专利名称：一种集成断电制动装置的z轴伺服电机的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体芯片设备制造领域，涉及一种硅片传输机器人的Z轴驱动装置，具体涉及一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机。
背景技术：
硅片传输机器人的Z轴机构，安装有Z轴伺服电机作为动力源，并通过丝杠丝母机构将伺服电机的旋转运动转换为沿Z轴方向的直线运动。由于Z轴定义在与水平面相垂直的方向，与地球的重力方向相同，因此设备在工作时突遇停电，失去电机的动力支持，通过Z 轴负载的上部机构的重力作用下，将沿Z轴丝杠导轨机构自行向下滑动，极有可能造成设备及传输硅片的损坏。因此，在硅片传输机器人的Z轴机构，通常都安装有专门的制动装置，在意外停电时迅速对电机轴或传动丝杠进行制动，防止发生设备事故。传统的制动装置的响应不够迅速，制动力矩不够大，并且可靠性不够高。
发明内容
本发明是为了解决现有Z轴伺服电机的制动装置响应不够迅速、制动力矩不够大的问题，提出的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机。本发明的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，它由Z轴伺服电机和断电制动装置组成，所述断电制动装置固定在Z轴伺服电机的输出轴一侧的端面上，所述断电制动装置包括环形侧壁、固定磨擦片、间距定位套、牙嵌齿轮、牙嵌磨擦片、活动磨擦片、弹性装置和电磁铁线圈，所述环形侧壁固定在Z轴伺服电机的端盖上，并且环形侧壁与Z轴伺服电机的输出轴同轴；电磁铁线圈套在Z轴伺服电机的Z轴电机轴的外侧，并且与Z轴伺服电机的端盖固定连接，电磁铁线圈的内壁与Z轴电机轴之间留有间隙；活动磨擦片为圆环形， 活动磨擦片套在Z轴电机轴的外侧，且与Z轴电机轴之间留有间隙，且位于电磁铁线圈上， 活动磨擦片与Z轴伺服电机的端盖之间设置有弹性装置；牙嵌磨擦片为内侧壁带有齿的圆环形，牙嵌磨擦片套在Z轴电机轴的外侧，牙嵌磨擦片与活动磨擦片固定连接；牙嵌齿轮为外侧壁带有齿的圆环形，牙嵌齿轮位于Z轴电机轴和牙嵌磨擦片之间，且其内壁与Z轴电机轴固定连接，牙嵌齿轮和牙嵌磨擦片滑动啮合连接；固定磨擦片为圆环形，固定磨擦片套在 Z轴电机轴外，且与Z轴电机轴之间留有间隙，固定磨擦片的外侧壁与环形侧壁的内侧壁间隙配合，固定磨擦片与Z轴伺服电机的端面之间设置有间距定位套，且固定磨擦片与Z轴伺服电机的端面固定连接，活动磨擦片能够在沿轴向运动，并且在弹性装置的弹性作用下，能够与固定磨擦片紧密接触。本发明提出的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，在设备工作突遇意外停电时，可以有效的对旋转的Z轴电机进行制动，防止意外事故的发生，具有如下的优点I、响应迅速本发明在设计过程中经过严谨的计算、科学的选材以及采用合理制造工艺，降低了电磁铁线圈的自感电动势，减小磁滞性能，使响应时间大为缩短。2、制动力矩大本发明利用伺服电机的上盖组合的内腔集成了断电制动装置，可以安装较大尺寸的电磁铁线圈及较大面积的磨擦片传递扭矩，制动力矩较大。3、作用可靠本发明结构简单，属纯机械电气结构，无需电子零件及程序软件，因此作用可靠性较高。4、无需调整零件的设计与制造决定了本发明的装配性能，因此在装配过程中无需调整，简化了装配程序。
图I是本发明的三维安装示意图，图2是本发明的三维分解示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，它由Z轴伺服电机12 和断电制动装置组成，所述断电制动装置固定在Z轴伺服电机12的输出轴一侧的端面上， 所述断电制动装置包括环形侧壁11、固定磨擦片2、间距定位套3、牙嵌齿轮4、牙嵌磨擦片 5、活动磨擦片6、弹性装置7和电磁铁线圈8，所述环形侧壁11固定在Z轴伺服电机12的端盖上，并且环形侧壁11与Z轴伺服电机12的输出轴同轴；电磁铁线圈8套在Z轴伺服电机12的Z轴电机轴10的外侧，并且与Z轴伺服电机12的端盖固定连接，电磁铁线圈8的内壁与Z轴电机轴10之间留有间隙；活动磨擦片6为圆环形，活动磨擦片6套在Z轴电机轴10的外侧，且与Z轴电机轴10之间留有间隙，且位于电磁铁线圈8上，活动磨擦片6与Z轴伺服电机12的端盖之间设置有弹性装置7 ；牙嵌磨擦片5为内侧壁带有齿的圆环形，牙嵌磨擦片5套在Z轴电机轴10的外侧， 牙嵌磨擦片5与活动磨擦片6固定连接；牙嵌齿轮4为外侧壁带有齿的圆环形，牙嵌齿轮4位于Z轴电机轴10和牙嵌磨擦片5之间，且其内壁与Z轴电机轴10固定连接，牙嵌齿轮4和牙嵌磨擦片5滑动啮合连接；固定磨擦片2为圆环形，固定磨擦片2套在Z轴电机轴10夕卜，且与Z轴电机轴10 之间留有间隙，固定磨擦片2的外侧壁与环形侧壁11的内侧壁间隙配合，固定磨擦片2与 Z轴伺服电机12的端面之间设置有间距定位套3，且固定磨擦片2与Z轴伺服电机12的端面固定连接，活动磨擦片6能够在沿轴向运动，并且在弹性装置7的弹性作用下，能够与固定磨擦片2紧密接触。
具体实施方式
二、本实施方式与具体实施方式
一的区别在于，本实施方式是对具体实施方式
一的进一步限定，所述弹性装置7采用弹簧实现。
具体实施方式
三、本实施方式与具体实施方式
一的区别在于，本实施方式是对具体实施方式
一的进一步限定，所述弹性装置7采用一根弹簧实现，套在Z轴电机轴10上。
具体实施方式
四、本实施方式与具体实施方式
一的区别在于，本实施方式是对具体实施方式
一的进一步限定，所述弹性装置7采用多根弹簧实现，多根弹簧以Z轴电机轴10 为轴沿圆周方向均匀分布，Z轴电机轴10与Z轴伺服电机12的端面接触的位置设置有限位结构。
具体实施方式
五、本实施方式与具体实施方式
一的区别在于，本实施方式是对具体实施方式
一的进一步限定，所述所述断电制动装置还包括平键9，牙嵌齿轮4通过平键9 与Z轴电机轴10固定连接。
具体实施方式
六、本实施方式与具体实施方式
一的区别在于，本实施方式是对具体实施方式
一的进一步限定，所述活动磨擦片6能够在沿轴向运动的距离为O. 2 O. 3mmο具体实施方式
七、本实施方式与具体实施方式
一的区别在于，本实施方式是对具体实施方式
一的进一步限定，所述间距定位套3采用多个圆柱实现，多根圆柱以Z轴电机轴 10为轴心均匀分布，活动磨擦片6与每根圆柱对应的位置均设置有凹坑，所述凹坑与圆柱之间留有间隙。
具体实施方式
八、本实施方式与具体实施方式
一的区别在于，本实施方式是对具体实施方式
一的进一步限定，所述断电制动装置还包括制动器紧固螺钉1，固定磨擦片2通过制动器紧固螺钉I与Z轴伺服电机12的端盖固定连接。
具体实施方式
九、本实施方式与具体实施方式
一的区别在于，本实施方式是对具体实施方式
一的进一步限定，所述固定磨擦片2和活动磨擦片6的内径均大于牙嵌齿轮4 的外径。工作原理为当Z轴伺服电机正常工作时，固定在环形侧壁11内腔的电磁铁线圈 8处于通电状态，产生的电磁力将活动磨擦片6吸合至电磁铁线圈8上，使活动磨擦片6与牙嵌磨擦片5下分离、牙嵌磨擦片5与固定磨擦片2分离，使随伺服电机轴同步运转的牙嵌齿轮4带动牙嵌磨擦片5在各磨擦片间空转,不能传递扭矩；当突然发生断电事故时，固定在环形侧壁11内腔的电磁铁线圈8同步断电，不再产生电磁力，活动磨擦片6在其下端面安装的弹性装置7的弹性力作用下，沿伺服电机轴线方向向上运动；使得活动磨擦片6与牙嵌磨擦片5紧密贴合、牙嵌磨擦片5与固定磨擦片2紧密贴合，即活动磨擦片6和固定磨擦片2将牙嵌磨擦片5夹紧，而该牙嵌磨擦片5与牙嵌齿轮4啮合，所述牙嵌齿轮4随伺服电机轴同步运转，牙嵌齿轮4带动牙嵌磨擦片5通过各磨擦片传递扭矩，最终将扭矩传递到与机壳固定的环形侧壁11上，从而完成对作旋转运动的Z轴电机轴10的制动过程。
权利要求
1.一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，它由Z轴伺服电机(12)和断电制动装置组成，所述断电制动装置固定在Z轴伺服电机(12)的输出轴一侧的端面上，其特征在于所述断电制动装置包括环形侧壁(11)、固定磨擦片(2)、间距定位套(3)、牙嵌齿轮(4)、牙嵌磨擦片(5)、活动磨擦片(6)、弹性装置(7)和电磁铁线圈(8)，所述环形侧壁(11)固定在Z轴伺服电机(12)的端盖上，并且环形侧壁(11)与Z轴伺服电机(12)的输出轴同轴；电磁铁线圈⑶套在Z轴伺服电机(12)的Z轴电机轴(10)的外侧，并且与Z轴伺服电机(12)的端盖固定连接，电磁铁线圈(8)的内壁与Z轴电机轴(10)之间留有间隙；活动磨擦片(6)为圆环形，活动磨擦片(6)套在Z轴电机轴(10)的外侧，且与Z轴电机轴(10)之间留有间隙，且位于电磁铁线圈⑶上，活动磨擦片(6)与Z轴伺服电机(12) 的端盖之间设置有弹性装置(7)；牙嵌磨擦片(5)为内侧壁带有齿的圆环形，牙嵌磨擦片(5)套在Z轴电机轴(10)的外侧，牙嵌磨擦片(5)与活动磨擦片(6)固定连接；牙嵌齿轮(4)为外侧壁带有齿的圆环形，牙嵌齿轮(4)位于Z轴电机轴(10)和牙嵌磨擦片(5)之间，且其内壁与Z轴电机轴(10)固定连接，牙嵌齿轮⑷和牙嵌磨擦片(5)滑动啮合连接；固定磨擦片⑵为圆环形，固定磨擦片⑵套在Z轴电机轴(10)夕卜，且与Z轴电机轴 (10)之间留有间隙，固定磨擦片⑵的外侧壁与环形侧壁(11)的内侧壁间隙配合，固定磨擦片⑵与Z轴伺服电机(12)的端面之间设置有间距定位套(3)，且固定磨擦片⑵与Z 轴伺服电机(12)的端面固定连接，活动磨擦片(6)能够在沿轴向运动，并且在弹性装置(7)的弹性作用下，能够与固定磨擦片(2)紧密接触。
2.根据权利要求I所述的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，其特征在于弹性装置(7)采用弹簧实现。
3.根据权利要求I所述的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，其特征在于弹性装置(7)采用一根弹簧实现，套在Z轴电机轴(10)上。
4.根据权利要求I所述的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，其特征在于弹性装置(7)采用多根弹簧实现，多根弹簧以Z轴电机轴(10)为轴沿圆周方向均匀分布，Z轴电机轴(10)与Z轴伺服电机(12)的端面接触的位置设置有限位结构。
5.根据权利要求I所述的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，其特征在于所述断电制动装置还包括平键(9)，牙嵌齿轮(4)通过平键(9)与Z轴电机轴(10)固定连接。
6.根据权利要求I所述的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，其特征在于活动磨擦片(6)能够在沿轴向运动的距离为0. 2 0. 3mm。
7.根据权利要求I所述的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，其特征在于间距定位套(3)采用多个圆柱实现，多根圆柱以Z轴电机轴(10)为轴心均匀分布，活动磨擦片(6)与每根圆柱对应的位置均设置有凹坑，所述凹坑与圆柱之间留有间隙。
8.根据权利要求I所述的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，其特征在于所述断电制动装置还包括制动器紧固螺钉(I)，固定磨擦片(2)通过制动器紧固螺钉(I)与Z轴伺服电机(12)的端盖固定连接。
9.根据权利要求I所述的一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，其特征在于所述固定磨擦片(2)和活动磨擦片(6)的内径均大于牙嵌齿轮(4)的外径。
全文摘要
一种集成断电制动装置的Z轴伺服电机，属于半导体芯片设备制造领域，为了解决现有Z轴伺服电机的制动装置响应不够迅速、制动力矩不够大的问题。它由Z轴伺服电机和断电制动装置组成，断电制动装置包括环形侧壁、固定磨擦片、间距定位套、牙嵌齿轮、牙嵌磨擦片、活动磨擦片、弹性装置和电磁铁线圈，环形侧壁固定在Z轴伺服电机的端盖上，电磁铁线圈套在Z轴伺服电机的Z轴电机轴外侧，活动磨擦片与Z轴伺服电机端盖之间设置有弹性装置，牙嵌磨擦片套在Z轴电机轴的外侧，牙嵌齿轮位于Z轴电机轴和牙嵌磨擦片之间，和牙嵌磨擦片滑动啮合连接，固定磨擦片套在Z轴电机轴外，与Z轴伺服电机端面间设有间距定位套。用于硅片传输机器人的Z轴驱动装置。
文档编号H02K7/102GK102594015SQ20121008022
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者刘延杰, 吴明月, 孙立宁, 荣伟彬 申请人:哈尔滨工业大学