or more guide sleeves (not further illustrated) which slide against the tube wall 62 and ensure a low-wear linear movement along the guide tube 45 with simultaneous radial support in this regard.

Bevorzugt sind die beiden Riemenstrukturen 42, 43 ringförmig aufgebaut, wobei sie sich jeweils entlang sämtlicher Rahmenschenkel 28, 29 um das Rahmenzentrum 26 des Führungsrahmens 23 herum erstrecken. Beim illustrierten Ausführungsbeispiel ist dies der Fall. Konkret erstrecken sich die Riemenstrukturen 42, 43 exemplarisch durch die Rohrinnenräume 63 und die Eckverbinderinnenräume 64 hindurch.Preferably, the two belt structures 42, 43 are constructed in a ring shape, each extending along all frame legs 28, 29 around the frame center 26 of the guide frame 23. This is the case in the illustrated embodiment. Specifically, the belt structures 42, 43 extend, for example, through the pipe interiors 63 and the corner connector interiors 64.

Aus der strichpunktiert umrahmten verkleinerten Abbildung in 7, die im Vergleich zur daneben liegenden Abbildung größeren Maßstabs einen Schnitt in einer leicht versetzten Schnittebene zeigt, ist ersichtlich, dass bei jedem Eckverbinder 46 der Eckverbinderinnenraum 64 über mindestens eine Eckverbinderöffnung 68 zur zugeordneten Schnittstellenfläche 48 hin offen ist, wobei sich die Eckverbinderöffnungen 68 benachbarter Eckverbinder 46 so gegenüberliegen, dass sie bei gemäß Doppelpfeil 71 aneinandergesetzten Eckverbindern 46 miteinander fluchten und ineinander übergehen. Auf diese Weise begrenzt der Führungsrahmen 23 einen sich in der Rahmenumfangsrichtung 25 rings um das Rahmenzentrum 26 herum erstreckenden Rahmeninnenraum 72, der sich aus den ineinander übergehenden Rohrinnenräumen 63 und Eckverbinderinnenräumen 64 zusammensetzt.From the reduced illustration with dot-dash border in 7 , which, in comparison to the larger-scale illustration next to it, shows a section in a slightly offset cutting plane, it can be seen that for each corner connector 46, the corner connector interior 64 is open via at least one corner connector opening 68 to the associated interface surface 48, wherein the corner connector openings 68 of adjacent corner connectors 46 are located opposite one another in such a way that, when the corner connectors 46 are placed next to one another as shown by the double arrow 71, they are aligned with one another and merge into one another. In this way, the guide frame 23 delimits a frame interior 72 which extends in the frame circumferential direction 25 around the frame center 26 and which is composed of the pipe interiors 63 and corner connector interiors 64 which merge into one another.

Zwischen den beiden sich jeweils gegenüberliegenden Schnittstellenflächen 48 ist zweckmäßigerweise eine aus 8 ersichtliche Dichtung 81 angeordnet, die die Eckverbinderöffnungen 68 umschließt und einen Eintritt von Verunreinigungen in den Rahmeninnenraum 72 verhindern.Between the two opposing interface surfaces 48, a 8 visible seal 81 is arranged, which encloses the corner connector openings 68 and prevents the entry of contaminants into the frame interior 72.

Die beiden Riemenstrukturen 42, 43 erstrecken sich unabhängig voneinander, insbesondere nebeneinander, in dem Rohrinnenraum 72. Beide ringförmigen Riemenstrukturen 42, 43 liegen dabei zweckmäßigerweise jeweils in einer zur z-Achse orthogonalen, als Riemenstrukturebene 73 bezeichneten x-y-Ebene. Bevorzugt sind die beiden Riemenstrukturen 42, 43 in der z-Achsrichtung auf gleicher Höhe angeordnet, sodass ihre beiden Riemenstrukturebenen 73 entsprechend dem illustrierten Ausführungsbeispiel zusammenfallen. Dies hat zur Folge, dass die eine der beiden Riemenstrukturen 42, 43 - exemplarisch ist dies die y-Riemenstruktur 43 - von der anderen der beiden Riemenstrukturen 42, 43 - exemplarisch ist dies die x-Riemenstruktur 42 - an einer vom Rahmenzentrum 26 abgewandten Außenseite umschlossen ist. Man kann bei den beiden Riemenstrukturen 42, 43 somit auch von einer inneren und einer äußeren Riemenstruktur sprechen.The two belt structures 42, 43 extend independently of one another, in particular next to one another, in the tube interior 72. Both ring-shaped belt structures 42, 43 are expediently located in an x-y plane orthogonal to the z-axis, referred to as the belt structure plane 73. The two belt structures 42, 43 are preferably arranged at the same height in the z-axis direction, so that their two belt structure planes 73 coincide according to the illustrated embodiment. This has the result that one of the two belt structures 42, 43 - for example, this is the y-belt structure 43 - is enclosed by the other of the two belt structures 42, 43 - for example, this is the x-belt structure 42 - on an outer side facing away from the frame center 26. The two belt structures 42, 43 can therefore also be referred to as an inner and an outer belt structure.

Beide Riemenstrukturen 42, 43 erstrecken sich zweckmäßigerweise durch die Schlitteninnenteile 65a sämtlicher Führungsschlitten 52, 53 hindurch. Die Schlitteninnenteile 65a sind zu diesem Zweck ein- oder mehrfach axial durchbrochen. An den Schlitteninnenteilen 65a der beiden x-Führungsschlitten 52 ist nur die x-Riemenstruktur 42 befestigt und an den Schlitteninnenteilen 65a der beiden y-Führungsschlitten 53 nur die y-Riemenstruktur 43. Die jeweils andere der beiden Riemenstrukturen 42, 43 durchsetzt das zugeordnete Schlitteninnenteil 65a, 65b ohne diesbezügliche kräftemäßige Wechselwirkung.Both belt structures 42, 43 expediently extend through the slide inner parts 65a of all guide slides 52, 53. The slide inner parts 65a are axially perforated one or more times for this purpose. Only the x-belt structure 42 is attached to the slide inner parts 65a of the two x-guide slides 52 and only the y-belt structure 43 is attached to the slide inner parts 65a of the two y-guide slides 53. The other of the two belt structures 42, 43 passes through the associated slide inner part 65a, 65b without any force interaction in this regard.

Sowohl die x-Riemenstruktur 42 als auch die y-Riemenstruktur 43 besteht aus vier antriebsmäßig miteinander gekoppelten Riemeneinheiten 74, 75, die zur besseren Unterscheidung im Falle der x-Riemenstruktur 42 auch als x-Riemeneinheiten 74 und im Falle der y-Riemenstruktur 43 auch als y-Riemeneinheiten 75 bezeichnet seien.Both the x-belt structure 42 and the y-belt structure 43 consist of four belt units 74, 75 which are coupled to one another in terms of drive, which, for better differentiation, are also referred to as x-belt units 74 in the case of the x-belt structure 42 and as y-belt units 75 in the case of the y-belt structure 43.

Die x-Riemenstruktur 42 hat vier x-Riemeneinheiten 74, die sich jeweils entlang eines der vier Rahmenschenkel 28, 29 erstrecken. In vergleichbarer Weise hat die y-Riemenstruktur 43 vier y-Riemeneinheiten 75, die sich ebenfalls jeweils entlang eines der vier Rahmenschenkel 28, 29 erstrecken. Somit erstreckt sich entlang jedes der vier Rahmenschenkel 28, 29 sowohl eine x-Riemeneinheit 74 als auch eine y-Riemeneinheit 75. Dies geschieht exemplarisch wie erwähnt innerhalb des jeweiligen Rahmenschenkels 28, 29.The x-belt structure 42 has four x-belt units 74, each of which extends along one of the four frame legs 28, 29. In a similar manner, the y-belt structure 43 has four y-belt units 75, each of which also extends along one of the four frame legs 28, 29. Thus, both an x-belt unit 74 and a y-belt unit 75 extend along each of the four frame legs 28, 29. This takes place, as mentioned, within the respective frame leg 28, 29.

Jede Riemeneinheit 74, 75 hat zwei zueinander beabstandete Umlenkräder, die im Falle der x-Riemeneinheit 74 als x-Umlenkräder 76 und im Falle der y-Riemeneinheit 75 als y-Umlenkräder 77 bezeichnet werden. Ferner hat jede Riemeneinheit 74, 75 einen um ihre Umlenkräder 76, 77 herumgeschlungenen Antriebsriemen, der im Falle der x-Riemeneinheit 74 als x-Antriebsriemen 78 und im Falle der y-Riemeneinheit 75 als y-Antriebsriemen 79 bezeichnet sei.Each belt unit 74, 75 has two mutually spaced deflection wheels, which are referred to as x-deflection wheels 76 in the case of the x-belt unit 74 and as y-deflection wheels 77 in the case of the y-belt unit 75. Furthermore, each belt unit 74, 75 has a drive belt wound around its deflection wheels 76, 77, which is referred to as x-drive belt 78 in the case of the x-belt unit 74 and as y-drive belt 79 in the case of the y-belt unit 75.

Jeder Antriebsriemen 78, 79 kann um die zugeordneten Umlenkräder 76, 77 eine in 9 angedeutete bidirektionale Umlaufbewegung 89 ausführen. Die Umlaufbewegung 89 geht unmittelbar einher mit einer Rotationsbewegung der umschlungenen Umlenkräder 76, 77 um deren jeweilige Längsachse 82.Each drive belt 78, 79 can be wound around the associated deflection wheels 76, 77 in 9 indicated bidirectional orbital movement 89. The orbital movement 89 is directly accompanied by a rotational movement of the wrapped deflection wheels 76, 77 about their respective longitudinal axis 82.

Zwischen den Antriebsriemen 78, 79 und den zugeordneten Umlenkrädern 76, 77 besteht eine schlupffreie Wechselwirkung. Beispielsweise kann dies durch einen reibschlüssigen Kontakt gewährleistet werden. Bevorzugt und entsprechend dem illustrierten Ausführungsbeispiel sind die Antriebsriemen 78, 79 als Zahnriemen ausgebildet, die mit den als Zahnräder ausgebildeten Umlenkrädern 76, 77 in einem Verzahnungseingriff stehen.There is a slip-free interaction between the drive belts 78, 79 and the associated deflection wheels 76, 77. For example, this can be ensured by a frictional contact. Preferably and in accordance with the illustrated embodiment, the drive belts 78, 79 are designed as toothed belts which are in toothed engagement with the deflection wheels 76, 77 designed as gears.

Sowohl die beiden x-Umlenkräder 76 jeder x-Riemeneinheit 74 als auch die beiden y-Umlenkräder 77 jeder y-Riemeneinheit 75 sind in einander entgegengesetzten axialen Endbereichen des jeweils zugeordneten Rahmenschenkels 28, 29 um ihre Längsachse 82 drehbar gelagert. Jedem der vier Eckbereiche 32 des Führungsrahmens 23 sind folglich zwei x-Umlenkräder 76 und zwei y-Umlenkräder 77 zugeordnet. Die Drehlagerung erfolgt exemplarisch an den Eckverbindern 46, wobei im Eckverbinderinnenraum 64 jedes Eckverbinders 46 ein x-Umlenkrad 76 und ein y-Umlenkrad 77 angeordnet sind. Die y-Umlenkräder 77 liegen exemplarisch näher beim Rahmenzentrum 26 als die x-Umlenkräder 76. Der gegenseitige Abstand zwischen den x-Umlenkrädern 76 der x-Riemeneinheiten 74 ist zudem größer als der gegenseitige Abstand zwischen den zu einer jeweiligen y-Riemeneinheit 75 gehörenden y-Umlenkrädern 77. Dementsprechend hat jede x-Riemeneinheit 74 insgesamt eine größere Länge als jede y-Riemeneinheit 75.Both the two x-deflection wheels 76 of each x-belt unit 74 and the two y-deflection wheels 77 of each y-belt unit 75 are mounted so as to be rotatable about their longitudinal axis 82 in opposite axial end regions of the respectively associated frame leg 28, 29. Each of the four corner regions 32 of the guide frame 23 is therefore assigned two x-deflection wheels 76 and two y-deflection wheels 77. The pivot bearing is carried out, for example, on the corner connectors 46, with an x-deflection wheel 76 and a y-deflection wheel 77 being arranged in the corner connector interior 64 of each corner connector 46. The y-deflection wheels 77 are, for example, closer to the frame center 26 than the x-deflection wheels 76. The mutual distance between the x-deflection wheels 76 of the x-belt units 74 is also greater than the mutual distance between the y-deflection wheels 77 belonging to a respective y-belt unit 75. Accordingly, each x-belt unit 74 has a greater overall length than each y-belt unit 75.

In jedem der vier Eckbereiche 32 sind sowohl die beiden zu aufeinanderfolgenden x-Riemeneinheiten 74 gehörenden x-Umlenkräder 76 als auch die beiden zu aufeinanderfolgenden y-Riemeneinheiten 75 gehörenden y-Umlenkräder 77 drehmomentübertragend miteinander gekoppelt. Auf diese Weise können die vier x-Antriebsriemen 78 stets nur synchrone Umlaufbewegungen 89 ausführen, was entsprechend auch für die vier y-Antriebsriemen 79 gilt.In each of the four corner areas 32, both the two x-deflection wheels 76 belonging to successive x-belt units 74 and the two y-deflection wheels 77 belonging to successive y-belt units 75 are coupled to one another in a torque-transmitting manner. In this way, the four x-drive belts 78 can only ever carry out synchronous circular movements 89, which also applies accordingly to the four y-drive belts 79.

Die drehmomentübertragende Kopplung zwischen in der Rahmenumfangsrichtung 25 aufeinanderfolgenden x-Riemeneinheiten 74 und aufeinanderfolgenden y-Riemeneinheiten 75 erfolgt dadurch, dass in jedem der vier Eckbereiche 32 jedes der x-Umlenkräder 76 mit einem auch als x-Kopplungsrad 83 bezeichneten Kopplungsrad 83 und jedes der y-Umlenkräder 77 mit einem auch als y-Kopplungsrad 84 bezeichneten Kopplungsrad 84 drehfest verbunden ist, wobei in jedem der vier Eckbereiche 32 zum einen die dort befindlichen x-Kopplungsräder 83 der aufeinanderfolgenden x-Riemeneinheiten 74 und zum anderen die dort ebenfalls befindlichen y-Kopplungsräder 84 der aufeinanderfolgenden y-Riemeneinheiten 75 drehmomentübertragend miteinander gekoppelt sind. Die drehmomentübertragende Kopplung ist besonders präzise, wenn die Kopplungsräder 83, 84 als in einem Verzahnungseingriff miteinander stehende Zahnräder ausgebildet sind, was bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel der Fall ist.The torque-transmitting coupling between x-belt units 74 and y-belt units 75 that follow one another in the frame circumferential direction 25 is achieved in that, in each of the four corner regions 32, each of the x-deflection wheels 76 is connected in a rotationally fixed manner to a coupling wheel 83, also referred to as an x-coupling wheel 83, and each of the y-deflection wheels 77 is connected in a rotationally fixed manner to a coupling wheel 84, also referred to as a y-coupling wheel 84, wherein in each of the four corner regions 32, on the one hand the x-coupling wheels 83 of the successive x-belt units 74 located there and, on the other hand, the y-coupling wheels 84 of the successive y-belt units 75 also located there are coupled to one another in a torque-transmitting manner. The torque-transmitting coupling is particularly precise when the coupling wheels 83, 84 are designed as gears in meshing engagement with one another, which is the case in the illustrated embodiment.

Zweckmäßigerweise sind die beiden jeweils drehfest miteinander verbundenen Räder der Umlenkräder 76, 77 und Kopplungsräder 83, 84 koaxial zueinander angeordnet, wobei sie exemplarisch paarweise gemeinsam drehfest auf einer gemeinsamen Lagerwelle sitzen, die bei den zur x-Riemenstruktur 42 gehörenden Rädern 76, 83 als x-Lagerwelle 85 und bei den zur y-Riemenstruktur 43 gehörenden Rädern 77, 84 als y-Lagerwelle 86 bezeichnet wird. Die Kopplungsräder 83, 84 sind exemplarisch ebenfalls in den Eckverbinderinnenräumen 64 aufgenommen und es erfolgt eine gemeinsame Drehlagerung mit den Umlenkrädern 76, 77 an den Eckverbindern 46 über die Lagerwellen 85, 86.The two wheels of the deflection wheels 76, 77 and coupling wheels 83, 84, which are connected to one another in a rotationally fixed manner, are expediently arranged coaxially to one another, whereby they are seated together in pairs in a rotationally fixed manner on a common bearing shaft, which is referred to as the x-bearing shaft 85 for the wheels 76, 83 belonging to the x-belt structure 42 and as the y-bearing shaft 86 for the wheels 77, 84 belonging to the y-belt structure 43. The coupling wheels 83, 84 are also accommodated in the corner connector interiors 64, for example, and there is a common rotary bearing with the deflection wheels 76, 77 on the corner connectors 46 via the bearing shafts 85, 86.

Insbesondere aus den 7 und 8 ist gut ersichtlich, dass die Kopplungsräder 83, 84 bevorzugt einen größeren Durchmesser haben als die Umlenkräder 76, 77. Die Anordnung ist so getroffen, dass jedes Kopplungsrad 83, 84 durch die zugeordnete Eckverbinderöffnung 68 hindurch radial über die zugeordnete Schnittstellenfläche 48 vorsteht. Beim paarweisen Zusammensetzen der Eckverbinder 46 gemäß Doppelpfeil 71 in 7 gelangen jeweils sowohl die beiden x-Kopplungsräder 83 als auch die beiden y-Kopplungsräder 84 in Verzahnungseingriff miteinander, sodass die x-Riemeneinheiten 74 und die y-Riemeneinheiten 75 jeweils in der beschriebenen Weise untereinander zur Ausbildung der x-Riemenstruktur 42 und der y-Riemenstruktur 43 drehmomentübertragend zwangsgekoppelt sind.In particular from the 7 and 8 It is clearly visible that the coupling wheels 83, 84 preferably have a larger diameter than the deflection wheels 76, 77. The arrangement is such that each coupling wheel 83, 84 projects radially through the associated corner connector opening 68 over the associated interface surface 48. When assembling the corner connectors 46 in pairs according to the double arrow 71 in 7 Both the two x-coupling wheels 83 and the two y-coupling wheels 84 come into meshing engagement with each other, so that the x-belt units 74 and the y-belt units 75 each engage with each other in the manner described to form the x-belt structure 42 and the y-belt structure 43 are positively coupled to transmit torque.

Der x-Antriebsmotor 17 ist bevorzugt mit einem der x-Umlenkräder 76 und der y-Antriebsmotor 18 bevorzugt mit einem der y-Umlenkräder 77 drehmomentübertragend gekoppelt. Gemäß 3 erfolgt diese Kopplung insbesondere dadurch, dass eine Abtriebswelle 17a des x-Antriebsmotors 17 mit einer der x-Lagerwellen 85 und eine Abtriebswelle 18a des y-Antriebsmotors 18 mit einer der y-Lagerwellen 86 drehmomentübertragend gekoppelt ist. Die beiden Abtriebswellen 17a, 18a erstrecken sich zweckmäßigerweise jeweils durch diejenige der Stützsäulen 27 hindurch, in deren axialer Verlängerung der zugeordnete Antriebsmotor 17, 18 an der Tragplatte 22 befestigt ist.The x-drive motor 17 is preferably coupled to one of the x-deflection wheels 76 and the y-drive motor 18 is preferably coupled to one of the y-deflection wheels 77 in a torque-transmitting manner. According to 3 This coupling is carried out in particular by coupling an output shaft 17a of the x-drive motor 17 to one of the x-bearing shafts 85 and an output shaft 18a of the y-drive motor 18 to one of the y-bearing shafts 86 in a torque-transmitting manner. The two output shafts 17a, 18a each expediently extend through that of the support columns 27 in whose axial extension the associated drive motor 17, 18 is fastened to the support plate 22.

Wenn der x-Antriebsmotor 17 in Betrieb ist, versetzt er das mit ihm antriebsmäßig gekoppelte x-Umlenkrad 76 in Rotation und zugleich auch das mit diesem x-Umlenkrad 76 bewegungsgekoppelte x-Kopplungsrad 83. Aufgrund der miteinander in Eingriff stehenden x-Kopplungsräder 83 hat dies zur Folge, dass sämtliche x-Antriebsriemen 78 eine in 9 durch Doppelpfeile kenntlich gemachte Umlaufbewegung 89 um die von ihnen umschlungenen x-Umlenkräder 76 ausführen. Entsprechendes gilt für sämtliche y-Antriebsriemen 79, wenn der y-Antriebsmotor 18 in Betrieb ist, da dieser mit einem y-Umlenkrad 77 und einem y-Kopplungsrad 84 bewegungsgekoppelt ist und folglich alle vier y-Antriebsriemen 79 angetrieben werden. Die Umlaufbewegungen 89 der y-Antriebsriemen 79 sind ebenfalls in 9 durch Doppelpfeile kenntlich gemacht.When the x-drive motor 17 is in operation, it sets the x-deflection wheel 76, which is coupled to it in terms of drive, in rotation and at the same time also the x-coupling wheel 83, which is coupled in terms of movement to this x-deflection wheel 76. Due to the x-coupling wheels 83 meshing with one another, this has the consequence that all x-drive belts 78 have a 9 by double arrows, perform a circular movement 89 around the x-deflection wheels 76 that they wrap around. The same applies to all y-drive belts 79 when the y-drive motor 18 is in operation, since this is coupled in motion with a y-deflection wheel 77 and a y-coupling wheel 84 and consequently all four y-drive belts 79 are driven. The circular movements 89 of the y-drive belts 79 are also in 9 indicated by double arrows.

Jeder x-Antriebsriemen 78 und jeder y-Antriebsriemen 79 hat zwei sich zwischen den zugeordneten Umlenkrädern 76, 77 erstreckende Riementrume 87, 88, die sich bei der Umlaufbewegung 89 des Antriebsriemens 78, 79 in einander entgegengesetzte Achsrichtungen der Schenkellängsachsen 47 bewegen. Zur besseren Unterscheidung sei im Folgenden bei jedem Antriebsriemen 78, 79 das näher am Rahmenzentrum 26 liegende Riementrum 87 auch als inneres Riementrum 87 und das weiter außen liegende Riementrum 88 auch als äußeres Riementrum 88 bezeichnet.Each x-drive belt 78 and each y-drive belt 79 has two belt strands 87, 88 extending between the associated deflection wheels 76, 77, which move in opposite axial directions of the longitudinal axes 47 of the legs during the circulating movement 89 of the drive belt 78, 79. For better differentiation, for each drive belt 78, 79, the belt strand 87 that is closer to the frame center 26 is also referred to as the inner belt strand 87 and the belt strand 88 that is further out is also referred to as the outer belt strand 88.

An den beiden x-Führungsschlitten 52 ist jeweils der x-Antriebsriemen 78 einer der beiden sich in der x-Achsrichtung gegenüberliegenden x-Riemeneinheiten 74 befestigt. Dies erfolgt exemplarisch über die weiter oben bereits erwähnte Befestigungseinrichtung 66. Konkret erfolgt die Befestigung jeweils nur an einem der beiden Riementrume 87, 88, und zwar an denjenigen dieser beiden Riementrume 87, 88, die sich bei der geschilderten Betätigung durch den x-Antriebsmotor 17 in die gleiche axiale Richtung der y-Achse bewegen. Bei dem einen x-Führungsschlitten 52 ist dies das innere Riementrum 87 und bei dem anderen x-Führungsschlitten 52 das äußere Riementrum 88.The x-drive belt 78 of one of the two x-belt units 74 opposite each other in the x-axis direction is fastened to each of the two x-guide carriages 52. This is done, for example, using the fastening device 66 already mentioned above. In concrete terms, the fastening is only done on one of the two belt strands 87, 88, namely on those of these two belt strands 87, 88 that move in the same axial direction of the y-axis when actuated by the x-drive motor 17 as described. For one x-guide carriage 52, this is the inner belt strand 87 and for the other x-guide carriage 52, it is the outer belt strand 88.

In entsprechender Weise ist an den beiden y-Führungsschlitten 53 jeweils der y-Antriebsriemen 79 derjenigen beiden y-Riemeneinheiten 75 befestigt, die sich in der y-Achsrichtung gegenüberliegen. Auch dies erfolgt exemplarisch über die weiter oben bereits erwähnte Befestigungseinrichtung 66. Die Befestigung erfolgt konkret an denjenigen der beiden Riementrume 87, 88, die sich im Betrieb des y-Antriebsmotors 18 in der gleichen Achsrichtung der x-Achse bewegen. Dementsprechend ist von den beiden y-Führungsschlitten 53 der eine an einem inneren Riementrum 87 und der andere an einem äußeren Riementrum 88 angebracht.In a corresponding manner, the y-drive belt 79 of the two y-belt units 75 that are opposite each other in the y-axis direction is fastened to the two y-guide carriages 53. This is also done by way of example using the fastening device 66 already mentioned above. The fastening is specifically done on those of the two belt strands 87, 88 that move in the same axial direction of the x-axis when the y-drive motor 18 is in operation. Accordingly, of the two y-guide carriages 53, one is attached to an inner belt strand 87 and the other to an outer belt strand 88.

Somit kann durch Betätigung des x-Antriebsmotors 17 die x-Führungstraverse 33 zu einer y-Bewegung 36 und die y-Führungstraverse 34 durch Betätigung des y-Antriebsmotors 18 zu einer x-Bewegung 35 angetrieben werden. Die Bewegungsrichtung ist abhängig von der Drehrichtung der Abtriebswellen 17a, 18a, die durch entsprechende Ansteuerung der Antriebsmotoren 17, 18 mittels der elektronischen Steuereinheit 44 vorgebbar ist.Thus, by actuating the x-drive motor 17, the x-guide crossbeam 33 can be driven to a y-movement 36 and the y-guide crossbeam 34 can be driven to an x-movement 35 by actuating the y-drive motor 18. The direction of movement depends on the direction of rotation of the output shafts 17a, 18a, which can be specified by appropriate control of the drive motors 17, 18 by means of the electronic control unit 44.

Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel sind die Antriebsriemen 78, 79 jeweils als in sich geschlossene Endlosriemen ausgebildet. Alternativ dazu können sie im Bereich desjenigen der beiden Riementrume 87, 88, das an einem der Führungsschlitten 52, 53 befestigt ist, unterbrochen sein und folglich zwei Enden aufweisen, die beide an dem zugeordneten Führungsschlitten 2, 53 befestigt sind.In the illustrated embodiment, the drive belts 78, 79 are each designed as self-contained endless belts. Alternatively, they can be interrupted in the area of the one of the two belt strands 87, 88 that is attached to one of the guide carriages 52, 53 and thus have two ends, both of which are attached to the associated guide carriage 2, 53.

Die Längsachsen 82 der Umlenkräder 76, 77 verlaufen wie die Längsachsen der Kopplungsräder 83, 84 und der zugeordneten Lagerwellen 85, 86 in der z-Achsrichtung. Sämtliche Riementrume 87, 88 erstrecken sich in der Riemenstrukturebene 73, die orthogonal zu den Längsachsen 82 ausgerichtet ist.The longitudinal axes 82 of the deflection wheels 76, 77 run in the z-axis direction like the longitudinal axes of the coupling wheels 83, 84 and the associated bearing shafts 85, 86. All belt strands 87, 88 extend in the belt structure plane 73, which is aligned orthogonally to the longitudinal axes 82.

Aus den bisherigen Erläuterungen wird deutlich, dass die vier Rahmenschenkel 28, 29 einschließlich der jeweils zugeordneten Bestandteile der beiden Riemenstrukturen 42, 43 und des am jeweiligen Rahmenschenkel 28, 29 angeordneten Führungsschlittens 52, 53 zweckmäßigerweise eine im Folgenden auch als Rahmenmodul 91 bezeichnete Baueinheit bilden. Diese vier Rahmenmodule 91 können bei der Montage des Positioniersystems 1 jeweils für sich vormontiert werden, sodass sie letztlich nur noch entsprechend der Illustration der 7 an ihren Eckverbindern 46 zusammengefügt werden müssen.From the previous explanations it is clear that the four frame legs 28, 29, including the respective associated components of the two belt structures 42, 43 and the guide carriage 52, 53 arranged on the respective frame leg 28, 29, expediently form a structural unit, also referred to below as a frame module 91. These four frame modules 91 can each be pre-assembled individually during assembly of the positioning system 1, so that ultimately they only need to be assembled in accordance with the illustration of the 7 must be joined together at their corner connectors 46.

Für die Übertragung elektrischen Stroms von der elektronischen Steuereinheit 44 hin zu dem Positionierschlitten 7 und bei Bedarf auch zurück - sei es als Betriebsenergie oder als Steuersignale - ist das Positioniersystem 1 zweckmäßigerweise mit einer geeigneten Stromübertragungseinrichtung 92 ausgestattet. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist dies der Fall. Die Stromübertragungseinrichtung 92 kann rein kabelbasiert ausgelegt sein, beruht exemplarisch aber auf einem zumindest weitestgehend kabellosen Übertragungsprinzip.For the transmission of electrical current from the electronic control unit 44 to the position positioning slide 7 and, if necessary, also back - either as operating energy or as control signals - the positioning system 1 is expediently equipped with a suitable power transmission device 92. This is the case in the illustrated embodiment. The power transmission device 92 can be designed purely cable-based, but is based, for example, on a transmission principle that is at least largely wireless.

Die elektrische Stromübertragung, also Energieübertragung und/oder Signalübertragung, dient exemplarisch zum Betreiben der bereits beschriebenen Positioniereinheit 11 des Positionierschlittens 7. Zusätzlich oder alternativ kann die Stromübertragung auch zum Betreiben eines am Positionierschlitten 7 angebrachten Endeffektors 2 genutzt werden.The electrical power transmission, i.e. energy transmission and/or signal transmission, serves as an example for operating the already described positioning unit 11 of the positioning carriage 7. Additionally or alternatively, the power transmission can also be used to operate an end effector 2 attached to the positioning carriage 7.

Kernbestandteil der Stromübertragungseinrichtung 92 sind elektrisch leitende Stromschienen 93 und als Stromabnehmer fungierende, gleitverschieblich an den Stromschienen 93 anliegende Schleifkontakte 94.The core components of the power transmission device 92 are electrically conductive busbars 93 and sliding contacts 94 which act as current collectors and are slidably mounted on the busbars 93.

Als Stromschienen 93 fungieren exemplarisch unmittelbar die Führungsrohre 45 und die Führungsstangen 58, die elektrisch leitend ausgebildet sind. Die Führungsrohre 45 sind zweckmäßigerweise über elektrische Leitungen 95 mit der elektronischen Steuereinheit 44 kontaktiert und werden in ihrer Funktion als Stromschienen 93 von ersten Schleifkontakten 94a der erwähnten Schleifkontakte 94 abgegriffen, die an oder in den Führungsschlitten 52, 53 angeordnet sind und bei der x-Bewegung 35 und y-Bewegung 36 an den elektrisch leitenden Führungsrohren 45 entlanggleiten. Die Führungsschlitten 52, 53 sind mit stationären elektrischen Kontakten 96 ausgestattet, die einerseits elektrisch leitend mit den Schleifkontakten 94 verbunden sind und die andererseits mit dem zugeordneten Führungsabschnitt 54, 55 elektrisch kontaktiert sind. Letzteres erfolgt beispielhaft durch Anlage an einen elektrisch leitenden Kugelkopf 56a, der seinerseits elektrisch leitend mit den ebenfalls elektrisch leitfähigen Führungsstangen 58 verbunden ist.The guide tubes 45 and the guide rods 58, which are designed to be electrically conductive, function directly as busbars 93, for example. The guide tubes 45 are expediently connected to the electronic control unit 44 via electrical lines 95 and, in their function as busbars 93, are tapped by first sliding contacts 94a of the aforementioned sliding contacts 94, which are arranged on or in the guide carriages 52, 53 and slide along the electrically conductive guide tubes 45 during the x-movement 35 and y-movement 36. The guide carriages 52, 53 are equipped with stationary electrical contacts 96, which on the one hand are electrically connected to the sliding contacts 94 and on the other hand are electrically contacted with the associated guide section 54, 55. The latter is carried out, for example, by contact with an electrically conductive ball head 56a, which in turn is electrically connected to the likewise electrically conductive guide rods 58.

Der Positionierschlitten 7 ist mit zweiten Schleifkontakten 94b der Schleifkontakte 94 ausgestattet, von denen mindestens einer an einer Führungsstange 58 des x-Führungsabschnittes 54 und mindestens ein weiterer an einer Führungsstange 58 des y-Führungsabschnittes 55 gleitverschieblich anliegt. Auf diese Weise ist seitens des Positionierschlittens 7 ein Stromabgriff von beiden Führungstraversen 33, 34 möglich. Bei der Positionierbewegung 8 des Positionierschlittens 7 können die zweiten Schleifkontakte 94b an den Führungsstangen 58 abgleiten. An Bord des Positionierschlittens 7 erfolgt mittels elektrischer Leitungen 97 eine stationäre elektrische Kontaktierung der Positioniereinheit 11 mit den zweiten Schleifkontakten 94b.The positioning carriage 7 is equipped with second sliding contacts 94b of the sliding contacts 94, of which at least one slides on a guide rod 58 of the x-guide section 54 and at least one further slides on a guide rod 58 of the y-guide section 55. In this way, the positioning carriage 7 can tap power from both guide cross members 33, 34. During the positioning movement 8 of the positioning carriage 7, the second sliding contacts 94b can slide off the guide rods 58. On board the positioning carriage 7, a stationary electrical contact is made between the positioning unit 11 and the second sliding contacts 94b by means of electrical lines 97.

Die Führungsrohre 45 der x-Rahmenschenkel 28 sind von den Führungsrohren 45 der y-Rahmenschenkel 29 elektrisch isoliert, sodass ohne Kurzschlussgefahr unterschiedliche elektrische Potenziale anlegbar sind. Von den beiden x-Rahmenschenkeln 28 und y-Rahmenschenkeln 29 können wahlweise jeweils nur einer oder beide für die Stromübertragung zu einer der Führungstraversen 33, 34 genutzt werden. Entsprechendes gilt für die beiden Führungsstangen 58 einer jeweiligen Führungstraverse 33, 34.The guide tubes 45 of the x-frame legs 28 are electrically insulated from the guide tubes 45 of the y-frame legs 29, so that different electrical potentials can be applied without the risk of a short circuit. Of the two x-frame legs 28 and y-frame legs 29, either one or both can be used for power transmission to one of the guide crossbars 33, 34. The same applies to the two guide rods 58 of a respective guide crossbar 33, 34.

Hinsichtlich elektrischer Steuersignale ist eine bidirektionale Stromübertragung möglich, sodass die elektronische Steuereinheit 44 bei Bedarf auch Rückmeldesignale vom Positionierschlitten 7 empfangen kann, beispielsweise für Regelungszwecke oder für Diagnosezwecke.With regard to electrical control signals, bidirectional power transmission is possible, so that the electronic control unit 44 can also receive feedback signals from the positioning carriage 7 if required, for example for control purposes or for diagnostic purposes.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 9637346 A1 [0002]
DE 102011012127 A1 [0003]

Claims

Positioning system, - with a positioning carriage (7) which has an end effector interface (4) which can be equipped with an end effector (2) and which can be moved two-dimensionally for moving and positioning the end effector interface (4) by carrying out a positioning movement (8) in an x-axis direction defined by the axial direction of an x-axis and a y-axis direction defined by the axial direction of a y-axis orthogonal to the x-axis, - wherein the positioning carriage (7) is displaceably mounted on a guide structure (14) and can be driven by a drive device (15) having a motor-driven belt system (16) relative to the guide structure (14) for the positioning movement (8), characterized in that - the guide structure (14) has a rectangular guide frame (23) with four frame legs (28, 29) which are opposite one another in pairs and connected to one another in four corner regions (32), which are two x-frame legs (28) extending in the x-axis direction and two y-frame legs (29) extending in the y-axis direction, - and that the guide structure (14) further comprises two guide crossbars (33, 34) which are slidably mounted on the guide frame (23), which are a y-guide crossbar (34) slidably mounted on the two x-frame legs (28) for carrying out an x-movement (35) oriented in the x-axis direction and an x-guide crossbar (33) which is slidably mounted on the two y-frame legs (29) for carrying out a y-movement (36) oriented in the y-axis direction and which crosses the y-guide crossbar (34), - wherein the positioning carriage (7) is mounted on the x-guide crossbar (33) in the x-axis direction and on the y-guide cross member (34) in the y-axis direction and is supported transversely thereto, so that it can be moved by the y-guide cross member (34) in the x-axis direction and by the x-guide cross member (33) in the y-axis direction, - wherein the belt system (16) of the drive device (15) has two belt structures (42, 43) which can be driven or driven independently of one another by a motor, which are an x-belt structure (42) which is connected in a force-transmitting manner to the x-guide cross member (33) to generate its y-movement (36) and a y-belt structure (43) which is connected in a force-transmitting manner to the y-guide cross member (34) to generate its x-movement (35)

positioning system according to claim 1 , characterized in that the drive device (15) has two electric drive motors (17, 18), which are an x-drive motor (17) drivingly connected to the x-belt structure (42) and a y-drive motor (18) drivingly connected to the y-belt structure (43).

positioning system according to claim 2 , characterized in that it has a support plate (22) extending in the x-axis direction and in the y-axis direction, which has a plate underside (19b) and an opposite plate top side (19a), wherein the two drive motors (17, 18) are mounted on the plate underside (19b) and are shielded by the support plate (22) from a working area (5) assigned to the plate top side (19a), in which the positioning carriage (7), the guide structure (14) and the belt system (16) are arranged.

Positioning system according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the guide frame (23) sits on four support columns (27) arranged in the corner regions (32) and each extending in a z-axis direction perpendicular to the x-axis direction and the y-axis direction.

Positioning system according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the two belt structures (42, 43) are each ring-shaped and each extend along all frame legs (28, 29) around a frame center (26) of the guide frame (23), each x-belt structure (42) having four x-belt units (74) which are coupled to one another in terms of drive, and each y-belt structure (43) having four y-belt units (75) which are coupled to one another in terms of drive, both one of the x-belt units (74) and one of the y-belt units (75) extending along each of the four frame legs (28, 29), so that both an x-belt unit (74) of the x-belt structure (42) and a y-belt unit (75) of the y-belt structure (43) extend along each frame leg (28, 29).

positioning system according to claim 5 , characterized in that each x-belt unit (74) and each y-belt unit (75) has two deflection wheels (76, 77) spaced apart from one another and a drive belt (78, 79) wound around the two deflection wheels (76, 77), wherein each drive belt (78, 79) can perform a circular movement (89) around the two deflection wheels (76, 77) assigned to it, which rotate during the circular movement (89), wherein the two deflection wheels (76, 77) of each belt unit (74, 75) are rotatably mounted in opposite axial end regions of the respectively assigned frame leg (28, 29), so that all deflection wheels (76, 77) correspond to one of the four corner regions (32) of the guide frame men (23), wherein deflection wheels (76, 77) belonging to one and the same belt structure, each of which is assigned to a same one of the four corner regions (32) of the guide structure (14), are coupled to one another in a torque-transmitting manner, so that the drive belts (78, 79) belonging to the same belt structure (42, 43) can only ever carry out synchronous circulating movements (89), wherein the drive belts (78, 79) of two x-belt units (74) of the x-belt structure (42) lying opposite one another in the x-axis direction are fastened to the x-guide cross member (33) and the drive belts (78, 79) of two y-belt units (75) of the y-belt structure (43) lying opposite one another in the y-axis direction are fastened to the y-guide cross member (34), so that the drive belts (78, 79) of the x-belt structure (42) the y-movement (36) of the x-guide crossbeam (33) and by circulating movements (89) of the drive belts (78, 79) of the y-belt structure (43) the x-movement (35) of the y-guide crossbeam (34) can be brought about.

positioning system according to claim 6 , characterized in that the drive belts (78, 79) are designed as toothed belts and the deflection wheels (76, 77) are designed as gear wheels.

positioning system according to claim 6 or 7 , characterized in that each belt unit (74, 75) has two coupling wheels designed as gear wheels, which are each connected in a rotationally fixed manner in a coaxial arrangement in particular to one of the deflection wheels (76, 77) of the relevant belt unit (74, 75), wherein the coupling wheels of the belt units (74, 75) belonging to the x-belt structure (42) assigned to the same corner regions (32) of the guide frame (23) are each coupled to one another in a torque-transmitting manner and wherein the coupling wheels of the belt units (74, 75) belonging to the y-belt structure (43) assigned to the same corner regions (32) of the guide frame (23) are each coupled to one another in a drive-related manner.

Positioning system according to one of the Claims 6 until 8 combined with claim 2 , characterized in that the x-drive motor (17) is coupled in a torque-transmitting manner to one of the deflection wheels (76, 77) of an x-belt unit (74) belonging to the x-belt structure (42), and the y-drive motor (18) is coupled in a torque-transmitting manner to one of the deflection wheels (76, 77) of a y-belt unit (75) belonging to the y-belt structure (43).

Positioning system according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the x-guide cross member (33) has two x-guide carriages (52) each mounted on one of the two y-frame legs (29) so as to be displaceable in the y-axis direction and the y-guide cross member (34) has two y-guide carriages (53) each mounted on one of the two x-frame legs (28) so as to be displaceable in the x-axis direction, wherein the two x-guide carriages (52) of the x-guide cross member (33) are coupled to one another by an x-guide section (54) of the x-guide cross member (33) extending in the x-axis direction and wherein the two y-guide carriages (53) of the y-guide cross member (34) are coupled to one another by a y-guide section (55) of the y-guide cross member (34) extending in the y-axis direction, wherein the positioning carriage (7) is displaceably mounted on the x-guide section (54) in the x-axis direction and on the y-guide section (55) in the y-axis direction.

positioning system according to claim 10 , characterized in that the two guide sections (54, 55) are each detachably fastened to the two guide carriages (52, 53) assigned to them, in particular by means of a detachably locking plug connection device (56) and expediently to enable tool-free assembly and disassembly.

positioning system according to claim 10 or 11 , characterized in that the two guide sections (54, 55) are mounted on the two guide carriages (52, 53) assigned to them in such a way that each of the two guide sections (54, 55) has a ball head (56a) at opposite axial end sections, which is rotatably inserted into a head receptacle (56b) of the guide carriage (52, 53) assigned to it.

Positioning system according to one of the Claims 10 until 12 , characterized in that the two guide sections (54, 55) and the positioning carriage (7) are combined to form an assembly (57) which can be handled uniformly before being attached to the guide carriage (52, 53).

Positioning system according to one of the Claims 10 until 13 , characterized in that the two guide sections (54, 55) of each guide cross member (33, 34) each have two guide rods (58) extending parallel to one another at a mutual distance, wherein the guide rods (58) of the x-guide cross member (33) lie in a first rod plane (58a) which is aligned perpendicular to a second rod plane (58b) containing the guide rods (58) of the y-guide cross member (34), wherein the positioning carriage (7) is penetrated by all guide rods (58) and is guided both along the guide rods (58) of the x-guide cross member (33) as well as the guide rods (58) of the y-guide cross member (34).

Positioning system according to one of the Claims 10 until 14 , characterized in that the x-belt structure (42) is connected to the two x-guide carriages (52) in a force-transmitting manner and the y-belt structure (43) is connected to the two y-guide carriages (53) in a force-transmitting manner.

positioning system according to claim 15 in conjunction with one of the Claims 5 until 9 , characterized in that one of two x-belt units (74) of the x-belt structure (42) opposite each other in the x-axis direction is attached to the two x-guide carriages (52) in a force-transmitting manner, and one of two y-belt units (75) of the y-belt structure (43) opposite each other in the y-axis direction is attached to the two y-guide carriages (53) in a force-transmitting manner.

Positioning system according to one of the Claims 1 until 16 , characterized in that each of the four frame legs (28, 29) of the guide frame (23) has a guide tube (45) extending between two corner regions (32) of the guide frame (23), wherein the x-guide cross member (33) is displaceably mounted on two guide tubes (45) opposite one another in the x-axis direction and the y-guide cross member (33) is displaceably mounted on two guide tubes (45) opposite one another in the y-axis direction, wherein the two belt structures (42, 43) each extend inside all of the guide tubes (45).

positioning system according to claim 17 in conjunction with one of the Claims 10 until 16 , characterized in that each guide carriage (52, 53) has an inner carriage part (65a) arranged in the guide tube (45) of the associated frame leg (28, 29) and an outer carriage part (65b) arranged on the outside of the guide tube (45) of the associated frame leg (28, 29) and coupled to the inner carriage part (65a) in a force-transmitting manner, wherein the two belt structures (42, 43) are attached inside the guide tubes (45) in a force-transmitting manner to the inner carriage parts (65a) of the respectively associated guide carriages (52, 53), and wherein the guide sections (54, 55) of the two guide cross members (33, 34) are arranged outside the guide tubes (45) and attached to the outer carriage parts (65b) of the respectively associated guide carriages (52, 53) in a force-transmitting manner.

positioning system according to claim 17 or 18 , characterized in that the guide tubes (45) each have a tube wall (62) closed all around, wherein in each guide carriage (52, 53) the inner part of the carriage (65a) is permanently magnetically coupled in a force-transmitting manner to the outer part of the carriage (65b) through the tube wall (62).

Positioning system according to one of the Claims 1 until 19 , characterized in that the four frame legs (28, 29) including the respectively assigned components of the two belt structures (42, 43) each form a frame module (91), wherein both the guide frame (23) and the two belt structures (42, 43) can be assembled by placing the frame modules (91) together, wherein each frame leg (28, 29) has a corner connector (46) at its two mutually opposite axial end regions with an interface surface (48) inclined by 45 degrees with respect to a longitudinal leg axis (47) of the frame leg (28, 29), and successive frame modules (91) are placed together with the interface surfaces (48) of their frame legs (28, 29) in one of the corner regions (32) of the guide frame (23).

positioning system according to claim 20 in conjunction with one of the Claims 10 until 15 , characterized in that each frame module (91) also includes the guide carriage (52, 53) arranged on the associated frame leg (28, 29).

Positioning system according to one of the Claims 1 until 21 , characterized in that the positioning carriage (7) has a carriage base body (9) with which it is displaceably mounted on the x-guide crossbeam (33) in the x-axis direction and on the y-guide crossbeam (34) in the y-axis direction, wherein the positioning carriage (7) is equipped with a positioning unit (11) which can be actuated by supplied energy and on which the end effector interface (4) is arranged, wherein the end effector interface (4) can be moved relative to the carriage base body (9) and accordingly also relative to the two guide crossbeams (33, 34) by actuating the positioning unit (11), in particular independently of the positioning movement (8) of the positioning carriage (7).

positioning system according to claim 22 , characterized in that the end effector interface (4) is movable and positionable by the positioning unit (11) to execute a z-movement (12) in a z-axis direction, wherein the z-axis direction is defined by the axial direction of a z-axis orthogonal to the x-axis and the y-axis.

positioning system according to claim 22 or 23 , characterized in that the positioning unit (11) is of an electrically actuated type.

Positioning system according to one of the Claims 1 until 24 , characterized in that the positioning system (1) for transmitting electrical current between an electronic control unit (44) fixed in position with respect to the guide frame (23) and the positioning carriage (7) has a current transmission device (92) equipped with busbars (93) and sliding contacts (94) slidingly adjacent thereto, wherein the busbars (93) are designed as components of the frame legs (28, 29) and the guide cross members (33, 34) and the sliding contacts are arranged on the guide cross members (33, 34) and on the positioning carriage (7).