專利名稱：一種高精度調(diào)整工裝及其調(diào)整方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對機械工件進行定位、安裝的工裝領域，尤其涉及精密工件定 位、安裝的一種高精度調(diào)整工裝。
背景技術：
目前，在機械領域?qū)崿F(xiàn)高精度工件安裝多采用工裝來定位。在微制造領域 很多精密工件安裝都需采用通用工裝或?qū)Ｓ霉ぱb。例如半導體制造業(yè)很多設備 上的工件都需要工裝進行定位安裝，在光刻機的整機集成過程中，大多數(shù)部件 的安裝都需要高精度調(diào)整工裝，用高精度調(diào)整工裝來定位部件，實現(xiàn)機械口的 連接。硅片傳輸導軌就是一個精密部件，在安裝過程中定位基準面和所需要定 位的部件的距離比較遠，給的安裝調(diào)整工裝的空間有限，被定位的部件的精度 要求高，同時要求調(diào)整工裝有五個自由度可調(diào)。
傳統(tǒng)的通用工裝或?qū)Ｓ霉ぱb具有一定的局限性。在確保工裝定位精度的條
件下，要求傳統(tǒng)工裝的安裝基準和定位基準之間的距離較短；它們只易實現(xiàn)2 3 個自由度的工件定位；它們對一定的形狀和一定尺寸的固定工件較易實現(xiàn)定位。
傳統(tǒng)的通用工裝或?qū)Ｓ霉ぱb如果要對工件進行微米級定位，那么就會提高 對工裝上的零件尺寸的要求，有些零件的尺寸精度很可能無法通過普通機械加 工實現(xiàn)，這樣就會大幅度提高工裝的制作成本。
因此，傳統(tǒng)工裝難以滿足類似硅片傳輸導軌等工件的安裝要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高精度調(diào)整工裝，可有效解決傳統(tǒng)工裝可調(diào)自由度少， 安裝基準與定位基準之間的距離短，定位易受工件形狀限制等問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的高精度調(diào)整工裝包括定位座，懸臂，支撐板， 直角連接塊，豎直定位移動機構(gòu)和豎直定位調(diào)平機構(gòu)，水平定位移動機構(gòu)和水
平定位調(diào)平機構(gòu)；所述直角連接塊具有水平連接面和豎直連接面；所述定位座 安裝在懸臂上端，所述支撐板安裝在懸臂下端，所述豎直定位調(diào)平機構(gòu)安裝在 支撐板上，所述豎直定位移動機構(gòu)安裝在豎直定位調(diào)平機構(gòu)上，所述水平定位 移動機構(gòu)安裝在水平定位調(diào)平機構(gòu)上，所述水平定位調(diào)平機構(gòu)和豎直定位移動 機構(gòu)分別安裝直角連接塊的水平連接面和豎直連接面上。
所述定位座具有安裝面和定位面，緊固件通過所述安裝面將定位座安裝在 懸臂上端。所述緊固件為四個內(nèi)六角圓柱頭螺釘。
所述豎直定位移動機構(gòu)包括豎直調(diào)整塊，定位銷，豎直調(diào)整螺絲，所述定 位銷安裝在豎直調(diào)整塊上，所述豎直調(diào)整螺絲安裝在豎直調(diào)整塊上。所述定位 銷為兩個，所述豎直調(diào)整塊上安裝定位銷的地方對應開有導軌槽。所述豎直調(diào) 整塊通過緊固件安裝在直角連接塊的豎直連接面上，所述緊固件為四個內(nèi)六角 圓柱頭螺釘，所述內(nèi)六角圓柱頭螺釘通過直角連接塊豎直連接面安裝于豎直調(diào) 整塊。
所述的水平定位移動機構(gòu)包括水平調(diào)整塊，定位銷，水平調(diào)整螺絲，定位 塊；所述定位銷和水平調(diào)整螺絲安裝在水平調(diào)整塊上，所述定位塊安裝在水平 調(diào)整塊上。所述定位銷為兩個，所述水平調(diào)整塊上安裝定位銷的地方對應開有 導軌槽。所述定位塊具有水平定位面和豎直定位面，緊固件通過水平定位面將 定位塊安裝在水平調(diào)整塊上，所述緊固件為四個內(nèi)六角圓柱頭螺釘。
所述豎直調(diào)整螺絲或水平調(diào)整螺絲也可換成具有千份尺的滾珠滑臺。
所述豎直定位調(diào)平機構(gòu)包括豎直調(diào)整塊，緊固件；所述豎直調(diào)整塊通過 緊固件安裝在支撐板上。所述緊固件包括三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘，三個緊鎖 螺母和三個內(nèi)六角圓柱螺母；所述三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘依次連接豎直調(diào)整塊、 鎖緊螺母以及六角薄螺母后安裝在支撐板上。
所述水平定位調(diào)平機構(gòu)包括水平調(diào)整塊，緊固件；所述水平調(diào)整塊通過 緊固件安裝在直角連接塊的水平連接面上。所述緊固件包括三個內(nèi)六角圓柱 頭螺釘、三個緊鎖螺母、三個六角薄螺母；所述三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘依次連 接水平調(diào)整塊、緊鎖螺母以及六角薄螺母后安裝在直角連接塊的水平連接面上。
本發(fā)明的高精度調(diào)整工裝的調(diào)整方法，它包括以下步驟步驟l:把已組裝 好的調(diào)整工裝放在標準的平板上，用墊鐵把調(diào)整工裝支起懸臂并固定；步驟2:
測量并調(diào)整懸臂的背面與定位塊的豎直定位面平面度，使其滿足工件安裝要求；
步驟3:測量并調(diào)整定位座的定位面與定位塊的水平定位面的平面度，使其滿足 工件安裝要求；步驟4:測量并調(diào)整定位座的定位面距定位塊的水平定位面的豎 直距離；步驟5:測量并調(diào)整懸臂的背面距定位塊的豎直定位面的水平距離。
在步驟2中，調(diào)整是通過調(diào)整三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)母叨葘崿F(xiàn)。在步驟3 中，調(diào)整是通過調(diào)整三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)母叨葘崿F(xiàn)。在步驟4中所述調(diào)整 豎直距離是通過調(diào)整豎直調(diào)整螺絲或所述滾珠滑臺實現(xiàn)。在步驟5中所述調(diào)整 水平距離是通過調(diào)整水平調(diào)整螺絲或所述滾珠滑臺實現(xiàn)。
與現(xiàn)有工^l驗b,本發(fā)明的高精度調(diào)整工裝的豎直定位調(diào)平機構(gòu)、豎直定 位移動機構(gòu)和水平定位調(diào)平機構(gòu)、水平定位移動機構(gòu)可實現(xiàn)工裝五個自由度的 調(diào)整，安裝基準和定位基準之間的距離可視工件進行調(diào)整，定位和安裝不易受 工件形狀影響。調(diào)整工裝上零件尺寸不需很高的精確程度，調(diào)整工裝就可實現(xiàn) 微米級定位精度，故制作成本低。整個調(diào)整工裝結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。


本發(fā)明的高精度調(diào)整工裝由以下的實施例及附圖給出。 圖i為高精度調(diào)整工裝軸測示意圖。
圖2為高精度調(diào)整工裝豎直定位移動機構(gòu)的主視圖。 圖3為高精度調(diào)整工裝豎直定位移動機構(gòu)的右視圖。 圖4為高精度調(diào)整工裝豎直定位調(diào)平機構(gòu)的主視圖。 圖5為高精度調(diào)整工裝豎直定位調(diào)平機構(gòu)的右視圖。 圖6為高精度調(diào)整工裝水平定位移動機構(gòu)的主視圖。 圖7為高精度調(diào)整工裝水平定位移動機構(gòu)的俯視圖。 圖8為高精度調(diào)整工裝水平定位調(diào)平機構(gòu)的主視圖。 圖9為高精度調(diào)整工裝水平定位調(diào)平機構(gòu)的俯視圖。 圖IO為高精度調(diào)整工裝調(diào)整示意圖。 圖11為高精度調(diào)整工裝安裝硅片傳輸導軌正視圖。 圖12為高精度調(diào)整工裝安裝硅片傳輸導軌右視圖。
具體實施例方式
以下將對本發(fā)明的高精度調(diào)整工裝作進一步的詳細描述。
本發(fā)明的高精度調(diào)整工裝，如圖l所示，包括定位座l，懸臂4,支撐板6， 直角連接塊15;所述直角連接塊15具有豎直連接面151和水平連接面152;定 位座1安裝在懸臂4上端，支撐板6安裝在懸臂4下端，豎直定位調(diào)平機構(gòu)安 裝在支撐板6上，豎直定位移動機構(gòu)安裝在豎直定位調(diào)平機構(gòu)上，水平定位移 動機構(gòu)安裝在水平定位調(diào)平機構(gòu)上，水平定位調(diào)平機構(gòu)和豎直定位移動機構(gòu)分 別安裝直角連接塊15的水平連接面152和豎直連接面151上。
定位座1具有定位面011和安裝面012,緊固件通過安裝面012將定位座1 安裝在懸臂上端，所述緊固件為四個內(nèi)六角圓柱頭螺釘2。
豎直定位移動機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，圖2和圖3分別是豎直定位移 動機構(gòu)的主視和右視圖，它包括豎直調(diào)整塊9，定位銷10,豎直調(diào)整螺絲11; 定位銷10為兩個安裝在豎直調(diào)整塊9上，豎直調(diào)整螺絲11也安裝在豎直調(diào)整 塊9上，豎直調(diào)整塊9上安裝定位銷IO的地方對應開有導軌槽；豎直調(diào)整塊9 通過緊固件16安裝在直角連接塊15的豎直連接面151上。緊固件16為4個內(nèi) 六角圓柱頭螺釘，通過直角連接塊15的豎直連接面151安裝于豎直調(diào)整塊(9)
水平定位移動機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖6和圖7所示，圖6和圖7分別是水平定位移 動機構(gòu)的主視和俯視圖，它包括水平調(diào)整塊19,定位銷17,水平調(diào)整螺絲20， 定位塊21;定位銷17為兩個安裝在水平調(diào)整塊19上，水平調(diào)整螺絲20也安裝 在水平調(diào)整塊19上，水平調(diào)整塊19上安裝定位銷17的地方對應開有導軌槽； 定位塊21具有水平定位面211和豎直定位面212，緊固件22通過水平定位面 211將定位塊21安裝在水平調(diào)整塊19上。緊固件22為四個內(nèi)六角圓柱頭螺釘。
豎直定位調(diào)平機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示，圖4和圖5分別是豎直定位調(diào) 平機構(gòu)的主視和右視圖，它包括豎直調(diào)整塊9，緊固件；緊固件包括三個內(nèi)六角 圓柱頭螺釘12，三個緊鎖螺母8，三個六角薄螺母7;三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘 12依次連接豎直調(diào)整塊9，緊鎖螺母8，六角薄螺母7后安裝在支撐板6上。
水平定位調(diào)平機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖8和圖9所示，圖8和圖9分別是水平定位調(diào) 平機構(gòu)的主視和俯視圖，它包括水平調(diào)整塊19,緊固件；緊固件包括三個內(nèi)六 角圓柱頭螺釘14、三個緊鎖螺母18、三個六角薄螺母13;三個內(nèi)六角圓柱頭螺
釘14依次連接水平調(diào)整塊9，緊鎖螺母18,六角薄螺母13后安裝在直角連接
塊15的水平連接面152上。
調(diào)整豎直定位調(diào)平機構(gòu)中的三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘12可實現(xiàn)工裝Ry， Rz 自由度的調(diào)節(jié)。調(diào)整水平定位調(diào)平機構(gòu)中三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘14可實現(xiàn)工裝 Rx, R、自由度的調(diào)節(jié)。豎直調(diào)整螺絲11可實現(xiàn)工裝Z方向自由度的調(diào)節(jié)，而水 平調(diào)整螺絲20可實現(xiàn)工裝Y方向自由度的調(diào)節(jié)。這樣工裝就可實現(xiàn)五個自由度 的調(diào)節(jié)。
豎直定位移動機構(gòu)或水平定位移動機構(gòu)中的豎直調(diào)整螺絲11或水平調(diào)整螺 絲20均可采用具有千分尺的滾珠滑臺替代。
在工裝安裝好之后需要對本發(fā)明的工裝進行調(diào)整，如圖6所示。工裝調(diào)整 包括以下步驟
步驟l:把已組裝好的調(diào)整工裝放在標準的平板1004上，用墊鐵1005把調(diào)整工 裝支起懸臂并固定；
步驟2:測量并調(diào)整懸臂4的背面041與定位塊21的豎直定位面212的平面度， 使其滿足工件的安裝精度；
步驟3:測量并調(diào)整定位座1的定位面Oil與定位塊21的水平定位面211的平 面度，使其滿足工件的安裝精度；
步驟4:測量并調(diào)整定位座1的定位面Oil距定位塊21的水平定位面211距離 H,;
步驟5:測量并調(diào)整懸臂4的背面041與定位塊21的豎直定位面212的水平距 離H2。
在步驟2中，調(diào)整豎直定位調(diào)平機構(gòu)中三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘12的高度可 調(diào)整定位塊21的豎直定位面212與懸臂背面041平面度，使之滿足工件安裝要 求。在步驟3中，調(diào)整水平定位調(diào)平機構(gòu)中三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘14可調(diào)整定 4立塊21的水平定位面211與定4立座的定4立面011之間的平面度，^f吏之滿足工4牛 安裝要求。在步驟4中調(diào)整豎直定位移動機構(gòu)中豎直調(diào)整螺絲11可調(diào)節(jié)定位塊 21的水平定位面211與定位座1的定位面011之間的豎直距離H,。如果豎直調(diào) 整螺絲用千分尺滾珠滑臺替代則可通過旋轉(zhuǎn)滾珠滑臺的千分尺來控制距離H,。 在步驟5中調(diào)整水平定位移動機構(gòu)中水平調(diào)整螺絲20,則可調(diào)整懸臂4的背面
041與定位塊21的豎直定位面212的水平距離H2。同樣，若水平調(diào)整螺絲20 采用千分尺的滾珠滑臺替代則可通過旋轉(zhuǎn)滾珠滑臺千分尺控制水平距離H2。
調(diào)整好工裝后用工裝進行定位。例如對硅片傳輸導軌的安裝，如圖ll和圖 12所示，圖ll和圖12分別是調(diào)整工裝安裝硅片傳輸導軌的正視和右視圖。首 先把調(diào)整好后的工裝用內(nèi)六角圓柱頭螺釘3固定在主機板1001上即可。在基礎 框架1002上調(diào)整硅片傳輸部件1003，使整硅片傳輸部件1003的導軌1006的一 面與定位塊21的豎直定位面212接觸，導軌1006的另外一面與定位塊21的水 平定位面211接觸。兩個面都接觸后鎖緊整硅片傳輸部件1003上的螺栓。
權利要求
1、一種高精度調(diào)整工裝，其特征在于它包括定位座(1)，懸臂(4)，支撐板(6)，直角連接塊(15)，豎直定位移動機構(gòu)和豎直定位調(diào)平機構(gòu)，水平定位移動機構(gòu)和水平定位調(diào)平機構(gòu)；所述直角連接塊(15)具有水平連接面(152)和豎直連接面(151)；所述定位座(1)安裝在懸臂(4)上端，所述支撐板(6)安裝在懸臂(4)下端，所述豎直定位調(diào)平機構(gòu)安裝在支撐板(6)上，所述豎直定位移動機構(gòu)安裝在豎直定位調(diào)平機構(gòu)上，所述水平定位移動機構(gòu)安裝在水平定位調(diào)平機構(gòu)上，所述水平定位調(diào)平機構(gòu)和豎直定位移動機構(gòu)分別安裝在直角連接塊15的水平連接面(152)和豎直連接面(151)上。
2、 如權利要求1所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述定位座(1) 具有安裝面(012)和定位面(011),緊固件通過所述安裝面(012)將定位座(1)安裝在懸臂(4)上端。
3、 如權利要求2所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述緊固件為四個 內(nèi)六角圓柱頭螺釘(2)。
4、 如權利要求1所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述豎直定位移動 機構(gòu)包括豎直調(diào)整塊(9),定位銷(10),豎直調(diào)整螺絲(11 )，所述定位銷(10) 安裝在豎直調(diào)整塊(9)上，所述豎直調(diào)整螺絲(11)安裝在豎直調(diào)整塊(9) 上。
5、 如權利要求4所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述定位銷(10) 為兩個，所述豎直調(diào)整塊(9)上安裝定位銷(10)的地方對應開有導軌槽。
6、 如權利要求4所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述豎直調(diào)整塊(9) 通過緊固件安裝在直角連接塊(15)的豎直連接面(151)上。
7、 如權利要求6所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述緊固件為四個 內(nèi)六角圓柱頭螺釘(16),所述內(nèi)六角圓柱頭螺釘(16)通過直角連接塊(15) 的豎直連接面(151)安裝于豎直調(diào)整塊(9)。
8、 如權利要求1所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述的水平定位移 動機構(gòu)包括水平調(diào)整塊(19 )，定位銷(17 ),水平調(diào)整螺絲(20 ),定位塊(21 ); 所述定位銷(17)和水平調(diào)整螺絲(20)安裝在水平調(diào)整塊(19)上，所述定 位塊(21 )安裝在水平調(diào)整塊(19)上。
9、 如權利要求8所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述定位銷(17) 為兩個，所述水平調(diào)整塊(19)上安裝定位銷(17)'的地方對應開有導軌槽。
10、 如權利要求8所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述定位塊(21) 具有水平定位面(211)和豎直定位面(212),緊固件通過水平定位面(211) 將定位塊(21 )安裝在水平調(diào)整塊(19)上。
11、 如權利要求IO所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述緊固件為四 個內(nèi)六角圓柱頭螺釘(22)
12、 如權利要求4或8所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述豎直調(diào) 整螺絲或水平調(diào)整螺絲也可換成具有千份尺的滾珠滑臺。
13、 如權利要求1所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述豎直定位調(diào) 平機構(gòu)包括豎直調(diào)整塊(9)，緊固件；所述豎直調(diào)整塊(9)通過緊固件安裝 在支撐板上。
14、 如權利要求13所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述緊固件包括 三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘(12),三個鎖緊螺母和三個內(nèi)六角圓柱螺母；所述三個 內(nèi)六角圓柱頭螺釘(12)依次連接豎直調(diào)整塊(9)、鎖緊螺母(8)以及六角薄 螺母后安裝在支撐板(6)上。
15、 如權利要求1所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述水平定位調(diào) 平機構(gòu)包括水平調(diào)整塊(19),緊固件；所述水平調(diào)整塊(19)通過緊固件安 裝在直角連接塊(15)的水平連接面(152)上。
16、 如權利要求15所述的高精度調(diào)整工裝，其特征在于所述緊固件包括 三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘(14)、三個緊鎖螺母(18)、三個六角薄螺母(13);所 述三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘(14 )依次連接水平調(diào)整塊(19 )、緊鎖螺母(18 )以 及六角薄螺母(13)后安裝在直角連接塊(15)的水平連接面(152)上。
17、 一種如權利要求1所述的高精度調(diào)整工裝的調(diào)整方法，其特征在于 它包括以下步驟步驟1:把已組裝好的調(diào)整工裝放在標準的平板(1004)上，用墊鐵(1005 )把調(diào)整工裝支起懸臂并固定；步驟2:測量并調(diào)整懸臂(4 )的背面(041 )與定位塊(21 )的豎直定位面(212 ) 的平面度，使其滿足工件的安裝要求；步驟3:測量并調(diào)整定位座(1 )的定位面(Oll )與定位塊(21)的水平定位面(211 ) 的平面度，使其滿足工件安裝要求；步驟4:測量并調(diào)整定位座(1 )的定位面(011 )距定位塊(21 )的水平定位面 (21)的豎直距離；步驟5:測量并調(diào)整懸臂(4)背面(041)距定位塊(21)的豎直定位面(212) 的水平距離。
18、 如權利要求17所述的高精度調(diào)整工裝的調(diào)整方法，其特征在于在步驟2 中，調(diào)整是通過調(diào)整三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘(12)的高度實現(xiàn)。
19、 如權利要求17所述的高精度調(diào)整工裝的調(diào)整方法，其特征在于在步驟3 中，調(diào)整是通過調(diào)整三個內(nèi)六角圓柱頭螺釘(14)的高度實現(xiàn)。
20、 如權利要求17所述的高精度調(diào)整工裝的調(diào)整方法，其特征在于在步驟4 中所述調(diào)整豎直距離是通過調(diào)整豎直調(diào)整螺絲(11)或滾珠滑臺實現(xiàn)。
21、 如權利要求17所述的高精度調(diào)整工裝的調(diào)整方法，其特征在于在步驟5 中所述調(diào)整水平距離是通過調(diào)整水平調(diào)整螺絲(20)或滾珠滑臺實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度調(diào)整工裝及其調(diào)整方法，解決了傳統(tǒng)工裝定位自由度少和定位靈活度差的問題。所述高精度調(diào)整工裝包括定位座，懸臂，支撐板，直角連接塊，豎直定位移動機構(gòu)和豎直定位調(diào)平機構(gòu)，水平定位移動機構(gòu)和水平定位調(diào)平機構(gòu)；所述定位座安裝在懸臂上端，所述支撐板安裝在懸臂下端，所述豎直定位調(diào)平機構(gòu)安裝在支撐板上，所述豎直定位移動機構(gòu)安裝在豎直定位調(diào)平機構(gòu)上，所述水平定位移動機構(gòu)安裝在水平定位調(diào)平機構(gòu)上，所述水平定位調(diào)平機構(gòu)和豎直定位移動機構(gòu)上分別安裝在直角連接塊的兩個平面上。調(diào)整豎直定位移動機構(gòu)、豎直定位調(diào)平機構(gòu)、水平定位移動機構(gòu)和水平定位調(diào)平機構(gòu)可實現(xiàn)工裝五個自由度高精度的定位。
文檔編號G12B5/00GK101169976SQ20071004723
公開日2008年4月30日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權日2007年10月19日
發(fā)明者吳榮基, 袁志揚, 慧 陳 申請人:上海微電子裝備有限公司;上海微高精密機械工程有限公司