专利名称：一种基于解耦机构的精密运动平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于解耦机构的精密运动平台，适合于半导体封装、精密 加工、生物医药加工、光学及图像对准领域等精密定位工程领域所需的高速、高加速和 高精度定位的要求。
二背景技术：
目前，先进制造装备业对能达到微米级重复定位精度的高速和高加速度运动平 台有着广泛的需求。尤其在半导体封装业中，为满足IC封装轻、薄、小的发展趋势以 及市场对高生产率设备的需求，半导体制造装备的定位精度、速度和加速度要求越来越 高。然而，随着运动速度与加速度的提高，负载的惯性力和变化频率也会随之加大，系 统易于产生振动现象，进而影响到定位精度和可靠性。以上矛盾是精密运动平台必须要 解决的问题。图3所示堆砌式二自由度运动平台在半导体封装设备中得到了广泛应用，其主 要功能是驱动负载沿X轴做精密定位运动，Y轴电机驱动执行机构做竖直方向的物件(如 芯片)拾取与放置动作。这种运动平台至少有两个缺点1) X方向采用电机_滚珠丝杠_螺母机构形式。中间传动环节无法避免运动副 间的摩擦力、反向间隙、跟踪误差等，难以保证设备在高速和高加速度下的重复定位精度。2)Y轴电机20在驱动负载的同时，也成为了 X轴电机30的负载。这种堆砌结 构加大了 X轴电机的载荷，加快了运动部件的磨损，而且减弱了系统刚性，使得整个运 动平台在高速和高加速度下更易产生振动，无法得到高重复定位性能。3)Υ轴电机20的电源线和信号线随负载沿X轴一起运动，容易造成不必要的磨 损，进而降低系统可靠性。
三
实用新型内容本实用新型涉及用于半导体封装、精密加工、生物医药加工、光学及图像对准 等领域的一种基于解耦机构的精密运动平台，包含有X轴直线电机、Y轴伺服电机、Y 轴前置运动导轨、升降滑板、Y轴载具平台、Y轴运动传动部件、Y轴后置运动导轨、Y 轴后置运动滑板和从动滚轮。本实用新型X轴和Y轴运动采用解耦设计X轴直线电机 和Y轴伺服电机固定在基座上；X轴直线电机驱动运动载荷沿X轴运动。Y轴伺服电机 驱动升降滑板，升降滑板通过两个从动滚轮带动X轴运动载荷沿Y轴运动导轨进行上下 运动。藉由上述结构，本实用新型具有如下优点1)Χ方向运动采用直线电机驱动，不需任何中间转换机构的传动装置，因此没 有传统滚珠丝杠传动中存在的反向间隙和摩擦力。利用直线驱动装置可以达到高达5m/s 的速度。在需要较高加速度的应用中，较小的直线电机可以方便地提供大于IOg的加速度，而传统电机一般产生的加速度在Ig范围内。直线电机结构简单，需要的润滑较少。 这意味着它的使用寿命较长以及运行比较干净，可以达到较高的重复定位精度。2)X轴和Y轴运动采用解耦设计，减少了 X方向运动轴上不必要的负载，因此 系统刚性与有效载荷比传统堆砌式设计更大。3) Y轴伺服电机的电源线与信号线不必沿X轴运动，避免了不必要的磨损。
四
下面参照附图结合实施例对本实用新型做进一步的描述。图1是本实用新型整体的结构图图2是本实用新型整体的侧视图图3是传统运动方案的结构图
五具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型由X轴直线电机、Y轴伺服电机3、Y轴前置运 动导轨4、升降滑板7、Y轴载具平台8、Y轴运动传动部件9 (包括联轴器、滚珠丝杠和 角接触轴承)、Y轴后置运动导轨10、Y轴后置运动滑板11和从动滚轮12组成。其中 X轴直线电机由底座1、铁芯5、磁铁阵列6和X轴运动导轨2组成；安装在底座1上的 Y轴伺服电机3，通过Y轴运动传动部件9驱动Y轴后置运动滑板11，沿Y轴后置运动 导轨10做竖直方向运动。同时，固定在Y轴后置运动滑板11上的升降滑板7，带动装 有从动滚轮12的Y轴载具平台8，沿固定在铁芯5上的Y轴前置运动导轨4做竖直方向 运动。综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施 范围。即凡依本实用新型申请专利范围内的内容所做的等效变化与修饰，都应为本实用 新型的技术范畴。
权利要求1.一种基于解耦机构的精密运动平台，包括X轴直线电机模组和Y轴伺服电机模 组，其特征在于X轴直线电机模组由底座、铁芯、磁铁阵列和X轴运动导轨组成；Y 轴伺服电机模组由Y轴伺服电机、Y轴前置运动导轨、升降滑板、Y轴载具平台、联轴 器、滚珠丝杠、角接触轴承、Y轴后置运动导轨、Y轴后置运动滑板和从动滚轮组成。
2.如权利要求1所述的精密运动平台，其特征在于安装在底座上的Y轴伺服电机， 通过Y轴运动传动部件驱动Y轴后置运动滑板，沿Y轴后置运动导轨做竖直方向运动。
3.如权利要求1所述的精密运动平台，其特征在于固定在Y轴后置运动滑板上的 升降滑板，带动装有从动滚轮的Y轴载具平台，沿固定在铁芯上的Y轴前置运动导轨做 竖直方向运动。
专利摘要本实用新型涉及用于半导体封装、精密加工、生物医药加工、光学及图像对准等领域的一种基于解耦机构的精密运动平台，包含有X轴直线电机、Y轴伺服电机、Y轴前置运动导轨、升降滑板、Y轴载具平台、Y轴运动传动部件、Y轴后置运动导轨、Y轴后置运动滑板和从动滚轮。本实用新型X方向运动采用直线电机驱动，不需任何中间转换机构的传动装置，没有传统滚珠丝杠传动中存在的反向间隙和摩擦力，具有更好的重复定位精度。X轴和Y轴运动采用解耦设计，系统刚性与有效负载比传统堆砌式设计更大。
文档编号B23Q1/74GK201792208SQ201020126600
公开日2011年4月13日 申请日期2010年3月6日 优先权日2010年3月6日
发明者王敕 申请人:王敕