專利名稱：一種雙層直線電機驅動的xy運動平臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體芯片封裝設備，尤其涉及一種與傳統(tǒng)的XY運動平臺相比較，具有更大的驅動能力、更快的運動速度、更合理的直線電機解耦方式、更小的結構尺寸的XY運動平臺，適用在生產(chǎn)流水線等狹小空間進行的半導體集成芯片的高速封裝作業(yè)。
背景技術：
在半導體芯片封裝領域，傳統(tǒng)的XY運動平臺一般的驅動結構為普通直線電機，即一套直線電機內，只有一套定子和動子機構，驅動能力較小；連接方式為機構稱合式，即一個方向的整體驅動機構連同裝夾機構及負載，完全承載于另一個方向的驅動之上，成為另一個方向驅動的負載。因此，傳統(tǒng)的XY運動平臺主要缺點有四一是平臺的驅動能力較?。?二是由于使用機構耦合方式，運動部件質量及體積較大；三是因結構尺寸較大，不適應較狹窄的空間使用；四是使用零部件較多，裝配調整較為復雜，制造成本較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構合理，具有更大的驅動能力、更快的運動速度、更合理的直線電機解耦方式、更小的結構尺寸的XY運動平臺。本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的一種雙層直線電機驅動的XY運動平臺，其特征在于，包括底板組件、X軸直線電機組件、運動平臺組件、Y軸直線電機組件、底板、X軸光柵尺讀數(shù)頭、X軸光柵尺讀數(shù)頭角架、X軸精密運動導軌、Y軸直線電機動子、Y軸直線電機定子及殼體、Y軸直線電機安裝座、Y軸光柵尺讀數(shù)頭、Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架、X軸光柵尺架、X軸運動連接架、Y軸光柵尺架、Y軸運動連接架、Y軸精密運動導軌、X軸直線電機動子X軸直線電機安裝座、X軸直線電機定子及殼體；其中，底板組件包括底板，在底板5安裝有X軸直線電機組件、運動平臺組件、Y軸直線電機組件，X軸直線電機組件過安裝螺釘安裝在底板的X軸安裝平面上，Y軸直線電機組件通過安裝螺釘安裝在底板的Y軸安裝平面上；X軸光柵尺讀數(shù)頭角架通過安裝螺釘安裝在底板的X軸導軌的安裝平面的外側面；x軸光柵尺讀數(shù)頭通過安裝螺釘安裝在X軸光柵尺讀數(shù)頭角架的相應位置；x軸精密運動導軌和Y軸精密運動導軌均由固定軌和滑動軌組成，X軸精密運動導軌中的固定軌通過安裝螺釘安裝在底板的X軸導軌的安裝平面上；X軸直線電機安裝座通過安裝螺釘安裝在底板的X軸直線電機的安裝平面上；乂軸直線電機定子及殼體通過安裝螺釘安裝在X軸直線電機安裝座的安裝平面上；x軸直線電機動子安裝在X軸直線電機定子及殼體內；X軸直線電機動子的外露端上開有連接X軸運動連接架的連接孔；X軸運動連接架通過連接螺釘與X軸直線電機動子相連接；X軸運動連接架通過連接螺釘與X軸精密運動導軌中的滑動軌相連接，可使X軸運動連接架經(jīng)X軸直線電機動子的驅動沿X方向進行運動；通過安裝螺釘將Y軸精密運動導軌的固定軌安裝在X軸運動連接架的相應定位平面上；Y軸運動連接架通過安裝螺釘與Y軸精密運動導軌的滑動軌相連接；Y軸運動連接架的連接端通過安裝螺釘與Y軸直線電機動子相連接，可使Y軸運動連接架經(jīng)Y軸直線電機動子的驅動沿Y方向進行運動；Y軸直線電機安裝座通過安裝螺釘安裝在底板的Y軸直線電機安裝平面上；Y軸直線電機定子及殼體通過安裝螺釘安裝在Y軸直線電機安裝座的安裝平面上；Y軸直線電機動子安裝在Y軸直線電機定子及殼體內；Y軸直線電機動子的外露端上開有連接Y軸運動連接架的連接孔。優(yōu)選地，運動平臺組件通過X軸精密運動導軌的固定軌安裝在底板的X軸導軌的安裝平面上。
優(yōu)選地，X軸精密運動導軌和Y軸精密運動導軌分別有兩組。優(yōu)選地，所述固定軌上設有安裝螺釘穿過的安裝孔。優(yōu)選地，兩組X軸直線電機動子上下對稱安裝在X軸直線電機定子及殼體內，并且兩組Y軸直線電機動子上下對稱安裝在Y軸直線電機定子及殼體內。優(yōu)選地，X軸直線電機組件是普通直線電機，其動子只能沿X軸方向在一定范圍內進行直線運動。優(yōu)選地，Y軸直線電機組件是自適應解耦式直線電機，其動子除沿Y軸方向在一定范圍內進行直線運動外，還可以被動的在X軸方向在一定范圍內進行任意的移動。優(yōu)選地，該平臺的運動精度是依據(jù)安裝在X軸和Y軸方向的光柵尺進行精密測量與反饋，由計算機控制完成的。本發(fā)明一種雙層直線電機驅動的XY運動平臺相比傳統(tǒng)的運動平臺，具有如下優(yōu)
占-
^ \\\ I.由于采用雙動子結構的X軸/Y軸直線電機進行驅動，因而驅動力較大，能夠獲得更高的運動加速度及運動速度；2.由于采用自適應解耦式直線電機解耦，因此專利所述平臺整體結構簡單，結構尺寸小，平臺的運動部分質量有明顯下降；3.由于整機的結構尺寸更為小巧，利于在空間狹小的生產(chǎn)線上應用；4.結構相對簡單，生產(chǎn)成本較低。


圖I為本發(fā)明一種雙層直線電機驅動的XY運動平臺的三維示意圖。圖2為本發(fā)明一種雙層直線電機驅動的XY運動平臺的三維分解圖。在圖I中，具體附圖標記表示1_底板組件；2_X軸直線電機組件；3_運動平臺組件、4-Y軸直線電機組件；在圖2中，具體附圖標記表示5_底板、6-X軸光柵尺讀數(shù)頭、7-X軸光柵尺讀數(shù)頭角架、8-X軸精密運動導軌、9-Y軸直線電機動子、IO-Y軸直線電機定子及殼體、II-Y軸直線電機安裝座、12-Y軸光柵尺讀數(shù)頭、13-Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架、14-X軸光柵尺架、15-X軸運動連接架、16-Y軸光柵尺架、17-Y軸運動連接架、18-Y軸精密運動導軌、19-X軸直線電機動子、20-X軸直線電機安裝座、21-X軸直線電機定子及殼體。
具體實施例方式結合附圖對本發(fā)明作進一步說明參照圖I、圖2所示，一種雙層直線電機驅動的XY運動平臺包括底板組件1、X軸直線電機組件2、運動平臺組件3、Y軸直線電機組件4、底板5、X軸光柵尺讀數(shù)頭6、X軸光柵尺讀數(shù)頭角架7、X軸精密運動導軌8、Y軸直線電機動子9、Y軸直線電機定子及殼體10、Y軸直線電機安裝座11、Y軸光柵尺讀數(shù)頭12、Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架13、X軸光柵尺架14、X軸運動連接架15、Y軸光柵尺架16、Y軸運動連接架17、Y軸精密運動導軌18、X軸直線電機動子19、X軸直線電機安裝座20、X軸直線電機定子及殼體21。本發(fā)明雙層直線電機驅動的XY運動平臺部件連接方式如下。其中，底板組件I包括底板5，在底板5上安裝有X軸直線電機組件2、運動平臺組件3、Y軸直線電機組件4，X軸直線電機組件2通過安裝螺釘安裝在底板5的X軸安裝平面上，Y軸直線電機組件4通過安裝螺釘安裝在底板5的Y軸安裝平面上；X軸精密運動導 軌8和Y軸精密運動導軌18均由固定軌和滑動軌組成，固定軌上設有安裝螺釘穿過的安裝孔，運動平臺組件3通過X軸精密運動導軌8的固定軌安裝在底板5的X軸導軌的安裝平面上。X軸精密運動導軌8可以有兩組。X軸光柵尺讀數(shù)頭角架7通過安裝螺釘安裝在底板5的X軸導軌的安裝平面的外側面；X軸光柵尺讀數(shù)頭6通過安裝螺釘安裝在X軸光柵尺讀數(shù)頭角架7的相應位置；X軸精密運動導軌8中的固定軌通過安裝螺釘安裝在底板5的X軸導軌的安裝平面上。 在X軸直線電機組件2中，X軸直線電機安裝座20通過安裝螺釘安裝在底板5的X軸直線電機的安裝平面上；X軸直線電機定子及殼體21通過安裝螺釘安裝在X軸直線電機安裝座20的安裝平面上；兩組X軸直線電機動子19上下對稱安裝在X軸直線電機定子及殼體21內；X軸直線電機動子19的外露端上開有連接X軸運動連接架15的連接孔。X軸直線電機組件2是普通的直線電機，其動子只能沿X軸方向在一定范圍內進行直線運動。在運動平臺組件3中，X軸運動連接架15通過連接螺釘與X軸直線電機動子19相連接；X軸運動連接架15通過連接螺釘與X軸精密運動導軌8中的滑動軌相連接，可使X軸運動連接架15經(jīng)X軸直線電機動子19的驅動，沿X方向進行運動；還通過安裝螺釘將Y軸精密運動導軌18的固定軌安裝在X軸運動連接架15的相應定位平面上，Y軸精密運動導軌18也可以有兩組；Y軸運動連接架17通過安裝螺釘與Y軸精密運動導軌18的滑動軌相連接；Y軸運動連接架17的連接端通過安裝螺釘與兩組上下對稱的Y軸直線電機動子9相連接，可使Y軸運動連接架17經(jīng)Y軸直線電機動子9的驅動，沿Y方向進行運動；由于Y軸直線電機所特有的解耦特性，能夠在X軸直線電機動子19驅動X軸運動連接架15沿X方向進行運動的同時，Y軸運動連接架17可由Y軸直線電機動子9的驅動，沿Y方向進行運動，并沿X方向進行解耦運動。在Y軸直線電機組件4中，Y軸直線電機安裝座11通過安裝螺釘安裝在底板5的Y軸直線電機安裝平面上；Y軸直線電機定子及殼體10通過安裝螺釘安裝在Y軸直線電機安裝座11的安裝平面上；兩組Y軸直線電機動子9上下對稱，安裝在Y軸直線電機定子及殼體10內；Y軸直線電機動子9的外露端上開有連接Y軸運動連接架17的連接孔；Y軸直線電機組件4是自適應解耦式的直線電機，其動子除沿Y軸方向在一定范圍內進行直線運動外，還可以以自適應的方式，被動的在X軸方向在一定范圍內進行任意的移動，并以此種方式作為本發(fā)明的解耦方式。本發(fā)明的雙層直線電機驅動的XY運動平臺的工作原理為安裝在底板組件I上的X軸直線電機組件2，由其雙動子結構提供較大的驅動力，驅動X軸運動連接架15，沿X方向進行運動；安裝在底板組件I上的Y軸直線電機組件4是自適應式解耦直線電機，由其雙動子結構提供較大的驅動力的同時，也適應了相關的解耦運動，驅動Y軸運動連接架17，沿Y方向進行驅動運動，并沿X方向進行解耦運動；Y軸運動連接架17是安裝在X軸運動連接架15之上，并可沿Y軸方向進行滑動，由于上述X軸與Y軸的運動組件，從而使運動平臺組件3可以達到運動范圍內XY平面上的任一點；平臺的運動精度是依據(jù)安裝在X軸和Y軸方向的光柵尺進行精密測量與反饋，由計算機控制完成的。·
權利要求
1.一種雙層直線電機驅動的XY運動平臺，其特征在于，包括底板組件(1)、X軸直線電機組件(2)、運動平臺組件(3)、Y軸直線電機組件(4)、底板(5)、X軸光柵尺讀數(shù)頭(6)、X軸光柵尺讀數(shù)頭角架(7)、X軸精密運動導軌(8)、Y軸直線電機動子(9)、Y軸直線電機定子及殼體(10)、Y軸直線電機安裝座(11)、Y軸光柵尺讀數(shù)頭(12)、Y軸光柵尺讀數(shù)頭角架(13)、X軸光柵尺架(14)、X軸運動連接架(15)、Y軸光柵尺架(16)、Y軸運動連接架(17)、Y軸精密運動導軌(18)、X軸直線電機動子(19)、X軸直線電機安裝座(20)、X軸直線電機定子及殼體(21)； 其中，底板組件(I)包括底板(5)，在底板5 (上)安裝有X軸直線電機組件(2)、運動平臺組件(3)、Y軸直線電機組件(4)，X軸直線電機組件(2)通過安裝螺釘安裝在底板(5)的X軸安裝平面上，Y軸直線電機組件(4)通過安裝螺釘安裝在底板(5)的Y軸安裝平面上； X軸光柵尺讀數(shù)頭角架(7)通過安裝螺釘安裝在底板(5)的X軸導軌的安裝平面的外側面；X軸光柵尺讀數(shù)頭(6)通過安裝螺釘安裝在X軸光柵尺讀數(shù)頭角架(7)的相應位置；X軸精密運動導軌(8)和Y軸精密運動導軌(18)均由固定軌和滑動軌組成，X軸精密運動導軌(8)中的固定軌通過安裝螺釘安裝在底板(5)的X軸導軌的安裝平面上； X軸直線電機安裝座(20)通過安裝螺釘安裝在底板(5)的X軸直線電機的安裝平面上；X軸直線電機定子及殼體(21)通過安裝螺釘安裝在X軸直線電機安裝座(20)的安裝平面上；X軸直線電機動子(19)安裝在X軸直線電機定子及殼體(21)內；X軸直線電機動子(19)的外露端上開有連接X軸運動連接架(15)的連接孔； X軸運動連接架(15)通過連接螺釘與X軸直線電機動子(19)相連接；X軸運動連接架(15)通過連接螺釘與X軸精密運動導軌(8)中的滑動軌相連接，可使X軸運動連接架(15)經(jīng)X軸直線電機動子(19)的驅動沿X方向進行運動；通過安裝螺釘將Y軸精密運動導軌(18)的固定軌安裝在X軸運動連接架(15)的相應定位平面上；Y軸運動連接架(17)通過安裝螺釘與Y軸精密運動導軌(18)的滑動軌相連接；Y軸運動連接架(17)的連接端通過安裝螺釘與Y軸直線電機動子(9)相連接，可使Y軸運動連接架(17)經(jīng)Y軸直線電機動子(9)的驅動沿Y方向進行運動； Y軸直線電機安裝座(11)通過安裝螺釘安裝在底板(5)的Y軸直線電機安裝平面上；Y軸直線電機定子及殼體(10)通過安裝螺釘安裝在Y軸直線電機安裝座(11)的安裝平面上，軸直線電機動子(9)安裝在Y軸直線電機定子及殼體(10)內；￥軸直線電機動子(9)的外露端上開有連接Y軸運動連接架(17)的連接孔。
2.如權利要求I所述的XY運動平臺，其特征在于，運動平臺組件(3)通過X軸精密運動導軌(8)的固定軌安裝在底板(5)的X軸導軌的安裝平面上。
3.如權利要求1-2中任意一項所述的XY運動平臺，其特征在于，X軸精密運動導軌(8)和Y軸精密運動導軌(18)分別有兩組。
4.如權利要求1-3中任意一項所述的XY運動平臺，其特征在于，所述固定軌上設有安裝螺釘穿過的安裝孔。
5.如權利要求1-4中任意一項所述的XY運動平臺，其特征在于，兩組X軸直線電機動子(19)上下對稱安裝在X軸直線電機定子及殼體(21)內，并且兩組Y軸直線電機動子(9)上下對稱安裝在Y軸直線電機定子及殼體(10)內。
6.如權利要求1-5中任意一項所述的XY運動平臺，其特征在于，X軸直線電機組件(2)是普通直線電機，其動子只能沿X軸方向在一定范圍內進行直線運動。
7.如權利要求1-6中任意一項所述的XY運動平臺，其特征在于，Y軸直線電機組件(4)是自適應解耦式直線電機，其動子除沿Y軸方向在一定范圍內進行直線運動外，還可以被動的在X軸方向在一定范圍內進行任意的移動。
8.如權利要求1-7中任意一項所述的XY運動平臺，其特征在于，該平臺的運動精度是依據(jù)安裝在X軸和Y軸方向的光柵尺進行精密測量與反饋，由計算機控制完成的。
全文摘要
本發(fā)明提出一種雙層直線電機驅動的XY運動平臺，包括底板組件(1)、X軸直線電機組件(2)、運動平臺組件(3)、Y軸直線電機組件(4)、底板(5)、X軸光柵尺讀數(shù)頭(6)、X軸精密運動導軌(8)、Y軸直線電機動子(9)、Y軸光柵尺讀數(shù)頭(12)、Y軸精密運動導軌(18)、X軸直線電機動子(19)等。本發(fā)明具有更大的驅動能力、更快的運動速度、更合理的直線電機解耦方式、更小的結構尺寸，適用在生產(chǎn)流水線等狹小空間進行的半導體集成芯片的高速封裝作業(yè)。
文檔編號H02P5/48GK102723296SQ20121014540
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權日2012年5月11日
發(fā)明者劉延杰, 劉武龍, 宋磊 申請人:哈爾濱工業(yè)大學