一种径向零附加力转台的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种径向零附加力转台，包括基座，轴承端盖，前面板，摩擦轮，轴承，台阶轴，小轴承，轴销，垫片，电机，电机座，联轴器，固定轴承，滚轮座，滚轮，支撑轴承，挡圈，垫块，工作台，编码盘，以及转盘。其中基座，轴承端盖，前面板，摩擦轮，轴承，台阶轴，小轴承，轴销，电机，电机座，联轴器，固定轴承，滚轮座，滚轮，支撑轴承，挡圈和垫块组成转台的驱动机构；工作台，编码盘和转盘组成转台的导向测量机构。驱动机构通过轴承和转盘上的“U型槽”实现耦合，进而实现对转台的工作台的旋转驱动，同时不增加工作台径向驱动力，保证工作台的旋转稳定性。
【专利说明】一种径向零附加力转台
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于光刻领域转台驱动机构【技术领域】，特别是一种径向零附加力转台驱动机构。它可以实现径向零附加力的旋转驱动，实现转台旋转中心的高度稳定性，包括旋转中心的偏摆和平移。
【背景技术】
[0002]在光刻领域或针对光刻配置的测试平台，为了降低系统复杂性和成本，通常系统不配置调焦调平台，当系统配置有旋转台时，就对旋转台旋转中心的稳定性提出很高的要求，即很高的偏摆精度和中心平移精度，通常偏摆在几秒以内，中心平移在Ium以内。
[0003]传统的旋转台通常采用蜗杆涡轮驱动，摩擦轮驱动，齿轮驱动，链条驱动以及皮带轮驱动等，在旋转台上直接配置这类机构会对旋转轴都有较大的附加力，导致旋转中心额外的偏摆和平移，满足不了轴心稳定性要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种径向零附加力的驱动机构以及使用该驱动机构，轴心具有高度稳定性的旋转台。
[0005]本发明采用的技术方案是:一种径向零附加力转台，包括基座，轴承端盖，盖板，摩擦轮，轴承，台阶轴，小轴承，垫片，轴销，电机，电机座，联轴器，固定轴承，滚轮座，滚轮，支撑轴承，挡圈，垫块，工作台，编码盘和转盘；其中:
[0006]基座，轴承端盖，盖板，摩擦轮，轴承，台阶轴，小轴承，垫片，轴销，电机，电机座，联轴器，固定轴承，滚轮座，滚轮，支撑轴承，挡圈和垫块，组成该转台的驱动机构，提供旋转方向的驱动力；基座为整个装置的支撑骨架，布置在最外侧；电机机壳部分与电机座固定在一起，电机座与滚轮座固定在一起；滚轮座内一端安装有固定轴承，另一端安装有支撑轴承，滚轮穿过固定轴承和支撑轴承，实现滚轮的轴向固定和径向固定；联轴器一端连接电机转轴，另一端连接滚轮，实现运动传递；轴承内圈通过台阶轴和盖板与基座的右端面固定在一起，为固定部分；轴承外圈与摩擦轮固定在一起，为运动部分；摩擦轮和滚轮之间通过具有预紧功能的滚轮座紧压在一起，通过摩擦力，实现运动传递，即电机的旋转运动传递到滚轮，然后传递到摩擦轮；摩擦轮的端面和轴承端盖外端面连接在一起，轴承端盖的内环上通过轴销压有一小轴承，轴销和轴承端盖通过螺纹连接，进而电机转轴的旋转运动通过滚轮，摩擦轮，轴承端盖和轴销传递到小轴承上；
[0007]工作台，编码盘和转盘组成该装置的导向测量部分，其中工作台固定在编码盘内环上，为该装置的输出平台，编码盘集成有旋转导向结构和角度测量传感器，内环连接工作台，外环固定在基座上；工作台的右端面固定有一转盘，转盘外侧上配置有一 “U型槽”；
[0008]驱动机构提供的驱动力通过轴承和转盘上布置的“U型槽”实现耦合，完成驱动力传递，且在转轴径向上无附加力，保证转轴稳定性；
[0009]进一步的，“U型槽”夹持小轴承，通过配做，保证有2 μ m到5 μ m的预压，保证小轴承在U型槽内能顺利滑动，又无明显间隙，既实现运动传递又不增加径向附加力。
[0010]进一步的，所述滚轮座一侧配置有板簧结构，另一侧配置有铰链结构，滚轮座板簧端和铰链端均通过垫片与基座固定，其中通过修磨垫片，可以调节滚轮和摩擦轮之间的预紧力，同时滚轮座的“铰链+板簧”结构还能适应滚轮和摩擦轮的圆度误差和轴心误差，保证任何时候都有足够的预紧力，实现系统可靠的运动。
[0011]本发明的原理在于:
[0012]本发明为一种用于光刻领域中，轴心具有高度稳定性的旋转台，它包括基座，轴承端盖，盖板，摩擦轮，轴承，台阶轴，小轴承，垫片，轴销，电机，电机座，联轴器，固定轴承，滚轮座，滚轮，支撑轴承，挡圈和垫块，组成该装置的驱动机构，采用的是传统的摩擦轮方案，提供旋转方向的驱动力；工作台，编码盘和转盘组成该装置的导向测量部分，其中编码盘集成了旋转导向结构和角度测量传感器，确保转轴稳定性和角度位移测量，实现系统控制闭环。驱动机构提供的驱动力通过轴承和转盘上布置的“U型槽”实现耦合，完成驱动力传递，且在转轴径向上无附加力，保证转轴稳定性；
[0013]驱动机构由基座，轴承端盖，盖板，摩擦轮，轴承，台阶轴，小轴承，垫片，轴销，电机，电机座，联轴器，固定轴承，滚轮座，滚轮，支撑轴承，挡圈和垫块组成。基座为整个装置的支撑骨架，布置在最外侧；电机机壳部分与电机座固定在一起，电机座与滚轮座固定在一起；滚轮座内一端安装有固定轴承，另一端安装有支撑轴承，滚轮穿过固定轴承和支撑轴承，实现滚轮的轴向固定和径向固定；联轴器一端连接电机转轴，另一端连接滚轮，实现运动传递。轴承内圈通过台阶轴和盖板与基座的右端面固定在一起，为固定部分；轴承外圈与摩擦轮固定在一起，为运动部分；摩擦轮和滚轮之间通过具有预紧功能的滚轮座紧压在一起，通过摩擦力，实现运动传递，即电机的旋转运动传递到滚轮，然后传递到摩擦轮。摩擦轮的端面和轴承端盖外端面连接在一起，轴承端盖的内环上通过轴销压有一小轴承，轴销和轴承端盖通过螺纹连接，进而电机转轴的旋转运动通过滚轮，摩擦轮，轴承端盖和轴销传递到小轴承上。
[0014]导向测量部分由工作台，编码盘和转盘组成，其中工作台固定在编码盘内环上，为该装置的输出平台，编码盘集成有旋转导向结构和角度测量传感器，内环连接工作台，外环固定在基座上；工作台的右端面固定有一转盘，转盘外侧上配置有一“U型槽”。“U型槽”夹持小轴承，通过配做，保证有2 μ m到5 μ m的预压，保证小轴承在U型槽内能顺利滑动，又无明显间隙，既实现运动传递又不增加径向附加力。
[0015]滚轮座一侧配置有板簧结构，另一侧配置有铰链结构,滚轮座板簧端和铰链端均通过垫片与基座固定，其中通过修磨垫片，可以调节滚轮和摩擦轮之间的预紧力，同时滚轮座的“铰链+板簧”结构还能适应滚轮和摩擦轮的圆度误差和轴心误差，保证任何时候都有足够的预紧力，实现系统可靠的运动。
[0016]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0017]1、本发明由所述的摩擦轮驱动机构不直接作用于工作台上，而是通过小轴承和“U型槽”耦合，使得滚轮+摩擦轮的预紧力只作用在外层转轴上，切向力通过小轴承和U型槽传递给工作台，由于工作台转轴只受切向力，就保证了转台轴心的稳定性；
[0018]2、本发明驱动机构仍然采用传统的摩擦轮机构，但是在预紧结构上放弃了传统的弹簧压紧方案，而是在滚轮座上设计了 “铰链+板簧”结构，使得结构简约，同时能补偿滚轮，摩擦轮的圆度误差和轴心误差，确保任何情况下都有足够的预紧力。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明一种径向零附加力转台的总体结构图；图中:10_基座；12_盖板；16-轴承；18-轴销；30_电机；31_电机座；34_滚轮座；35_滚轮；36_支撑轴承；38a, 38b-垫块；52-转盘；
[0020]图2为图1的左视图；图中:10_基座；12_盖板；16_轴承；18_轴销；31_电机座；34-滚轮座；35-滚轮；36-支撑轴承；38a, 38b-垫块;52_转盘；
[0021 ] 图3为图2的A-A剖视图；10-基座；11_轴承端盖；12-盖板；13-摩擦轮；14-轴承；15_台阶轴；16_轴承；17_垫片；18_轴销；30_电机；31_电机座；32_联轴器；33_固定轴承；34_滚轮座；35_滚轮；36_支撑轴承；37_挡圈；38a, 38b_垫块;50_工作台;51_编码盘；52_转盘；
[0022]图4为图3的B-B剖视图；
[0023]图5为滚轮座结构视图；34_滚轮座；34-01-板簧；34_02_铰链。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的上述目的，特点和优点更加明显易懂，下面对本发明的具体实施做详细说明。
[0025]如图1，图2，图3所示，本发明一种径向零附加力转台由基座10，轴承端盖11，盖板12，摩擦轮13，轴承14，台阶轴15，小轴承16，垫片17，轴销18，电机30，电机座31，联轴器32，固定轴承33，滚轮座34，滚轮35，支撑轴承36，挡圈37，垫块38，工作台50，编码盘51和转盘52组成。其中基座10，轴承端盖11，盖板12，摩擦轮13，轴承14，台阶轴15，小轴承16，垫片17，轴销18，电机30，电机座31，联轴器32，固定轴承33，滚轮座34，滚轮35，支撑轴承36，挡圈37和垫块38组成该转台的驱动机构，采用的是传统的摩擦轮方案，提供旋转驱动力；工作台50，编码盘51和转盘52组成该转台的导向测量部分。
[0026]如图1，图3所示，基座10为整个转台的支撑骨架，布置在最外侧；电机30机壳部分与电机座31固定在一起，电机座31与滚轮座34固定在一起；滚轮座34内一端安装有固定轴承33，另一端安装有支撑轴承36，滚轮35两端穿过固定轴承33和支撑轴承36，实现轴向径向固定；联轴器32 —端连接电机30转轴，另一端连接滚轮35，实现运动传递；该部分整体布置在该转台的顶端。
[0027]如图3，图4所示，轴承14内圈通过台阶轴15和盖板12与基座10的右端面固定在一起，为固定部分；轴承14外圈与摩擦轮13固定在一起，为运动部分；摩擦轮13和滚轮35之间通过具有预紧功能的滚轮座34紧压在一起，通过摩擦力，实现运动传递，即电机30的旋转运动传递到滚轮35，再传递到摩擦轮13 ；
[0028]如图3所示，摩擦轮13左端面和轴承端盖11外环面连接在一起，轴承端盖11的内环面上通过轴销18压有一小轴承16，轴销18和轴承端盖11通过螺纹连接，进而电机30的旋转运动通过滚轮35、摩擦轮13、轴承端盖11和轴销18传递到小轴承16上；
[0029]如图3所示，工作台50，编码盘51和转盘52为该转台的导向测量部分。其中工作台50固定在编码盘51上，为该转台的输出平台；编码盘51集成有旋转导向结构和角度测量传感器，内环连接工作台50，外环固定在基座10上，实现工作台50的导向和位置反馈；确保转轴稳定性和角度位移测量，实现系统控制闭环。工作台50的右端面固定有一转盘52，转盘52上配置有一 “U型槽”，见图2 ；
[0030]如图2所示，转盘52上配置的“U型槽”夹持小轴承16，且通过配做，保证有2 μ m至IJ 5 μ m的预压，保证小轴承16在U型槽内能顺利滑动，又无明显间隙，既实现运动传递又不增加径向附加力；
[0031]如图5所示，滚轮座34 —侧配置有板簧34-01，另一侧配置有铰链34_02，滚轮座34板簧34-01端通过垫片38a与基座10固定，铰链34-02端通过垫片38b与基座10固定，其中通过修磨垫片38，可以调节滚轮35和摩擦轮13之间的预紧力，同时滚轮座34的“铰链+板簧”结构还能适应滚轮35和摩擦轮13的圆度误差和轴心误差，保证任何时候都有足够的预紧力，实现系统可靠的运动。
[0032]本发明未详细阐述部分属于本领域技术的公知技术。
【权利要求】
1.一种径向零附加力转台，其特征在于，包括:基座(10)，轴承端盖(11)，盖板(12)，摩擦轮(13)，轴承(14)，台阶轴(15)，小轴承(16)，垫片(17)，轴销(18)，电机(30)，电机座(31)，联轴器(32)，固定轴承(33)，滚轮座(34)，滚轮(35)，支撑轴承(36)，挡圈(37)，垫块(38)，工作台(50)，编码盘(51)和转盘(52);其中: 由基座(10)，轴承端盖(11)，盖板(12)，摩擦轮(13)，轴承(14)，台阶轴(15)，小轴承(16)，垫片(17)，轴销(18)，电机(30)，电机座(31)，联轴器(32)，固定轴承(33)，滚轮座(34)，滚轮(35)，支撑轴承(36)，挡圈(37)和垫块(38)，组成该转台的驱动机构，提供旋转方向的驱动力；基座(10)为整个转台的支撑骨架,布置在最外侧；电机机壳部分与电机座(31)固定在一起，电机座(31)与滚轮座(34)固定在一起；滚轮座(34)内一端安装有固定轴承(33)，另一端安装有支撑轴承(36)，滚轮(35)穿过固定轴承(33)和支撑轴承(36)，实现滚轮(35)的轴向固定和径向固定；联轴器(32) —端连接电机(30)转轴，另一端连接滚轮(35)，实现运动传递；轴承(14)内圈通过台阶轴(15)和盖板(12)与基座(10)的右端面固定在一起，为固定部分；轴承(14)外圈与摩擦轮(13)固定在一起，为运动部分；摩擦轮(13)和滚轮(35)之间通过具有预紧功能的滚轮座(34)紧压在一起，通过摩擦力，实现运动传递，即电机(30)的旋转运动传递到滚轮(35)，然后传递到摩擦轮(13);摩擦轮(13)的端面和轴承端盖(11)外端面连接在一起，轴承端盖(11)的内环上通过轴销(18)压有一小轴承(16)，轴销(18)和轴承端盖(11)通过螺纹连接，进而电机(30)转轴的旋转运动通过滚轮(35)，摩擦轮(13)，轴承端盖(11)和轴销(18)传递到小轴承(16)上； 工作台(50)，编码盘(51)和转盘(52)组成该转台的导向测量部分，其中工作台(50)固定在编码盘(51)内环上，为该转台的输出平台，编码盘(51)集成有旋转导向结构和角度测量传感器，编码盘(51)内环连接工作台(50)，编码盘(51)外环固定在基座(10)上；工作台(50)的右端面固定有一转盘(52)，转盘(52)外侧上配置有一 “U型槽”； 驱动机构提供的驱动力通过轴承(14)和转盘(52)上布置的“U型槽”实现耦合，完成驱动力传递，且在转轴径向上无附加力，保证转轴稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种径向零附加力转台，其特征在于:“U型槽”夹持小轴承(16)，通过配做，保证有2μπι到5μπι的预压，保证小轴承(16)在U型槽内能顺利滑动，又无明显间隙，既实现运动传递又不增加径向附加力。
3.根据权利要求1所述的一种径向零附加力转台，其特征在于:所述滚轮座(34)—侧配置有板簧结构，另一侧配置有铰链结构，滚轮座板簧端和铰链端均通过垫片与基座(10)固定，其中通过修磨垫片(17)，可以调节滚轮(35)和摩擦轮(13)之间的预紧力，同时滚轮座(34)的“铰链+板簧”结构还能适应滚轮(35)和摩擦轮(13)的圆度误差和轴心误差，保证任何时候都有足够的预紧力，实现系统可靠的运动。
【文档编号】G03F7/20GK104049471SQ201410273266
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】周清华, 胡松 申请人:中国科学院光电技术研究所