接板330連接。
[0047] 較佳地，請重點參考圖4,所述測量單元400包括玻璃光柵尺410、光柵尺安裝板 420、編碼器讀數(shù)頭430以及讀數(shù)頭支架440,所述玻璃光柵尺410通過所述光柵尺安裝板 420固定于所述支架130上，所述編碼器讀數(shù)頭430通過所述讀數(shù)頭支架440固定于所述支 撐板210上。所述測量單元400對支撐組件200的垂向位移進行測量，并將該位移信息反 饋至所述驅動組件300,從而實現(xiàn)快速精確定位。
[0048] 較佳地，所述氣控單元500包括無桿氣缸510以及第二托舉板520,所述無桿氣缸 510固定于所述安裝基座板120上，所述第二托舉板520安裝于所述支撐板210的下方，且 一端與所述無桿氣缸510固定連接，具體地，所述無桿氣缸510包括缸體和滑塊兩部分，所 述缸體固定于所述安裝基座板120上，所述滑塊垂向運動，所述滑塊與所述第二托舉板520 固定連接，從而向所述支撐板210傳遞支撐力。采用該氣控單元500對所述支撐板210,即 支撐組件200進行輔助支撐，負載機構部分的重力，降低機構向上加速運動時對直線電機 310輸出力的需求，保證本發(fā)明的工件臺接片手裝置高速高精度運動的能力，采用無桿氣缸 510還能夠增加運動阻尼，提高系統(tǒng)的剛度，增強運動的平穩(wěn)性。另外，如遇突發(fā)情況所述直 線電機310掉電，所述氣控單元500可繼續(xù)支撐所述支撐板210,防止因支撐板210失力滑 落對其他零部件及工件可能造成的損傷。
[0049] 較佳地，所述氣控單元500中還包括節(jié)流閥（圖中未示出），所述節(jié)流閥安裝于所述 無桿氣缸510中，主動補償直線電機310輸出的靜態(tài)推力，確保支撐組件200下降運動過程 中，頂升力保持不變，進一步提高輔助支撐的效果，使本發(fā)明具備高速高精度的運動能力。
[0050] 較佳地，請參考圖5和圖6,所述輔助支撐組件600包括支撐架610、柔性索620、 導向滑軌630、連動塊640、輔助頂針650以及三個滑輪機構660,所述導向滑軌630垂向固 定于所述支撐架610上，所述連動塊640通過所述導向滑軌630沿垂向滑動，所述輔助頂針 650固定于所述連動塊640的頂端，所述柔性索620的兩端分別連接至所述支撐板210和所 述連動塊640,所述柔性索620通過所述三個滑輪機構660轉向，當所述支撐組件200向上 運動時，所述柔性索620上各段經所述滑輪機構660轉向后的受力情況如圖5中箭頭方向 所示，具體地，所述輔助支撐組件600的數(shù)量及排布方式可根據(jù)工件的形狀及大小進行調 節(jié)，本實施例中，所述輔助支撐組件600安裝在所述X向頂板110的四角，所述支撐板210底 面連接有柔性索620,通過三個滑輪機構660與連動塊640相連，實現(xiàn)支撐板210與連動塊 640的同步運動功能，也就是實現(xiàn)所述接片手指230與所述輔助頂針650的同步運動，從而 為工件提供輔助支撐力。較佳地，所述輔助支撐組件600還包括一彈簧670,所述彈簧670 的兩端分別連接至所述支撐架610和所述連動塊640,為輔助支撐組件600歸位用。
[0051] 請繼續(xù)參考圖1至圖6,本發(fā)明提供的工件臺接片手裝置的具體動作說明如下：
[0052] 初始狀態(tài)：
[0053] 直線電機310的動子在初始位置（即不出力)，無桿氣缸510通過所述第二托舉板 520向所述支撐板210提供一定的向上托舉力，也就是為支撐組件200提供輔助支撐；所述 輔助支撐組件600也處于初始位置，所述連動塊640通過柔性索620沿著滑輪機構660與 支撐板210連接。
[0054] 提升動作：
[0055] 所述直線電機310的動子向上運動，導軌連接板330在直線導軌320的導向作用 下向上提升，提升力通過第一托舉板340傳遞至支撐板210,支撐組件200向上運動，測量單 元400向控制單元（圖中未示出）反饋支撐組件200的相對位移；無桿氣缸510接到控制單 元信號，無桿氣缸510的滑塊與直線電機310的定子同步向上運動，繼續(xù)為支撐組件200提 供輔助支撐，其中，所述直線電機310抬升支撐組件200所需的驅動力有很大一部分都由無 桿氣缸510消化；
[0056] 所述支撐板210做Z向正向運動，帶動接于其下方的柔性索620,柔性索620通過 滑輪機構660與輔助支撐組件600中的連動塊640相連，通過滑輪傳動，連動塊640與支撐 板210同步向上運動，所述輔助頂針650為工件提供輔助支撐；
[0057] 所述測量單元400讀取支撐組件200位移，當位移到達上限位，所述直線電機310 與無桿氣缸510停動，支撐組件200停止運動，所述無桿氣缸510增加系統(tǒng)阻尼，使支撐組 件200更快速趨于穩(wěn)定；所述輔助支撐組件600中的連動塊640上的柔性索620失去向上 加速度，在彈簧670預緊力作用下達到受力平衡，同步停止運動。
[0058] 下降動作：
[0059] 所述直線電機310帶動支撐組件200向下運動，運動加速度為a，無桿氣缸510中 的滑塊同時向下移動，在氣控單元500的節(jié)流閥作用下，對所述支撐組件200的頂升力保證 不變，無桿氣缸510增加本裝置了阻尼，增加了裝置的穩(wěn)定性，且不會增加直線電機310驅 動力的負擔；
[0060] 所述支撐板210向下運動，在滑輪機構660的傳動作用下，輔助支撐組件600中的 連動塊640上的柔性索620松弛，輔助頂針650在彈簧670的作用力下，與支撐組件200同 步向下運動；
[0061] 所述測量單元400讀取支撐組件200的Z向位移，當位移到達下限位，直線電機 310與無桿氣缸510停動，支撐組件200與輔助支撐組件600同步回到初始位置。
[0062] 氣缸控制環(huán)路：
[0063] 需要說明的是，在現(xiàn)有技術的實際應用中，接片手裝置對工件進行托舉位移的過 程中，直線電機310的驅動力是一個先陡后緩的曲線。由于負載質量變化造成的直線電機 310產生靜態(tài)推力，會導致直線電機310發(fā)熱，影響精密運動臺的精度。而本發(fā)明對氣控單 元500進行改進，采用在位置環(huán)路中增加補償環(huán)路的控制方法，其控制原理框圖如圖7所 示。在本實施例中，氣控單元500在支撐組件200向上和向下的運動過程中提供的支撐力 恒定，不隨位移變化；無桿氣缸510的氣動控制器采用節(jié)流閥加一個一階低通濾波器組成， 用于消除負載重力變化造成的電機靜態(tài)力。其形式為：
【主權項】
1. 一種工件臺接片手裝置，其特征在于，包括安裝基座、支撐組件、驅動組件、測量單 元、氣控單元以及輔助支撐組件，其中， 所述支撐組件安裝于所述安裝基座上，用于承載并吸附工件； 所述驅動組件安裝在所述安裝基座上，驅動所述支撐組件垂向運動； 所述測量單元固定于所述安裝基座與所述支撐組件之間，測量所述支撐組件垂向運動 的位移； 所述氣控單元固定于所述安裝基座上為所述工件提供輔助支撐以及掉電保護； 所述輔助支撐組件固定于所述安裝基座上，并與所述支撐組件連接，二者同步運動為 所述工件提供支撐。
2. 如權利要求1所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述安裝基座包括X向頂板、 安裝基座板以及支架，所述安裝基座板與所述支架均固定設置于所述X向頂板的中心位 置，構建起支撐所述支撐組件的運動平臺；所述輔助支撐組件固定于所述X向頂板的外圍。
3. 如權利要求2所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述安裝基座還包括預緊彈 簧，所述預緊彈簧的兩端分別連接至所述X向頂板與所述支撐組件。
4. 如權利要求2所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述支撐組件包括支撐板、若 干中空立柱以及接片手指，所述若干中空立柱分布于所述支撐板上，所述中空立柱的頂端 分別固定連接有接片手指，所述驅動組件與所述支撐板固定連接。
5. 如權利要求4所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述接片手指上還設有承載 面與吸盤，所述吸盤通過所述中空立柱連接至負壓源。
6. 如權利要求4所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述驅動組件包括直線電機、 直線導軌、導軌連接板，所述導軌連接板在所述直線電機的帶動下沿所述直線導軌滑動，所 述導軌連接板通過第一托舉板與所述支撐板連接，并帶動所述支撐板同步運動。
7. 如權利要求4所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述測量單元包括玻璃光柵 尺、光柵尺安裝板、編碼器讀數(shù)頭以及讀數(shù)頭支架，所述玻璃光柵尺通過所述光柵尺安裝板 固定于所述支架上，所述編碼器讀數(shù)頭通過所述讀數(shù)頭支架固定于所述支撐板上。
8. 如權利要求4所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述氣控單元包括無桿氣缸 以及第二托舉板，所述無桿氣缸固定于所述安裝基座板上，所述第二托舉板與所述無桿氣 缸固定連接，且所述第二托舉板安裝于所述支撐板的下方。
9. 如權利要求8所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述氣控單元中還包括節(jié)流 閥，所述節(jié)流閥安裝于所述無桿氣缸中。
10. 如權利要求4所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述輔助支撐組件包括支撐 架、柔性索、導向滑軌、連動塊、輔助頂針以及三個滑輪機構，所述導向滑軌垂向固定于所述 支撐架上，所述連動塊通過所述導向滑軌沿垂向滑動，所述輔助頂針固定于所述連動塊的 頂端，所述柔性索的兩端分別連接至所述支撐板和所述連動塊，所述柔性索通過所述三個 滑輪機構轉向。
11. 如權利要求10所述的工件臺接片手裝置，其特征在于，所述輔助支撐組件還包括 一彈簧，所述彈簧的兩端分別連接至所述支撐架和所述連動塊。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工件臺接片手裝置，包括安裝基座、支撐組件、驅動組件、測量單元、氣控單元以及輔助支撐組件，其中，所述支撐組件安裝于所述安裝基座上，用于承載并吸附工件；所述驅動組件安裝在所述安裝基座上，驅動所述支撐組件垂向運動；所述測量單元固定于所述安裝基座與所述支撐組件之間，測量所述支撐組件垂向運動的位移；所述氣控單元固定于所述安裝基座上為所述工件提供輔助支撐以及掉電保護；所述輔助支撐組件固定于所述安裝基座上，并與所述支撐組件連接，二者同步運動為所述工件提供支撐。本發(fā)明利用氣控單元解決因負載變化而造成的電機靜態(tài)推力，使本裝置更快速精準的運動，且支撐組件與輔助支撐組件采用單一電機驅動，提高同步性。
【IPC分類】G03F7-20
【公開號】CN104570612
【申請?zhí)枴緾N201310513598
【發(fā)明人】戴樂薇, 賈海立
【申請人】上海微電子裝備有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月25日