CN101670545B - 划片机用自补偿转角装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种划片机用自补偿转角装置，从根本上解决现有划片上使用的蜗轮蜗杆传动机构存在的易磨损、震动大、致使划片机转角精度及加工精度低等问题，它包括组装在中心轴上的组装式蜗轮及与组装式蜗轮相互啮合的蜗杆，其技术要点是：组装式蜗轮的下蜗轮的凸台上套装有上蜗轮，上、下蜗轮的周面完整且分别构成组装式蜗轮的上、下齿面，分别与蜗杆同一齿槽的左右齿面紧密接触，剖分蜗轮内部嵌装有拉伸弹簧，拉伸弹簧两端分别与上、下蜗轮连接，上、下蜗轮端面压靠在一起并利用螺钉限制其相对周向位移。其对划片机的切割质量提供了可靠的作业保障，同时提高了产品的合格率，降低了生产成本。适用于划片机及其它同类设备的转角装置的自补偿。

Description

划片机用自补偿转角装置

技术领域

本发明涉及一种划片机的转角传动装置，特别是一种结构设计合理、工作性能可靠的划片机用自补偿转角装置。它适用于划片机平台切割转角装置的补偿，也可用于其它同类设备的转角装置的自补偿。

背景技术

砂轮划片机是加工各种半导体等圆晶基片及其他类似基片的专用切割设备，它是半导体生产过程中一个重要的装备，主要用于半导体芯片、热敏电阻、B超换能头、太阳能电池等产品的加工。砂轮划片机是利用微细颗粒金刚石粉末制成的厚度最小为0.02mm的薄片砂轮刀，在0.1～400m/s的切割线速度下，使砂轮刀片沿被切件的分割线切进。有的只切进硅片厚度的一半，然后再采用人工掰断的方法分开，也有采用切透整个硅片厚度的方法分开。在工控机控制下的X、Y、Z、θ四个方向微电机的精密驱动下，通过X、Y、Z向的往复运动以及θ向360°的转动，按照预设的尺寸将大晶圆分割，从而得到单个的小管芯。θ向的转动精确与否决定所切工件形状的准确与否。划片机工作时，θ向的转动精确，是一个很重要的定位指标。如果这个指标的误差过大，就会影响划片的加工尺寸，还会增加制造成本和操作人员的劳动强度。

目前划片机上采用普通蜗轮蜗杆结构的转角装置，通常是蜗轮齿槽的一个侧面与蜗杆齿槽的一个相应侧面啮合，这样就造成运行一段时间以后齿槽侧面发生磨损，当蜗杆带动蜗轮反转时就会产生一定的空程量，当空程量随齿槽磨损程度逐渐增大，转角就会出现误差，而且工作台在工作中会产生抖动，致使加工精度降低，加工质量下降，结果是产品合格率下降，生产成本增加。为解决类似问题，专利公告号为CN2823688Y的“轧辊磨床用剖分蜗轮”提出利用剖分蜗轮进行自补偿，但其在结构上存在以下缺陷：首先，上蜗轮与下蜗轮的周面共同为蜗轮齿面，但从该专利公开附图中可以看到上述的蜗轮齿面360°范围内并不全是上蜗轮与下蜗轮的周面组合，如图4所示，实质上专利公告号为CN2823688Y的“轧辊磨床用剖分蜗轮”在结构上由一个不完整的上蜗轮片和一个下蜗轮片组成，上蜗轮片与蜗杆只有1/6圆周的部分相接触，因此蜗轮只能在1/6圆周的范围内往复运动，当蜗轮与蜗杆运动出这1/6圆周的部分时蜗轮与蜗杆将出现不可恢复的配合失效，就是上蜗轮与蜗杆在图4的失效部分不接触，也就失去了该设计应有的作用。该蜗轮在其连接结构处只有下蜗轮的周面与蜗杆接触，故该蜗轮不能在旋转360°范围内均可达到自补偿目的，只能做小角度调整。一旦该蜗轮旋转到其连接结构处，就只有下蜗轮齿与蜗杆接触，剖分蜗轮就起不到补偿作用。此外，该专利在结构上只在圆周的1/6的范围内往复运动，必然会加大该处的磨损量，当磨损量增大到一定程度就必须更换一个使用角度。无形中增加了调试的工作量，必需定期的进行维护；第二，其连接结构实质上为压缩弹簧，该压缩弹簧一端压装于上蜗轮周面卡口，另一端压装在与下蜗轮连接的销柱上，在压缩弹簧压力的作用下，机构旋转到连接结构处时，上下蜗轮齿极易错开，机构无法转回到正确的啮合位置；另外，该剖分蜗轮的自补偿是通过三组压缩弹簧顶紧来实现的。在弹簧压紧上蜗轮的时候任意一组压缩弹簧出现失稳现象，都会影响到蜗轮蜗杆配合时的运行精度。如图5所示，当压缩弹簧高径比b＝H₀/D增大，而载荷F_C又达到一定值时，弹簧就会发生侧向弯曲而丧失稳定性，这种情况在工作中是不允许的。总的来说，压缩弹簧易失稳，工作中任意一组压缩弹簧弯曲失稳，都会造成机构抖动，影响转角精度及加工精度，故其稳定性不好，仍需进一步改进。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种结构设计合理、工作性能可靠的划片机用自补偿转角装置，从根本上解决现有划片上使用的蜗轮蜗杆传动机构存在的易磨损、震动大、致使划片机转角精度及加工精度低等问题，使蜗杆与蜗轮啮合时不会出现空程量，使划片机的转角长期保持高精度，提高机构的稳定性，从而提高了产品的合格率，降低了生产成本。

本发明的技术方案是：该划片机用自补偿转角装置包括组装在中心轴上的组装式蜗轮及与所述组装式蜗轮相互啮合的蜗杆，其技术要点是：所述组装式蜗轮的下蜗轮的凸台上套装有上蜗轮，所述上、下蜗轮的周面完整且分别构成所述组装式蜗轮的上、下齿面，分别与所述蜗杆同一齿槽的左右齿面紧密接触，所述组装式蜗轮内部嵌装有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧两端分别与上、下蜗轮连接，所述上、下蜗轮端面压靠在一起并利用螺钉限制其相对周向位移。

所述组装式蜗轮与所述中心轴之间设置深沟球轴承，所述组装式蜗轮上、下端面处分别设置小、大推力轴承，所述小推力轴承上端面设有锁紧螺母。

本发明的优点和所产生的积极的技术效果是：本发明中采用组装式蜗轮且组装式蜗轮的上、下蜗轮的周面完整，分别构成组装式蜗轮的上、下齿面，同时利用拉伸弹簧拉紧带动上、下蜗轮的齿面分别与蜗杆齿槽的左、右齿面靠紧，这样就保证了蜗杆与蜗轮啮合的零间隙，消除间隙也就消除了蜗轮反转时的空程量，它结构设计合理，性能安全可靠，从根本上解决了现有划片上使用的蜗轮蜗杆传动机构存在的转角精度及加工精度低等问题，对划片机的切割质量提供了可靠的作业保障，而且降低了维修成本，明显延长划片机的使用寿命，显著提高工作效率和减少维护人员的劳动强度。采用拉伸弹簧来实现组装式蜗轮的自补偿的功能，把拉伸弹簧镶嵌在组装式蜗轮的内部，这样就可以360°任意旋转，保证在360°的范围内进行补偿，同时上、下蜗轮的周面完整，组装式蜗轮不会出现补偿失效的问题。同时采用拉簧结构规避了弹簧失稳的问题。本专利申请中蜗轮与蜗杆的磨损是360°均匀的磨损，不会出现磨损量增大、更换使用角度的问题，可以免维护，从根本上解决现有划片上使用的蜗轮蜗杆传动机构存在的易磨损、震动大的问题。在安装时，上、下蜗轮利用螺钉来限位，保证上、下蜗轮之间不会出现错齿，保证了转角机构的可靠性、稳定性。其合理的设计提高了产品的合格率，降低了生产成本。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明装于中心轴上的轴向剖视图。

图2是本发明装于中心轴上的俯视图。

图3是本发明的上蜗轮的结构示意图。

图4是对比文件“轧辊磨床用剖分蜗轮”中的上蜗轮片的结构示意图。

图5是压缩弹簧受力示意图。

图中序号说明：1上蜗轮、2下蜗轮、3轴承压盖、4锁紧螺母、5中心轴、6小推力轴承、7深沟球轴承、8垫片、9螺钉、10大推力轴承、11蜗杆、12拉伸弹簧。

具体实施方式

根据图1-2详细描述本发明。本发明包括组装在中心轴5上的组装式蜗轮及与组装式蜗轮相互啮合的蜗杆11、轴承、锁紧螺母4等。其中：组装式蜗轮由上蜗轮1和下蜗轮2两部分组成，下蜗轮2的凸台上套装上蜗轮1，上、下蜗轮1、2的周面完整且分别构成剖分蜗轮的上、下齿面，其上、下齿面分别与蜗杆11同一齿槽的左右齿面紧密接触，为保证组装式蜗轮的自补偿，消除蜗轮反转时的空程量，特别在组装式蜗轮内部嵌装有拉伸弹簧12，如图2所示，拉伸弹簧12两端分别与上、下蜗轮1、2连接。安装时，将上、下蜗轮1、2端面压靠在一起并利用螺钉9限制其相对周向位移。组装好后，将组装式蜗轮套装在中心轴5上，且在组装式蜗轮与中心轴5之间设置深沟球轴承7，保证旋转顺畅在组装式蜗轮上、下端面处分别设置小、大推力轴承6、10，小推力轴承6上端面设有锁紧螺母4。如图1所示，在小推力轴承6与深沟球轴承7和下蜗轮2之间设置轴承压盖3，在大推力轴承10与下蜗轮2之间设置垫片8。

Claims (2)

1.一种划片机用自补偿转角装置，包括组装在中心轴上的组装式蜗轮及与所述组装式蜗轮相互啮合的蜗杆，所述组装式蜗轮的下蜗轮的凸台上套装有上蜗轮，所述上、下蜗轮的周面完整且分别构成所述组装式蜗轮的上、下齿面，分别与所述蜗杆同一齿槽的左右齿面紧密接触，其特征在于：所述组装式蜗轮内部嵌装有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧两端分别与上、下蜗轮连接，所述上、下蜗轮端面压靠在一起并利用螺钉限制所述上蜗轮和下蜗轮的相对周向位移。

2.根据权利要求1所述的划片机用自补偿转角装置，其特征在于：所述组装式蜗轮与所述中心轴之间设置深沟球轴承，所述组装式蜗轮上、下端面处分别设置小、大推力轴承，所述小推力轴承上端面设有锁紧螺母。

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