專利名稱：一種具有末端負(fù)載支撐且結(jié)構(gòu)對(duì)稱的xy精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片封裝設(shè)備，具體涉及一種與傳統(tǒng)的XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相比較，具有更大的系統(tǒng)剛度、更好的運(yùn)動(dòng)精度、更簡(jiǎn)單適用的X/Y運(yùn)動(dòng)解耦方式、更小的結(jié)構(gòu)尺寸的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，適用在生產(chǎn)流水線等狹小空間進(jìn)行的半導(dǎo)體集成芯片的高速封裝作業(yè)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體芯片封裝領(lǐng)域，傳統(tǒng)的XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)一般的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)為普通直線電機(jī)，動(dòng)子一般以懸臂梁的方式從直線電機(jī)殼中伸出，而運(yùn)動(dòng)連接機(jī)構(gòu)一般采用兩組具有懸臂梁方式的滾子導(dǎo)軌進(jìn)行滑動(dòng)連接，易產(chǎn)生振顫，造成系統(tǒng)剛度較低；運(yùn)動(dòng)控制方式一般以步進(jìn)方式進(jìn)行，運(yùn)動(dòng)精度較差；連接方式一般為機(jī)構(gòu)耦合式，即一個(gè)方向的整體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連同裝夾機(jī)構(gòu)及負(fù)載，完全承載于另一個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)之上，成為另一個(gè)方向驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。因此，傳統(tǒng)的XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)主要缺點(diǎn)為一是平臺(tái)的系統(tǒng)剛度較低；二是運(yùn)動(dòng)精度較差；三是在機(jī)構(gòu)耦合方式中，運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量及體積較大，不適應(yīng)較狹窄的空間使用；四是使用零部件較多，裝 配調(diào)整較為復(fù)雜，制造成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，具有更好的運(yùn)動(dòng)精度、更簡(jiǎn)單適用的X/Y運(yùn)動(dòng)解耦方式、更小的結(jié)構(gòu)尺寸的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種具有術(shù)端負(fù)載支撐且結(jié)構(gòu)對(duì)稱的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，底板組件包括底板在底板上安裝有X軸直線電機(jī)組件、Y軸直線電機(jī)組件、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件；其中，X軸直線電機(jī)組件通過X軸直線電機(jī)安裝座螺釘安裝在底板的X軸安裝平面上；Y軸直線電機(jī)組件通過Y軸直線電機(jī)安裝座螺釘安裝在底板的Y軸安裝平面上；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件的上端通過導(dǎo)向連接體與X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿、Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿相連接；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件的下端通過磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的連接體固定臺(tái)座并利用固定臺(tái)座安裝螺釘安裝在底板的相應(yīng)安裝平面上；在底板組件中，X軸光柵尺讀數(shù)頭角架通過X軸角架安裝螺釘裝在底板的相應(yīng)平面上；x軸光柵尺讀數(shù)頭通過X軸讀數(shù)頭安裝螺釘安裝在X軸光柵尺讀數(shù)頭角架的相應(yīng)位置；x軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌通過X軸導(dǎo)軌安裝螺釘安裝在底板的X軸導(dǎo)軌的安裝平面上；x軸導(dǎo)軌滑塊滑動(dòng)安裝在X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上；Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架通過Y軸角架安裝螺釘安裝在底板的相應(yīng)平面上；Y軸光柵尺讀數(shù)頭通過Y軸讀數(shù)頭安裝螺釘安裝在Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架的相應(yīng)位置；Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌通過Y軸導(dǎo)軌安裝螺釘安裝在底板的Y軸導(dǎo)軌的安裝平面上；Y軸導(dǎo)軌滑塊滑動(dòng)安裝在Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上；在X軸直線電機(jī)組件中，X軸直線電機(jī)安裝座通過X軸直線電機(jī)安裝座螺釘安裝在底板的X軸安裝平面上；X軸直線電機(jī)定子及殼體通過定位鑲嵌安裝在X軸直線電機(jī)安裝座的安裝平面上；x軸直線電機(jī)動(dòng)子安裝在X軸直線電機(jī)定子及殼體內(nèi)；x軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿通過X軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子端面的螺釘孔內(nèi)；x軸光柵尺架過X軸光柵尺架安裝螺釘安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子側(cè)面的螺釘孔內(nèi)；在Y軸直線電機(jī)組件中，Y軸直線電機(jī)安裝座通過Y軸直線電機(jī)安裝座螺釘安裝在底板的Y軸安裝平面上；Y軸直線電機(jī)定子及殼體通過定位鑲嵌安裝在Y軸直線電機(jī)安裝座的安裝平面上；￥軸直線電機(jī)動(dòng)子安裝在Y軸直線電機(jī)定子及殼體內(nèi)；Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿通過Y軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘安裝在Y軸直線電機(jī)動(dòng)子端面的螺釘孔內(nèi)；Y軸光柵尺架通過Y軸光柵尺架安裝螺釘安裝在Y軸直線電機(jī)動(dòng)子側(cè)面的螺釘孔內(nèi)；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件由磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向連接體機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成；磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)中的連接體固定臺(tái)座通過固定臺(tái)座安裝螺釘安裝在底板的固定臺(tái)座安裝平面上；固定襯板固定在連接體固定臺(tái)座上的凹腔內(nèi)；在滾動(dòng)鋼珠組件中，鋼珠上襯板、鋼珠下襯板上各開有圓形孔，滾動(dòng)鋼珠裝入鋼珠上襯板，鋼珠上襯板與鋼珠下襯板熱合；活動(dòng)襯板固定在活動(dòng)臺(tái)座下表面的凹腔內(nèi)；4塊高磁合金塊固定在活動(dòng)臺(tái)座對(duì)稱的4個(gè)側(cè)面的凹腔內(nèi)；導(dǎo)向連接體定在活動(dòng)臺(tái)座的上表面；導(dǎo)向連接體通過導(dǎo)向連接螺釘將X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿和Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿鉸接在導(dǎo)向連接體上的安裝孔內(nèi)。 優(yōu)選地，設(shè)置兩組X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和兩組Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。優(yōu)選地，設(shè)置滑動(dòng)安裝在X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上的4個(gè)X軸導(dǎo)軌滑塊和滑動(dòng)安裝在Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上的4個(gè)Y軸導(dǎo)軌滑塊。優(yōu)選地，兩根X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿以鉸接形式通過X軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子端面的螺釘孔內(nèi)并且兩根Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿以鉸接形式通過Y軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子端面的螺釘孔內(nèi)。優(yōu)選地，X軸直線電機(jī)動(dòng)子只能沿X軸方向在一定范圍內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)；Y軸直線電機(jī)動(dòng)子只能沿Y軸方向在一定范圍內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)中的連接體固定臺(tái)座由碳素鋼制成。優(yōu)選地，固定襯板的上表面是與滾動(dòng)鋼珠組相接觸的表面，經(jīng)淬火及表面拋光處理，有很高的硬度和極好的表面粗糙度；活動(dòng)襯板的下表面是與鋼珠組相接觸的表面，經(jīng)淬火及表面拋光處理，有很高的硬度和極好的表面粗糙度；優(yōu)選地，滾動(dòng)鋼珠組所用鋼珠是軸承專用鋼珠；鋼珠上襯板和鋼珠下襯板由非金屬材料制成。優(yōu)選地,活動(dòng)臺(tái)座由不導(dǎo)磁的輕質(zhì)金屬材料制成。優(yōu)選地，活動(dòng)襯板、高磁合金塊、活動(dòng)臺(tái)座、導(dǎo)向連接體經(jīng)膠粘劑粘合成一體，以活動(dòng)襯板的下表面與滾動(dòng)鋼珠組件相接觸。本發(fā)明的具有末端負(fù)載支撐且結(jié)構(gòu)對(duì)稱的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)具有如下優(yōu)點(diǎn)I.由于X軸、Y軸直線電機(jī)動(dòng)子均采用以精密導(dǎo)軌與滑塊機(jī)構(gòu)作為運(yùn)動(dòng)支撐，沒有普通直線電機(jī)動(dòng)子的懸臂梁結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的振顫，因此使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度得到提高。2.由于在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件中，采用磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)，通過滾動(dòng)鋼珠組件的支撐作用，使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件的支撐剛度得到提高。3.由于采用獨(dú)特的平行四邊形與自由滾動(dòng)機(jī)構(gòu)的解耦方式，在保證系統(tǒng)剛度的同時(shí)，使解耦運(yùn)動(dòng)既簡(jiǎn)單、又適用；4.由于整機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸更為小巧，利于在空間狹小的生產(chǎn)線上應(yīng)用；5.結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。


圖I為本發(fā)明的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及所定義的X/Y/Z坐標(biāo)系的三維示意圖；圖2為底板組件的三維分解圖；圖3為X軸直線電機(jī)組件的三維分解圖；圖4為Y軸直線電機(jī)組件的三維分解圖；圖5為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件的三維分解圖。、在圖I中，具體附圖標(biāo)記表示1_底板組件；2_X軸直線電機(jī)組件；3_Y軸直線電機(jī)組件、4-運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件；在圖2中，具體附圖標(biāo)記表示5_底板、6-X軸光柵尺讀數(shù)頭角架、7-X軸角架安裝螺釘、8-X軸光柵尺讀數(shù)頭、9-X軸讀數(shù)頭安裝螺釘、IO-X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、Il-X軸導(dǎo)軌滑塊、12-X軸導(dǎo)軌安裝螺釘、13-Y軸導(dǎo)軌安裝螺釘、14-Y軸導(dǎo)軌滑塊、15-Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、16-Y軸角架安裝螺釘、17-Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架、18-Y軸讀數(shù)頭安裝螺釘、19-Y軸光柵尺讀數(shù)頭；在圖3中，具體附圖標(biāo)記表示20_X軸光柵尺架安裝螺釘、21-X軸光柵尺架、22-X軸直線電機(jī)安裝座、23-X軸直線電機(jī)定子及殼體、24-X軸直線電機(jī)安裝座螺釘、25-X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿、26-X軸直線電機(jī)動(dòng)子、27-X軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘；在圖4中，具體附圖標(biāo)記表不28_Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿、29-Y軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘、30-Y軸直線電機(jī)動(dòng)子、31-Y軸直線電機(jī)定子及殼體、32-Y軸直線電機(jī)安裝座螺釘、33-Y軸直線電機(jī)安裝座、34-Y軸光柵尺架、35-Y軸光柵尺架安裝螺釘；在圖5中，具體附圖標(biāo)記表示36_連接體固定臺(tái)座、37-固定襯板、38-固定臺(tái)座安裝螺釘、39-鋼珠下襯板、40-滾動(dòng)鋼珠組、41-鋼珠上襯板、42-活動(dòng)襯板、43-高磁合金塊、44-活動(dòng)臺(tái)座、45-導(dǎo)向連接體、46-導(dǎo)向連接螺釘。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明參照附圖1-5所示，一種具有末端負(fù)載支撐且結(jié)構(gòu)對(duì)稱的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括底板組件I、X軸直線電機(jī)組件2、Y軸直線電機(jī)組件3、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4、底板5、X軸光柵尺讀數(shù)頭角架6、X軸角架安裝螺釘7、X軸光柵尺讀數(shù)頭8、X軸讀數(shù)頭安裝螺釘9、X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌10、X軸導(dǎo)軌滑塊11、X軸導(dǎo)軌安裝螺釘12、Y軸導(dǎo)軌安裝螺釘13、Y軸導(dǎo)軌滑塊14、Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌15、Y軸角架安裝螺釘16、Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架17、Y軸讀數(shù)頭安裝螺釘18、Y軸光柵尺讀數(shù)頭19、X軸光柵尺架安裝螺釘20、X軸光柵尺架21、X軸直線電機(jī)安裝座22、X軸直線電機(jī)定子及殼體23、X軸直線電機(jī)安裝座螺釘24、X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿25、X軸直線電機(jī)動(dòng)子26、X軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘27、Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿28、Y軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘29、Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30、Y軸直線電機(jī)定子及殼體31、Y軸直線電機(jī)安裝座螺釘32、Y軸直線電機(jī)安裝座33、Y軸光柵尺架34、Y軸光柵尺架安裝螺釘35、連接體固定臺(tái)座36、固定襯板37、固定臺(tái)座安裝螺釘38、鋼珠下襯板39、滾動(dòng)鋼珠組40、鋼珠上襯板41、活動(dòng)襯板42、高磁合金塊43、活動(dòng)臺(tái)座44、導(dǎo)向連接體45、導(dǎo)向連接螺釘46。
底板組件I包括底板5，在底板5上安裝有X軸直線電機(jī)組件2、Y軸直線電機(jī)組件3、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4 ;其中，X軸直線電機(jī)組件2通過X軸直線電機(jī)安裝座螺釘24安裝在底板5的X軸安裝平面上；Y軸直線電機(jī)組件3通過Y軸直線電機(jī)安裝座螺釘32安裝在底板5的Y軸安裝平面上；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4的上端通過導(dǎo)向連接體45與X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿25、Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿28相連接；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4的下端通過磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的連接體固定臺(tái)座36并利用固定臺(tái)座安裝螺釘38安裝在底板5的相應(yīng)安裝平面上。底板組件I中，X軸光柵尺讀數(shù)頭角架6通過X軸角架安裝螺釘7安裝在底板5的相應(yīng)平面上；X軸光柵尺讀數(shù)頭8通過X軸讀數(shù)頭安裝螺釘9安裝在X軸光柵尺讀數(shù)頭角 架6的相應(yīng)位置；兩組X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌10通過X軸導(dǎo)軌安裝螺釘12安裝在底板5的X軸導(dǎo)軌的安裝平面上；4個(gè)X軸導(dǎo)軌滑塊11滑動(dòng)安裝在兩組X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌10上；Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架17通過Y軸角架安裝螺釘16安裝在底板5的相應(yīng)平面上；Y軸光柵尺讀數(shù)頭19通過Y軸讀數(shù)頭安裝螺釘18安裝在Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架17的相應(yīng)位置；兩組
Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌15通過Y軸導(dǎo)軌安裝螺釘13安裝在底板5的Y軸導(dǎo)軌的安裝平面上；4個(gè)Y軸導(dǎo)軌滑塊14滑動(dòng)安裝在兩組Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌15上。X軸直線電機(jī)組件2中，X軸直線電機(jī)安裝座22通過X軸直線電機(jī)安裝座螺釘24安裝在底板5的X軸安裝平面上；X軸直線電機(jī)定子及殼體23通過定位鑲嵌安裝在X軸直線電機(jī)安裝座22的安裝平面上；X軸直線電機(jī)動(dòng)子26安裝在X軸直線電機(jī)定子及殼體23內(nèi)；兩根X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿25以鉸接形式通過X軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘27安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子26端面的螺釘孔內(nèi)；X軸光柵尺架21通過X軸光柵尺架安裝螺釘20安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子26側(cè)面的螺釘孔內(nèi)；X軸直線電機(jī)動(dòng)子26只能沿X軸方向在一定范圍內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。Y軸直線電機(jī)組件3中，Y軸直線電機(jī)安裝座33通過Y軸直線電機(jī)安裝座螺釘32安裝在底板5的Y軸安裝平面上；Y軸直線電機(jī)定子及殼體31通過定位鑲嵌安裝在Y軸直線電機(jī)安裝座33的安裝平面上；Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30安裝在Y軸直線電機(jī)定子及殼體31內(nèi)；兩根Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿28以鉸接形式通過Y軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘29安裝在Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30端面的螺釘孔內(nèi)；Y軸光柵尺架34通過Y軸光柵尺架安裝螺釘35安裝在Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30側(cè)面的螺釘孔內(nèi)；Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30只能沿Y軸方向在一定范圍內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4由磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向連接體機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成；磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)中的連接體固定臺(tái)座36由碳素鋼制成,通過固定臺(tái)座安裝螺釘38安裝在底板5的固定臺(tái)座安裝平面上；固定襯板37以膠粘劑粘合在連接體固定臺(tái)座36上面的凹腔內(nèi)；固定襯板37的上表面是與滾動(dòng)鋼珠組相接觸的表面，經(jīng)淬火及表面拋光處理，有很高的硬度和極好的表面粗糙度；在滾動(dòng)鋼珠組件中，滾動(dòng)鋼珠組40所用鋼珠是軸承專用鋼珠；鋼珠上襯板41、鋼珠下襯板39都由非金屬材料制成，各開有I組圓形孔；滾動(dòng)鋼珠裝入鋼珠上襯板41，并與鋼珠下襯板39熱合后，滾動(dòng)鋼珠組40的鋼珠能夠在熱合后的鋼珠襯板內(nèi)自由滾動(dòng)；將滾動(dòng)鋼珠組件自由放置在固定襯板37的上表面，滾動(dòng)鋼珠組件應(yīng)能夠在表面上自由滾動(dòng)；活動(dòng)襯板42以膠粘劑粘合在活動(dòng)臺(tái)座44下表面的凹腔內(nèi)；活動(dòng)襯板42的下表面是與鋼珠組相接觸的表面，經(jīng)淬火及表面拋光處理，有很高的硬度和極好的表面粗糙度；活動(dòng)臺(tái)座44由不導(dǎo)磁的輕質(zhì)金屬材料制成，4塊高磁合金塊43以膠粘劑粘合在活動(dòng)臺(tái)座44對(duì)稱的4個(gè)側(cè)面的凹腔內(nèi)；導(dǎo)向連接體45以膠粘劑粘合在活動(dòng)臺(tái)座44的上表面；上述活動(dòng)襯板42、高磁合金塊43、活動(dòng)臺(tái)座44、導(dǎo)向連接體45經(jīng)膠粘劑粘合后組件為一體，以活動(dòng)襯板42的下表面與滾動(dòng)鋼珠組件相接觸，放在滾動(dòng)鋼珠組件上，此時(shí)滾動(dòng)鋼珠組件支撐運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4中的運(yùn)動(dòng)部分，在固定襯板37的上表面自由滾動(dòng)；導(dǎo)向連接體45通過4個(gè)導(dǎo)向連接螺釘46，將兩根X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿25、兩根Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿28鉸接在導(dǎo)向連接體45上的4個(gè)安裝孔內(nèi)。在此所述的直線電機(jī)動(dòng)子的端面是指X軸直線電機(jī)動(dòng)子26處于圖3所示位置時(shí)或Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30處于圖4所示位置時(shí)的上表面，側(cè)面是指X軸直線電機(jī)動(dòng)子26處于圖3所不位置時(shí)或Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30處于圖4所不位置時(shí)的側(cè)表面。
本發(fā)明的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的工作原理為安裝在底板組件I上的X軸直線電機(jī)組件2，由X軸直線電機(jī)動(dòng)子26的線圈提供驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)X軸直線電機(jī)動(dòng)子26，經(jīng)X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌10、X軸導(dǎo)軌滑塊11導(dǎo)向，沿X方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；安裝在底板組件I上的Y軸直線電機(jī)組件3，由Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30的線圈提供驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30，經(jīng)Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌15、Y軸導(dǎo)軌滑塊14導(dǎo)向，沿Y方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；由于X軸直線電機(jī)動(dòng)子26、Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30都是在X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌10、X軸導(dǎo)軌滑塊11、Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌15、Y軸導(dǎo)軌滑塊14的支撐下運(yùn)動(dòng)，因此沒有普通直線電機(jī)動(dòng)子的懸臂梁結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的振顫，使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度得以提高；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4的活動(dòng)臺(tái)座44以不導(dǎo)磁的輕質(zhì)金屬材料制造，當(dāng)膠粘劑將4塊高磁合金塊43粘合在活動(dòng)臺(tái)座44對(duì)稱的4個(gè)側(cè)面的凹腔內(nèi)后，形成了對(duì)稱的4個(gè)強(qiáng)磁極；連接體固定臺(tái)座36是以碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，具有良好的導(dǎo)磁性；當(dāng)在連接體固定臺(tái)座36中粘合的固定襯板37上表面上放置滾動(dòng)鋼珠組件、并將運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4的運(yùn)動(dòng)部分放置在滾動(dòng)鋼珠組件上后，在活動(dòng)臺(tái)座44中4個(gè)強(qiáng)磁極的磁性力作用下，吸引連接體固定臺(tái)座36而形成了磁性預(yù)緊力，并通過磁性預(yù)緊力將整個(gè)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4在Z軸方向吸合為一體，而在XY平面上的一定范圍內(nèi)，運(yùn)動(dòng)部分則可以任意移動(dòng)；因滾動(dòng)鋼珠組40中的鋼珠是軸承專用鋼珠，具有很高的圓度、硬度和良好表面粗糙度；活動(dòng)襯板42與固定襯板37均以合金鋼材制造，與滾動(dòng)鋼珠接觸的表面經(jīng)淬火及拋光處理后，具有很高的硬度和良好的表面粗糙度；因此滾動(dòng)鋼珠組40在活動(dòng)襯板42與固定襯板37的相接觸表面滾動(dòng)時(shí)，具有很高的支撐剛度，產(chǎn)生的磨擦力極小，對(duì)牽引力具有很高的靈敏度；鉸接在X軸方向的兩根X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿25，和與其鉸接的X軸直線電機(jī)動(dòng)子26、導(dǎo)向連接體45之間，形成一個(gè)不穩(wěn)定的平行四邊形；鉸接在Y軸方向的兩根Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿28，和與其鉸接的Y軸直線電機(jī)動(dòng)子30、導(dǎo)向連接體45之間，也形成一個(gè)不穩(wěn)定的平行四邊形；由于上述X軸與Y軸的運(yùn)動(dòng)組件，帶動(dòng)兩個(gè)不穩(wěn)定的平行四邊形的內(nèi)角沿鉸接軸的變化，加之滾動(dòng)鋼珠組件帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4中的運(yùn)動(dòng)部分在XY平面的一定范圍內(nèi)的自由運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成了本發(fā)明獨(dú)特的解耦運(yùn)動(dòng)方式，從而使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件4中的運(yùn)動(dòng)部分所裝夾的工件，可以達(dá)到加工范圍內(nèi)XY平面上的任一點(diǎn)；精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度是依據(jù)安裝在X軸和Y軸方向的光柵尺進(jìn)行精密測(cè)量與反饋，由計(jì)算機(jī)控制完成的，可以達(dá)到很高的精度。
權(quán)利要求
1.一種具有末端負(fù)載支撐且結(jié)構(gòu)對(duì)稱的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，底板組件(I)包括底板(5)，在底板(5)上安裝有X軸直線電機(jī)組件(2)、Y軸直線電機(jī)組件(3)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件(4);其中，X軸直線電機(jī)組件(2)通過X軸直線電機(jī)安裝座螺釘(24)安裝在底板(5)的X軸安裝平面上；￥軸直線電機(jī)組件(3)通過Y軸直線電機(jī)安裝座螺釘(32)安裝在底板(5)的Y軸安裝平面上；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件(4)的上端通過導(dǎo)向連接體(45)與X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿(25)、Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿(28)相連接；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件(4)的下端通過磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的連接體固定臺(tái)座(36)并利用固定臺(tái)座安裝螺釘(38)安裝在底板(5)的相應(yīng)安裝平面上； 在底板組件(I)中，X軸光柵尺讀數(shù)頭角架(6)通過X軸角架安裝螺釘(7)安裝在底板(5)的相應(yīng)平面上；X軸光柵尺讀數(shù)頭(8)通過X軸讀數(shù)頭安裝螺釘(9)安裝在X軸光柵尺讀數(shù)頭角架出)的相應(yīng)位置；X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(10)通過X軸導(dǎo)軌安裝螺釘(12)安裝在底板(5)的X軸導(dǎo)軌的安裝平面上；X軸導(dǎo)軌滑塊(11)滑動(dòng)安裝在X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(10)上；Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架(17)通過Y軸角架安裝螺釘(16)安裝在底板(5)的相應(yīng)平面上，軸光柵尺讀數(shù)頭(19)通過Y軸讀數(shù)頭安裝螺釘(18)安裝在Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架(17)的相應(yīng)位置；￥軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(15)通過Y軸導(dǎo)軌安裝螺釘(13)安裝在底板(5) 的Y軸導(dǎo)軌的安裝平面上；Y軸導(dǎo)軌滑塊(14)滑動(dòng)安裝在Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(15)上； 在X軸直線電機(jī)組件(2)中，X軸直線電機(jī)安裝座(22)通過X軸直線電機(jī)安裝座螺釘(24)安裝在底板(5)的X軸安裝平面上；X軸直線電機(jī)定子及殼體(23)通過定位鑲嵌安裝在X軸直線電機(jī)安裝座(22)的安裝平面上；X軸直線電機(jī)動(dòng)子(26)安裝在X軸直線電機(jī)定子及殼體(23)內(nèi)；X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿(25)通過X軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘(27)安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子(26)端面的螺釘孔內(nèi)；X軸光柵尺架(21)通過X軸光柵尺架安裝螺釘(20)安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子(26)側(cè)面的螺釘孔內(nèi)； 在Y軸直線電機(jī)組件(3)中，Y軸直線電機(jī)安裝座(33)通過Y軸直線電機(jī)安裝座螺釘(32)安裝在底板(5)的Y軸安裝平面上；￥軸直線電機(jī)定子及殼體(31)通過定位鑲嵌安裝在Y軸直線電機(jī)安裝座(33)的安裝平面上；￥軸直線電機(jī)動(dòng)子(30)安裝在Y軸直線電機(jī)定子及殼體(31)內(nèi)；￥軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿(28)通過Y軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘(29)安裝在Y軸直線電機(jī)動(dòng)子(30)端面的螺釘孔內(nèi)；Y軸光柵尺架(34)通過Y軸光柵尺架安裝螺釘(35)安裝在Y軸直線電機(jī)動(dòng)子(30)側(cè)面的螺釘孔內(nèi)； 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件(4)由磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向連接體機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成；磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)中的連接體固定臺(tái)座(36)通過固定臺(tái)座安裝螺釘(38)安裝在底板(5)的固定臺(tái)座安裝平面上；固定襯板(37)固定在連接體固定臺(tái)座(36)上的凹腔內(nèi)；在滾動(dòng)鋼珠組件(40)中，鋼珠上襯板(41)、鋼珠下襯板(39)上各開有圓形孔，滾動(dòng)鋼珠裝入鋼珠上襯板(41)，鋼珠上襯板(41)與鋼珠下襯板(39)熱合；活動(dòng)襯板(42)固定在活動(dòng)臺(tái)座(44)下表面的凹腔內(nèi)；4塊高磁合金塊(43)固定在活動(dòng)臺(tái)座(44)對(duì)稱的4個(gè)側(cè)面的凹腔內(nèi)；導(dǎo)向連接體(45)固定在活動(dòng)臺(tái)座(44)的上表面；導(dǎo)向連接體(45)通過導(dǎo)向連接螺釘(46)將X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿(25)和Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿(28)鉸接在導(dǎo)向連接體(45)上的安裝孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，設(shè)置兩組X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(10)和兩組Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，設(shè)置滑動(dòng)安裝在X軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(10)上的4個(gè)X軸導(dǎo)軌滑塊(11)和滑動(dòng)安裝在Y軸精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(15)上的4個(gè)Y軸導(dǎo)軌滑塊(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，兩根X軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿(25)以鉸接形式通過X軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘(27)安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子(26)端面的螺釘孔內(nèi)并且兩根Y軸直線電機(jī)動(dòng)子連接桿(28)以鉸接形式通過Y軸電機(jī)動(dòng)子連接桿螺釘(29)安裝在X軸直線電機(jī)動(dòng)子(30)端面的螺釘孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，X軸直線電機(jī)動(dòng)子(26)只能沿X軸方向在一定范圍內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)；￥軸直線電機(jī)動(dòng)子(30)只能沿Y軸方向在一定范圍內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)中的連接體固定臺(tái)座(36)由碳素鋼制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，固定襯板(37)的上表面是與滾動(dòng)鋼珠組(40)相接觸的表面，經(jīng)淬火及表面拋光處理，有很高的硬度和極好的表面粗糙度；活動(dòng)襯板(42)的下表面是與鋼珠組(40)相接觸的表面，經(jīng)淬火及表面拋光處理，有很高的硬度和極好的表面粗糙度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，滾動(dòng)鋼珠組(40)所用鋼珠是軸承專用鋼珠；鋼珠上襯板(41)和鋼珠下襯板(39)由非金屬材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，活動(dòng)臺(tái)座(44)由不導(dǎo)磁的輕質(zhì)金屬材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，活動(dòng)襯板(42)、高磁合金塊(43)、活動(dòng)臺(tái)座(44)、導(dǎo)向連接體(45)經(jīng)膠粘劑粘合成一體，以活動(dòng)襯板(42)的下表面與滾動(dòng)鋼珠組件相接觸。
全文摘要
本發(fā)明提出一種具有術(shù)端負(fù)載支撐且結(jié)構(gòu)對(duì)稱的XY精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括底板組件(1)、底板組件(1)包括底板(5)，在底板(5)上安裝有X軸直線電機(jī)組件(2)、Y軸直線電機(jī)組件(3)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件(4)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接體組件(4)由磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向連接體機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成，磁力預(yù)緊滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)包括4塊高磁合金塊。本發(fā)明具有更大的系統(tǒng)剛度、更好的運(yùn)動(dòng)精度、更簡(jiǎn)單適用的X/Y運(yùn)動(dòng)解耦方式、更小的結(jié)構(gòu)尺寸，適用在生產(chǎn)流水線等狹小空間進(jìn)行的半導(dǎo)體集成芯片的高速封裝作業(yè)。
文檔編號(hào)H01L21/67GK102723297SQ20121014542
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者劉延杰, 劉武龍, 宋磊 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)