專(zhuān)利名稱(chēng)：七軌式高速質(zhì)量分離式xy工作臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種XY工作臺(tái)，主要應(yīng)用于全自動(dòng)鋁線焊線機(jī)等IC封裝設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體加工處理設(shè)備中，如精密線路板后道工序(COB)全自動(dòng)鋁線焊線機(jī)等IC封裝設(shè)備，為使半導(dǎo)體元件等處理對(duì)象能在水平方向互為正交的X軸和Y軸上移動(dòng)，需要應(yīng)用到XY工作臺(tái)。該設(shè)備對(duì)XY工作臺(tái)的要求主要是高速(每秒多個(gè)2mm循環(huán))、高精度(微米級(jí))、精確的90度XY夾角。
目前該領(lǐng)域基本上仍使用四軌堆疊式XY工作臺(tái)，如圖1所示，其中一個(gè)軸(假設(shè)為X)是固定在底板上，驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)部分全部都是靜止的；但是另外一個(gè)軸(假設(shè)為Y)包括驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)部分全部安裝在X軸上，這樣整個(gè)運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量會(huì)比較大，因?yàn)轵?qū)動(dòng)及傳動(dòng)零部件一般都是比較重的材料，由于運(yùn)動(dòng)質(zhì)量大則慣性也會(huì)加大，因此易產(chǎn)生速度和精度較低、起動(dòng)和制動(dòng)性能下降、振動(dòng)增加、負(fù)載較重的軸會(huì)磨損較快、壽命較短等問(wèn)題，通常速度只能達(dá)到每秒四個(gè)5mm循環(huán)，精度也只能保證2.5微米，夾角也由于裝配困難而難以保證，基本都有30分的誤差。
為解決四軌式工作臺(tái)負(fù)載過(guò)重的缺陷，出現(xiàn)了在其基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的五軌式工作臺(tái)，如圖2所示，其主要結(jié)構(gòu)是在Y方向增加一條導(dǎo)軌，然后即可實(shí)現(xiàn)兩軸的驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)部件在工作時(shí)都可以保持靜止?fàn)顟B(tài)，避免了四軌式工作臺(tái)負(fù)載過(guò)重引起的一系列問(wèn)題。但是這種五軌式工作臺(tái)存在一個(gè)缺陷就是如果Y方向兩條導(dǎo)軌相對(duì)于底面的平行度較差的話(huà)，Y方向移動(dòng)時(shí)會(huì)造成X方向絲桿螺母的旋轉(zhuǎn)，因而造成X方向軸向位移。即移動(dòng)Y會(huì)影響X的精度。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種七軌式高速質(zhì)量分離式XY工作臺(tái)，即解決了傳統(tǒng)四軌式工作臺(tái)的負(fù)載過(guò)重導(dǎo)致速度和精度較低的問(wèn)題，又克服了五軌式工作臺(tái)的Y向加工精度影響X向工作精度的缺陷，以適應(yīng)COB封裝設(shè)備對(duì)速度與精度的更高要求。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了以下的技術(shù)方案設(shè)計(jì)一種七軌式高速質(zhì)量分離式XY工作臺(tái)，包括工作臺(tái)基座和主工作面板，其中，所述基座沿X向和Y向各自設(shè)有兩條平行導(dǎo)軌，基座上還分別設(shè)有可沿X向平行導(dǎo)軌移動(dòng)的X向基板和可沿Y向平行導(dǎo)軌移動(dòng)的Y向基板，所述Y向基板上還沿X向設(shè)有兩條可供主工作面板沿X向移動(dòng)的平行導(dǎo)軌，此外，在所述X向基板上還沿Y向設(shè)有一根單導(dǎo)軌，主工作面板通過(guò)連接機(jī)構(gòu)與該導(dǎo)軌之配合實(shí)現(xiàn)沿Y向的移動(dòng)。
所述連接機(jī)構(gòu)包括連接架以及固定在連接架上的兩只帶軸滾針軸承，該連接架與主工作面板固定連接，兩只帶軸滾針軸承夾住設(shè)于X向基板上的Y向單導(dǎo)軌并可沿該導(dǎo)軌滾動(dòng)以實(shí)現(xiàn)主工作面板沿Y向的移動(dòng)。
本實(shí)用新型將導(dǎo)軌數(shù)量增至七根，主工作面板與Y向運(yùn)動(dòng)部分的連接是通過(guò)直線導(dǎo)軌/滑塊機(jī)構(gòu)，與X向運(yùn)動(dòng)部分的連接是通過(guò)導(dǎo)軌/滾針軸承機(jī)構(gòu)，于是當(dāng)X向和Y向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，主工作面板不僅由于Y向基板的帶動(dòng)作用沿Y方向移動(dòng)，與此同時(shí)主工作面板還可以在X向基板的帶動(dòng)下沿X方向移動(dòng)，兩向運(yùn)動(dòng)互不干涉，兩軸動(dòng)力系統(tǒng)在工作臺(tái)工作時(shí)均處于靜止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)動(dòng)負(fù)載只局限于X向基板、Y向基板和主工作面板等輕質(zhì)零件，所有運(yùn)動(dòng)負(fù)載不足兩公斤且分布于六根導(dǎo)軌上，因此單根導(dǎo)軌負(fù)載不足原負(fù)載的四分之一。由于負(fù)載變輕，在動(dòng)力足夠的前提下，高速、高精度皆可得以實(shí)現(xiàn)。另外，相對(duì)于五軌式工作臺(tái)，由于滾針軸承與X向基板上的Y向單導(dǎo)軌只有X向的自由度限制而沒(méi)有Z向自由度限制，即使Y向?qū)к壟c底面的平行度有誤差，主工作面板也可沿Y向平行導(dǎo)軌的軌跡運(yùn)行而不會(huì)產(chǎn)生任何干涉。
綜上所述，七軌式工作臺(tái)既克服了傳統(tǒng)四軌式工作臺(tái)的負(fù)載過(guò)重導(dǎo)致速度和精度較低的缺陷，又克服了五軌式工作臺(tái)的Y向加工精度影響X向工作精度的缺陷，因此其優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一年的實(shí)踐應(yīng)用，證明本實(shí)用新型的XY工作臺(tái)完全達(dá)到了目的，即速度方面最高可達(dá)十個(gè)2mm循環(huán)，精度方面可保證到一微米(1μm)，XY夾角可保證誤差在30秒以?xún)?nèi)，XY軸可保證同樣的壽命。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的四軌式工作臺(tái)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的五軌式工作臺(tái)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的七軌式工作臺(tái)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的七軌式工作臺(tái)的第一工作狀態(tài)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的七軌式工作臺(tái)的第二工作狀態(tài)示意圖；圖6為本實(shí)用新型的七軌式工作臺(tái)的第三工作狀態(tài)示意圖；圖7為本實(shí)用新型的七軌式工作臺(tái)的零件分解結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖3-7所示的七軌式高速質(zhì)量分離式XY工作臺(tái)，包括工作臺(tái)基座1，該基座由一體成型的X向基座部分2和Y向基座部分3構(gòu)成，X向基座部分2的外端連接有X向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)固定架4，該固定架上固定有X向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5；相應(yīng)的，Y向基座部分的外端也連接有Y向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)固定架6，該固定架上固定有Y向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7，X向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和Y向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)分別帶動(dòng)各自的絲桿(未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)。
X向基座部分2的上表面沿X向設(shè)有兩條平行導(dǎo)軌8，其上方設(shè)有X向基板9，該X向基板9通過(guò)其下部的滑塊機(jī)構(gòu)10與X向平行導(dǎo)軌8之配合來(lái)實(shí)現(xiàn)沿X向的移動(dòng)，同時(shí)，該X向基板9下方與X向絲桿座11固定連接，該絲桿座11嚙合在X向絲桿(未示出)上，從而構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的X向運(yùn)動(dòng)部分；當(dāng)X向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5啟動(dòng)時(shí)，其帶動(dòng)X向絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為X向絲桿座11及固定于其上的X向基板9的線性移動(dòng)。同樣的，Y向基座部分3的上表面也沿Y向設(shè)有兩條平行導(dǎo)軌12，其上方設(shè)有Y向基板13，該Y向基板通過(guò)其下部的滑塊機(jī)構(gòu)14與Y向平行導(dǎo)軌12之配合來(lái)實(shí)現(xiàn)沿Y向的移動(dòng)，同時(shí)，該Y向基板13下方與Y向絲桿座15固定連接，該絲桿座嚙合在Y向絲桿(未示出)上，從而構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的Y向運(yùn)動(dòng)部分；當(dāng)Y向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7啟動(dòng)時(shí)，其帶動(dòng)Y向絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Y向絲桿座15及固定于其上的Y向基板13的線性移動(dòng)。此時(shí)，獨(dú)立的X向運(yùn)動(dòng)部分和Y向運(yùn)動(dòng)部分是互不干涉的。
此外，所述Y向基板13的上平面沿X向還設(shè)有兩條平行導(dǎo)軌16，這兩條平行導(dǎo)軌與X向基座部分上的兩條平行導(dǎo)軌之間的平行度公差要保持在相對(duì)較小的范圍內(nèi)，以保證工作臺(tái)的精度。主工作面板17通過(guò)其下部的滑塊機(jī)構(gòu)18與該平行導(dǎo)軌16形成滑動(dòng)配合，從而可在Y向基板13上沿X向線性移動(dòng)。
由于工作中安裝在主工作面板17上的工件需要同時(shí)作X、Y兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，因此還需要有部件將X向運(yùn)動(dòng)部分和Y向運(yùn)動(dòng)部分連接起來(lái)。為解決這個(gè)問(wèn)題，本實(shí)用新型通過(guò)在X向基板9上沿Y向設(shè)置一根單導(dǎo)軌19以及設(shè)置一連接機(jī)構(gòu)20來(lái)實(shí)現(xiàn)，該連接機(jī)構(gòu)20包括一連接架21以及固定在連接架上的兩只帶軸滾針軸承22，該連接架21與主工作面板17固定連接，兩只帶軸滾針軸承22夾住設(shè)于X向基板9上的Y向單導(dǎo)軌19并可沿該導(dǎo)軌滾動(dòng)以實(shí)現(xiàn)主工作面板17沿Y向的移動(dòng)。Y向單導(dǎo)軌19與Y向基座部分上的兩條平行導(dǎo)軌12之間的平行度公差要保持在相對(duì)較小的范圍內(nèi)，以保證工作臺(tái)的精度。
由于主工作面板與Y向運(yùn)動(dòng)部分的連接是通過(guò)直線導(dǎo)軌/滑塊機(jī)構(gòu)，與X向運(yùn)動(dòng)部分的連接是通過(guò)導(dǎo)軌/滾針軸承機(jī)構(gòu)，于是當(dāng)X向和Y向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，主工作面板不僅由于Y向基板的帶動(dòng)作用沿Y方向移動(dòng)，與此同時(shí)主工作面板還可以在X向基板的帶動(dòng)下沿X方向移動(dòng)，兩向運(yùn)動(dòng)互不干涉，此時(shí)負(fù)載只局限于X向基板、Y向基板和主工作面板等輕質(zhì)零件，所以可以實(shí)現(xiàn)輕載高速運(yùn)動(dòng)。
相對(duì)于五軌式工作臺(tái)，由于滾針軸承與X向基板上的Y向單導(dǎo)軌只有X向的自由度限制而沒(méi)有Z向自由度限制，即使Y向?qū)к壟c底面的平行度有誤差，主工作面板也可沿Y向平行導(dǎo)軌的軌跡運(yùn)行而不會(huì)產(chǎn)生任何干涉。
綜上所述，七軌式工作臺(tái)既克服了傳統(tǒng)四軌式工作臺(tái)的負(fù)載過(guò)重導(dǎo)致速度和精度較低的缺陷，又克服了五軌式工作臺(tái)的Y向加工精度影響X向工作精度的缺陷，因此其優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)。
以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種七軌式高速質(zhì)量分離式XY工作臺(tái)，包括工作臺(tái)基座和主工作面板，其特征在于所述基座沿X向和Y向各自設(shè)有兩條平行導(dǎo)軌，基座上還分別設(shè)有可沿X向平行導(dǎo)軌移動(dòng)的X向基板和可沿Y向平行導(dǎo)軌移動(dòng)的Y向基板，所述Y向基板上還沿X向設(shè)有兩條可供主工作面板沿X向移動(dòng)的平行導(dǎo)軌，此外，在所述X向基板上還沿Y向設(shè)有一根單導(dǎo)軌，主工作面板通過(guò)連接機(jī)構(gòu)與該導(dǎo)軌之配合實(shí)現(xiàn)沿Y向的移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的七軌式高速質(zhì)量分離式XY工作臺(tái)，其特征在于所述連接機(jī)構(gòu)包括連接架以及固定在連接架上的兩只帶軸滾針軸承，該連接架與主工作面板固定連接，兩只帶軸滾針軸承夾住設(shè)于X向基板上的Y向單導(dǎo)軌并可沿該導(dǎo)軌滾動(dòng)以實(shí)現(xiàn)主工作面板沿Y向的移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的七軌式高速質(zhì)量分離式XY工作臺(tái)，其特征在于所述基座由固定連接或一體成型的X向基座部分和Y向基座部分構(gòu)成；X向基座部分的外端連接有X向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)固定架，該固定架上固定有X向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，相應(yīng)地，Y向基座部分的外端也連接有Y向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)固定架，該固定架上固定有Y向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；X向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)X向絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，Y向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)Y向絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的七軌式高速質(zhì)量分離式XY工作臺(tái)，其特征在于所述X向基座部分的上表面沿X向設(shè)有兩條平行導(dǎo)軌，X向基板通過(guò)其下部的滑塊機(jī)構(gòu)與X向平行導(dǎo)軌之配合來(lái)實(shí)現(xiàn)沿X向的移動(dòng)，同時(shí)，該X向基板下方與X向絲桿座固定連接，該絲桿座嚙合在X向絲桿上，從而構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的X向運(yùn)動(dòng)部分；所述Y向基座部分的上表面也沿Y向設(shè)有兩條平行導(dǎo)軌，Y向基板通過(guò)其下部的滑塊機(jī)構(gòu)與Y向平行導(dǎo)軌之配合來(lái)實(shí)現(xiàn)沿X向的移動(dòng)，同時(shí)，該Y向基板下方與Y向絲桿座固定連接，該絲桿座嚙合在Y向絲桿上，從而構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的Y向運(yùn)動(dòng)部分；所述獨(dú)立的X向運(yùn)動(dòng)部分和Y向運(yùn)動(dòng)部分之間互不干涉。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種七軌式高速質(zhì)量分離式XY工作臺(tái)，包括工作臺(tái)基座和主工作面板，其中，所述基座沿X向和Y向各自設(shè)有兩條平行導(dǎo)軌，基座上還分別設(shè)有可沿X向平行導(dǎo)軌移動(dòng)的X向基板和可沿Y向平行導(dǎo)軌移動(dòng)的Y向基板，所述Y向基板上還沿X向設(shè)有兩條可供主工作面板沿X向移動(dòng)的平行導(dǎo)軌，此外，在所述X向基板上還沿Y向設(shè)有一根單導(dǎo)軌，主工作面板通過(guò)連接機(jī)構(gòu)與該導(dǎo)軌之配合實(shí)現(xiàn)沿Y向的移動(dòng)。本實(shí)用新型既克服了傳統(tǒng)四軌式工作臺(tái)的負(fù)載過(guò)重導(dǎo)致速度和精度較低的缺陷，又克服了五軌式工作臺(tái)的Y向加工精度影響X向工作精度的缺陷，其速度最高可達(dá)十個(gè)2mm循環(huán)，精度保證到一微米，XY夾角可保證誤差在30秒以?xún)?nèi)，XY軸可保證同樣的壽命。
文檔編號(hào)H01L21/56GK2908017SQ200620013048
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者李蔚然 申請(qǐng)人:深圳市翠濤自動(dòng)化設(shè)備有限公司