專利名稱：一種基于解耦機(jī)構(gòu)的精密運(yùn)動(dòng)平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于解耦機(jī)構(gòu)的精密運(yùn)動(dòng)平臺，適合于半導(dǎo)體封裝、精密 加工、生物醫(yī)藥加工、光學(xué)及圖像對準(zhǔn)領(lǐng)域等精密定位工程領(lǐng)域所需的高速、高加速和 高精度定位的要求。
二背景技術(shù)：
目前，先進(jìn)制造裝備業(yè)對能達(dá)到微米級重復(fù)定位精度的高速和高加速度運(yùn)動(dòng)平 臺有著廣泛的需求。尤其在半導(dǎo)體封裝業(yè)中，為滿足IC封裝輕、薄、小的發(fā)展趨勢以 及市場對高生產(chǎn)率設(shè)備的需求，半導(dǎo)體制造裝備的定位精度、速度和加速度要求越來越 高。然而，隨著運(yùn)動(dòng)速度與加速度的提高，負(fù)載的慣性力和變化頻率也會隨之加大，系 統(tǒng)易于產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)而影響到定位精度和可靠性。以上矛盾是精密運(yùn)動(dòng)平臺必須要 解決的問題。圖3所示堆砌式二自由度運(yùn)動(dòng)平臺在半導(dǎo)體封裝設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，其主 要功能是驅(qū)動(dòng)負(fù)載沿X軸做精密定位運(yùn)動(dòng)，Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)做豎直方向的物件(如 芯片)拾取與放置動(dòng)作。這種運(yùn)動(dòng)平臺至少有兩個(gè)缺點(diǎn)1) X方向采用電機(jī)_滾珠絲杠_螺母機(jī)構(gòu)形式。中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)無法避免運(yùn)動(dòng)副 間的摩擦力、反向間隙、跟蹤誤差等，難以保證設(shè)備在高速和高加速度下的重復(fù)定位精度。2)Y軸電機(jī)20在驅(qū)動(dòng)負(fù)載的同時(shí)，也成為了 X軸電機(jī)30的負(fù)載。這種堆砌結(jié) 構(gòu)加大了 X軸電機(jī)的載荷，加快了運(yùn)動(dòng)部件的磨損，而且減弱了系統(tǒng)剛性，使得整個(gè)運(yùn) 動(dòng)平臺在高速和高加速度下更易產(chǎn)生振動(dòng)，無法得到高重復(fù)定位性能。3)Υ軸電機(jī)20的電源線和信號線隨負(fù)載沿X軸一起運(yùn)動(dòng)，容易造成不必要的磨 損，進(jìn)而降低系統(tǒng)可靠性。
三
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型涉及用于半導(dǎo)體封裝、精密加工、生物醫(yī)藥加工、光學(xué)及圖像對準(zhǔn) 等領(lǐng)域的一種基于解耦機(jī)構(gòu)的精密運(yùn)動(dòng)平臺，包含有X軸直線電機(jī)、Y軸伺服電機(jī)、Y 軸前置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、升降滑板、Y軸載具平臺、Y軸運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)部件、Y軸后置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、Y 軸后置運(yùn)動(dòng)滑板和從動(dòng)滾輪。本實(shí)用新型X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)采用解耦設(shè)計(jì)X軸直線電機(jī) 和Y軸伺服電機(jī)固定在基座上；X軸直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)載荷沿X軸運(yùn)動(dòng)。Y軸伺服電機(jī) 驅(qū)動(dòng)升降滑板，升降滑板通過兩個(gè)從動(dòng)滾輪帶動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)載荷沿Y軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌進(jìn)行上下 運(yùn)動(dòng)。藉由上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1)Χ方向運(yùn)動(dòng)采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不需任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置，因此沒 有傳統(tǒng)滾珠絲杠傳動(dòng)中存在的反向間隙和摩擦力。利用直線驅(qū)動(dòng)裝置可以達(dá)到高達(dá)5m/s 的速度。在需要較高加速度的應(yīng)用中，較小的直線電機(jī)可以方便地提供大于IOg的加速度，而傳統(tǒng)電機(jī)一般產(chǎn)生的加速度在Ig范圍內(nèi)。直線電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，需要的潤滑較少。 這意味著它的使用壽命較長以及運(yùn)行比較干凈，可以達(dá)到較高的重復(fù)定位精度。2)X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)采用解耦設(shè)計(jì)，減少了 X方向運(yùn)動(dòng)軸上不必要的負(fù)載，因此 系統(tǒng)剛性與有效載荷比傳統(tǒng)堆砌式設(shè)計(jì)更大。3) Y軸伺服電機(jī)的電源線與信號線不必沿X軸運(yùn)動(dòng)，避免了不必要的磨損。
四
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。圖1是本實(shí)用新型整體的結(jié)構(gòu)圖圖2是本實(shí)用新型整體的側(cè)視圖圖3是傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的結(jié)構(gòu)圖
五具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型由X軸直線電機(jī)、Y軸伺服電機(jī)3、Y軸前置運(yùn) 動(dòng)導(dǎo)軌4、升降滑板7、Y軸載具平臺8、Y軸運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)部件9 (包括聯(lián)軸器、滾珠絲杠和 角接觸軸承)、Y軸后置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌10、Y軸后置運(yùn)動(dòng)滑板11和從動(dòng)滾輪12組成。其中 X軸直線電機(jī)由底座1、鐵芯5、磁鐵陣列6和X軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌2組成；安裝在底座1上的 Y軸伺服電機(jī)3，通過Y軸運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)部件9驅(qū)動(dòng)Y軸后置運(yùn)動(dòng)滑板11，沿Y軸后置運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)軌10做豎直方向運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，固定在Y軸后置運(yùn)動(dòng)滑板11上的升降滑板7，帶動(dòng)裝 有從動(dòng)滾輪12的Y軸載具平臺8，沿固定在鐵芯5上的Y軸前置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌4做豎直方向 運(yùn)動(dòng)。綜上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施 范圍。即凡依本實(shí)用新型申請專利范圍內(nèi)的內(nèi)容所做的等效變化與修飾，都應(yīng)為本實(shí)用 新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1.一種基于解耦機(jī)構(gòu)的精密運(yùn)動(dòng)平臺，包括X軸直線電機(jī)模組和Y軸伺服電機(jī)模 組，其特征在于X軸直線電機(jī)模組由底座、鐵芯、磁鐵陣列和X軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌組成；Y 軸伺服電機(jī)模組由Y軸伺服電機(jī)、Y軸前置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、升降滑板、Y軸載具平臺、聯(lián)軸 器、滾珠絲杠、角接觸軸承、Y軸后置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、Y軸后置運(yùn)動(dòng)滑板和從動(dòng)滾輪組成。
2.如權(quán)利要求1所述的精密運(yùn)動(dòng)平臺，其特征在于安裝在底座上的Y軸伺服電機(jī)， 通過Y軸運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)Y軸后置運(yùn)動(dòng)滑板，沿Y軸后置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌做豎直方向運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的精密運(yùn)動(dòng)平臺，其特征在于固定在Y軸后置運(yùn)動(dòng)滑板上的 升降滑板，帶動(dòng)裝有從動(dòng)滾輪的Y軸載具平臺，沿固定在鐵芯上的Y軸前置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌做 豎直方向運(yùn)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于半導(dǎo)體封裝、精密加工、生物醫(yī)藥加工、光學(xué)及圖像對準(zhǔn)等領(lǐng)域的一種基于解耦機(jī)構(gòu)的精密運(yùn)動(dòng)平臺，包含有X軸直線電機(jī)、Y軸伺服電機(jī)、Y軸前置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、升降滑板、Y軸載具平臺、Y軸運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)部件、Y軸后置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、Y軸后置運(yùn)動(dòng)滑板和從動(dòng)滾輪。本實(shí)用新型X方向運(yùn)動(dòng)采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不需任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置，沒有傳統(tǒng)滾珠絲杠傳動(dòng)中存在的反向間隙和摩擦力，具有更好的重復(fù)定位精度。X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)采用解耦設(shè)計(jì)，系統(tǒng)剛性與有效負(fù)載比傳統(tǒng)堆砌式設(shè)計(jì)更大。
文檔編號B23Q1/74GK201792208SQ201020126600
公開日2011年4月13日 申請日期2010年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月6日
發(fā)明者王敕 申請人:王敕