一种硅晶圆激光切割承载台用气浮轴结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种激光切割承载台结构，确切地说是一种硅晶圆激光切割承载台用气浮轴结构。


背景技术：

2.目前在进行硅晶圆加工制备作业中，往往需要通过传动轴等结构一方面对用于承载待加工的硅晶圆毛坯及其定位夹具的承载台与激光切割设备安装定位；另一方面需要通过传动轴对驱动机构的驱动力进行传递，驱动待加工的硅晶圆毛坯进行相应的位置调整，以满足激光切割加工工艺的需要。
3.在实际激光切割作用中，当前所使用的传动轴往往均为传统的传动结构，虽然可以一定程度满足使用的需要，但一方面存在传动轴结构相对固定，仅能满足特定设备配套使用的需要，使用灵活性和通用性差；另一方面在运行中，传统的传动轴往往均通过滚珠轴承等设备进行安装定位，运行时动力传递性能差，且在收到外力冲击或震动时，无法对震动作用力进行有效的消除，从而导致运行精度相对较差，且传统的传动轴在运行中，仅靠轴杆自身结构强度对工件进行承载，且在承载过程中缺乏对工件中心分布位置监控能力，造成当前的传动轴运行时承载能力相对较差，且缺乏对工件定位位置精确监控的能力，从而导致激光切割加工作业的加工精度受到较大的影响。
4.因此，针对这一现状，迫切需要开发一种传动轴设备，以满足实际使用的需要。


技术实现要素：

5.针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种硅晶圆激光切割承载台用气浮轴结构，该新型结构简单，操作使用灵活方便，通用性好，一方面具有良好的模块结构，可灵活进行零部件更换，从而有效满足与多种不同类型激光切割设备同步配套使用的需要，且承载能力强；另一方面在运行中，具有良好的定位稳定性，动力传递稳定性好且运行精度高，可有效克服机械震动、工件安装偏心等因素造成造成的传动缺陷，并可及时发现工件安装及加工时的定位偏差，从而极大的提高对激光切割加工中工件安装位置、重心偏移变化进行精确监控，从而极大的提高了激光切割作业的工作精度。
6.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
7.一种硅晶圆激光切割承载台用气浮轴结构，包括气浮轴承、承载套、传动芯轴、底托、顶托、连接管头及控制阀，承载套为柱状空心管状结构，其内部设与承载套同轴分布的承载腔，承载腔为圆柱体结构，包括定位段及导向段，其中所述定位段对称分布在承载套上端面及下端面位置，传动芯轴通过承载腔嵌于承载套内，并与承载腔同轴分布，传动芯轴两端分别超出承载套上端面及下端面至少5毫米，传动芯轴通过至少两个气浮轴承与承载腔连接，且各气浮轴承均位于承载腔的定位段内并包覆在传动芯轴外，传动芯轴上端面与顶托下端面垂直连接，下段与底托上端面垂直连接，且传动芯轴、底托、顶托间同轴分布，承载套外侧面设若干连接管头，连接管头通过导流管与气浮轴承连接，且每个气浮轴承均与1—
2个连接管头构成一个工作组，各工作组间相互并联，连接管头另与一个控制阀相互连通。
8.进一步的，所述的底托、顶托均为横断面呈矩形板状结构，所述底托、顶托间通过辅助承载机架连接，所述辅助承载机架包覆在承载套外并与承载套同轴分布。
9.进一步的，所述的辅助承载机架包括导向滑轨、弹性伸缩杆柱、万向滚珠、压力传感器，所述导向滑轨为与承载套同轴分布的闭合环状结构，共两个并对称分布在底托上端面和顶托下端面，所述导向滑轨包覆在承载套外，且导向滑轨直径为承载套外径的1.5—2.5倍，为底托、顶托直径的30%—80%，所述弹性伸缩杆柱至少两条，环绕承载套轴线均布并与承载套轴线平行分布，且所述弹性伸缩杆柱两端分别与万向滚珠连接，并通过万向滚珠与底托、顶托的导向滑轨滑动连接，所述压力传感器位于弹性伸缩杆柱与万向滚珠连接作业面处，并与弹性伸缩杆柱、万向滚珠同轴分布。
10.进一步的，所述的弹性伸缩杆柱为至少两级气压伸缩杆、液压伸缩柱及弹簧伸缩柱中的任意一种。
11.进一步的，所述的承载套两端位置均设防护端盖，承载套内承载腔的导向段侧壁均布若干滚珠，其中所述防护端盖包覆在承载套两端，其下端面通过碟形弹簧与气浮轴承相抵，所述滚珠若干，环绕承载套轴线呈螺旋状结构分布，且滚珠对应的承载腔导向段侧壁上设导向滑槽，所述滚珠1/4—1/2部分嵌于导向滑槽内。
12.进一步的，所述的底托、顶托下端面均设一个水平传感器。
13.本新型结构简单，操作使用灵活方便，通用性好，一方面具有良好的模块结构，可灵活进行零部件更换，从而有效满足与多种不同类型激光切割设备同步配套使用的需要，且承载能力强；另一方面在运行中，具有良好的定位稳定性，动力传递稳定性好且运行精度高，可有效克服机械震动、工件安装偏心等因素造成造成的传动缺陷，并可及时发现工件安装及加工时的定位偏差，从而极大的提高对激光切割加工中工件安装位置、重心偏移变化进行精确监控，从而极大的提高了激光切割作业的工作精度。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。
15.图1为本新型结构示意图。
具体实施方式
16.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
17.如图1所示一种硅晶圆激光切割承载台用气浮轴结构，包括气浮轴承1、承载套2、传动芯轴3、底托4、顶托5、连接管头6及控制阀7，承载套2为柱状空心管状结构，其内部设与承载套2同轴分布的承载腔8，承载腔8为圆柱体结构，包括定位段81及导向段82，其中定位段81对称分布在承载套8上端面及下端面位置，传动芯轴3通过承载腔8嵌于承载套2内，并与承载腔8同轴分布，传动芯轴3两端分别超出承载套2上端面及下端面至少5毫米，传动芯轴3通过至少两个气浮轴承1与承载腔8连接，且各气浮轴承1均位于承载腔8的定位段81内并包覆在传动芯轴3外，传动芯轴3上端面与顶托5下端面垂直连接，下段与底托4上端面垂直连接，且传动芯轴3、底托4、顶托5间同轴分布，承载套2外侧面设若干连接管头6，连接管
头6通过导流管与气浮轴承1连接，且每个气浮轴承1均与1—2个连接管头6构成一个工作组，各工作组间相互并联，连接管头6另与一个控制阀7相互连通。
18.本实施例中，所述的底托4、顶托5均为横断面呈矩形板状结构，所述底托4、顶托5间通过辅助承载机架9连接，所述辅助承载机架9包覆在承载套2外并与承载套2同轴分布。
19.重点说明的，所述的辅助承载机架9包括导向滑轨91、弹性伸缩杆柱92、万向滚珠93、压力传感器94，所述导向滑轨91为与承载套2同轴分布的闭合环状结构，共两个并对称分布在底托4上端面和顶托5下端面，所述导向滑轨91包覆在承载套2外，且导向滑轨2直径为承载套2外径的1.5—2.5倍，为底托4、顶托5直径的30%—80%，所述弹性伸缩杆柱92至少两条，环绕承载套2轴线均布并与承载套2轴线平行分布，且所述弹性伸缩杆柱92两端分别与万向滚珠93连接，并通过万向滚珠93与底托4、顶托5的导向滑轨91滑动连接，所述压力传感器94位于弹性伸缩杆柱92与万向滚珠93连接作业面处，并与弹性伸缩杆柱92、万向滚珠93同轴分布。
20.进一步优化的，所述的弹性伸缩杆柱92为至少两级气压伸缩杆、液压伸缩柱及弹簧伸缩柱中的任意一种。
21.需要注意的，所述的承载套2两端位置均设防护端盖10，承载套内承载腔8的导向段82侧壁均布若干滚珠11，其中所述防护端盖10包覆在承载套2两端，其下端面通过碟形弹簧12与气浮轴承1相抵，所述滚珠11若干，环绕承载套轴2线呈螺旋状结构分布，且滚珠11对应的承载腔8导向段82侧壁上设导向滑槽13，所述滚珠11的1/4—1/2部分嵌于导向滑槽13内。
22.此外，所述的底托4、顶托5下端面均设一个水平传感器14。
23.本新型在具体实施中，首先对构成本新型的气浮轴承、承载套、传动芯轴、底托、顶托、连接管头及控制阀进行组装，然后将组装后的本新型通过底托与激光切割设备驱动机构及连接，通过顶托与硅晶圆切割用承载台连接，将连接管头与外部高压调压系统连通，将控制阀与激光切割设备的控制电路电气连接，即可完成本新型装配。
24.在进行激光切割作业中，本新型一方面通过气浮轴承有效对传动芯轴运行时受到的震动作用力进行弹性吸附，同时通过承载腔内的滚珠降低传动芯轴与承载套间的摩擦作用力，从而达到提高本新型运行精度的目的；另一方在运行中，可通过底托、顶托下端面的水平传感器和辅助承载机架的各压力传感器对本新型运行中的工件中心变化进行精确测量，从而有效提高运行过程中对本新型受力情况进行精确监控，及时发现影响切割精度情况并进行切割不畅，提高切割作业的精度。
25.此外，本新型运行中，另可通过辅助承载机架的导向滑轨、弹性伸缩杆柱、万向滚珠等结构，在不影响正常运行的同时，有效的为传动芯轴提供辅助承载力，从而达到提高本新型整体承载能力的目的。
26.本新型结构简单，操作使用灵活方便，通用性好，一方面具有良好的模块结构，可灵活进行零部件更换，从而有效满足与多种不同类型激光切割设备同步配套使用的需要，且承载能力强；另一方面在运行中，具有良好的定位稳定性，动力传递稳定性好且运行精度高，可有效克服机械震动、工件安装偏心等因素造成造成的传动缺陷，并可及时发现工件安装及加工时的定位偏差，从而极大的提高对激光切割加工中工件安装位置、重心偏移变化进行精确监控，从而极大的提高了激光切割作业的工作精度。
27.本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。