專(zhuān)利名稱(chēng)：全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工作臺(tái)，特別是一種用于半導(dǎo)體加工設(shè)備的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體加工處理設(shè)備中，如精密線(xiàn)路板后道工序(COB)全自動(dòng)鋁線(xiàn)焊線(xiàn)機(jī)等IC封裝設(shè)備，為使半導(dǎo)體元件等處理對(duì)象能繞垂直方向的Z軸旋轉(zhuǎn)特定的角度，需要應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)。此類(lèi)設(shè)備對(duì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的要求就是較高的角度精度(0.01度～0.1度)。目前此類(lèi)設(shè)備基本上都是采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)配1；4皮帶(或齒輪)開(kāi)環(huán)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，精度介于0.1～0.5度之間。但由于集成電路(IC)工藝進(jìn)入0.18微米時(shí)代，普通開(kāi)環(huán)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于無(wú)法消除的機(jī)械傳動(dòng)間隙而無(wú)法滿(mǎn)足旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的精度要求。
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，提供一種全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以提高旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的角度精度，使其控制在0.01度以?xún)?nèi)，從而滿(mǎn)足半導(dǎo)體加工處理設(shè)備特別是全自動(dòng)鋁線(xiàn)焊線(xiàn)機(jī)等IC封裝設(shè)備的精度要求。
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)一種全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，在所述旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作軸上安裝有一角位移傳感器，該角位移傳感器通過(guò)反饋電路與旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的控制電路相連而構(gòu)成一全閉環(huán)控制系統(tǒng)。
所述角位移傳感器為一旋轉(zhuǎn)編碼器，該旋轉(zhuǎn)編碼器可以為光電式、接觸式或者電磁式旋轉(zhuǎn)編碼器，既可以是增量式編碼器也可以是絕對(duì)式編碼器。所述旋轉(zhuǎn)編碼器可采用一高精度編碼器，其精度達(dá)到每圈十萬(wàn)個(gè)脈沖左右。
所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以為皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或其它方式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，其傳動(dòng)比最好為1∶4。
本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)采用了全閉環(huán)控制系統(tǒng)，由安裝在旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作軸上的高精度脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器向系統(tǒng)傳回脈沖以反映工作軸的實(shí)際位置，如果工作軸的實(shí)際位置未能按照指令的要求旋轉(zhuǎn)到指定位置，則系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際位置發(fā)出指令以便旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直到將工作軸修正至指定位置為止，由于采用伺服電機(jī)系統(tǒng)，這一復(fù)雜的校正過(guò)程都是在幾毫秒內(nèi)完成，而旋轉(zhuǎn)位置精度則得到了充分保證。經(jīng)過(guò)一年的實(shí)踐應(yīng)用，證明本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)0.0036度的旋轉(zhuǎn)精度。


圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的零件分解示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-3所示，本實(shí)用新型的全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)在外觀上具有跟傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，包括支架1，該支架1固定在XY平臺(tái)2上；所述支架1內(nèi)設(shè)置有作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)3以及跟旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)3相鄰設(shè)置的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)4，該旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)3的輸出軸5上套有皮帶輪6，通過(guò)傳動(dòng)比為1∶4的傳動(dòng)皮帶7與套設(shè)在旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作軸8上的皮帶輪9連接。所述旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)4沿工作軸的軸線(xiàn)從上至下依次包括防塵蓋11、蓋架12、皮帶輪9、皮帶輪座13、軸承防塵蓋14、工作軸8、第一滾柱軸承15、內(nèi)隔套16、外隔套17、第二滾柱軸承18、軸承蓋19、螺母20、編碼器固定架21等(以上結(jié)構(gòu)只是為了便于實(shí)施而加以說(shuō)明，并非對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限制)。其中，本實(shí)用新型與傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要區(qū)別在于，所述旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)4的工作軸8上安裝有一角位移傳感器10，如圖3所示。該角位移傳感器10通過(guò)電路與旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)3的控制電路相連而構(gòu)成一全閉環(huán)控制系統(tǒng)。所述角位移傳感器10最好為一高精度脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器，該旋轉(zhuǎn)編碼器可以為光電式、接觸式或者電磁式旋轉(zhuǎn)編碼器，既可以是增量式編碼器也可以絕對(duì)式編碼器。所述高精度脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器10可達(dá)到每圈十萬(wàn)個(gè)脈沖，通過(guò)將整周360度分為十萬(wàn)等分，即可實(shí)現(xiàn)0.0036度的旋轉(zhuǎn)精度。
對(duì)于傳統(tǒng)的開(kāi)環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)而言，其電機(jī)按指令旋轉(zhuǎn)，至于工作軸是否旋轉(zhuǎn)到位，系統(tǒng)無(wú)法知曉，故稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。而如本實(shí)用新型的全閉環(huán)控制系統(tǒng)則是由安裝在工作軸上的高精度脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器向系統(tǒng)傳回脈沖以反映工作軸的實(shí)際位置，如果工作軸的實(shí)際位置未能按照指令的要求旋轉(zhuǎn)到指定位置，則系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際位置發(fā)出指令以便旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直到將工作軸修正至指定位置為止，由于采用伺服電機(jī)系統(tǒng)，這一復(fù)雜的校正過(guò)程都是在幾毫秒內(nèi)完成，而旋轉(zhuǎn)位置精度則得到了充分保證。
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。例如所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)除了上述實(shí)施方式中的皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，還可以蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或其它方式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，在所述旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作軸上安裝有一角位移傳感器，該角位移傳感器通過(guò)反饋電路與旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的控制電路相連而構(gòu)成一全閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其特征在于所述角位移傳感器為一旋轉(zhuǎn)編碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)編碼器為光電式、接觸式或者電磁式旋轉(zhuǎn)編碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)編碼器為增量式編碼器或絕對(duì)式編碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)編碼器為一高精度脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器，其精度達(dá)到每圈十萬(wàn)個(gè)脈沖左右。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其特征在于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)或者齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其特征在于所述皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為1∶4。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種全閉環(huán)高精度伺服旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，主要用于精密線(xiàn)路板后道工序(COB)全自動(dòng)鋁線(xiàn)焊線(xiàn)機(jī)等IC封裝設(shè)備中，它包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，在旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作軸上安裝有一高精度脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器，該高精度脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)反饋電路與旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的控制電路相連而構(gòu)成一全閉環(huán)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型由于采用了高精度的全閉環(huán)控制系統(tǒng)及伺服電機(jī)系統(tǒng)，可有效地提高旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的角度精度。經(jīng)過(guò)一年的實(shí)踐應(yīng)用，證明本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)0.0036度的旋轉(zhuǎn)精度。
文檔編號(hào)H01L21/60GK2909519SQ200620013049
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