CN101875478A - 自动升降系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动升降系统，包括电连接的控制装置、受控于所述控制装置的驱动装置以及升降装置。升降装置与外部工作台连接，控制装置驱动该驱动装置从而使升降装置带动外部工作台进行直线往复运动。其中，该升降装置包括第一固定板、第二固定板、活动板、丝杠、丝杠螺母以及若干支撑柱。活动板设置于第一固定板及第二固定板之间，驱动装置固定于第一固定板上，丝杠螺母穿设并固定于活动板上，丝杠的一端穿过第一固定板并与驱动装置连接，另一端穿过丝杠螺母后连接于第二固定板上。支撑柱的一端固定于活动板上，另一端穿过第二固定板并凸伸于第二固定板之上，以与外部工作台连接。本发明运动精度高、可靠性高、低噪音、低污染且结构简单。

Description

自动升降系统

技术领域

本发明涉及一种自动升降系统，更具体地涉及一种真空环境行业中生产线上的成品或半成品进行升降的自动升降系统。

背景技术

升降装置在工业设备中的应用领域十分广泛，如在真空领域中，半导体的传输、光刻等过程，均需由升降装置实现成品或半成品的升降运动。而升降装置的运动精度、可靠性往往成为设备运行好坏的关键。

传统的升降方法有液压法、气压法、机械螺旋法等。液压法有比较大的顶升力，且有良好的自锁性能，但实施该方法的技术要求较高。如使用液压升降装置，其结构复杂，加工精度要求高，维修难度高，而且其有效工作行程受油量的限制。气压法虽自锁性能好，但其顶升力小，使用范围局限，而且一旦漏气则无法修补，使用寿命短。而机械螺旋法一般先由驱动马达驱动，其后驱动马达带动由齿轮组、螺杆等运动，从而带动工作平台进行升降运动。其承载力较强，但大都结构复杂，而且在工作过程中噪音很大，运动精度不高。往往，此种升降装置一般是被置于一腔体内部，在其升降运动中摩擦造成零部件粒化的颗粒粉尘滞留在腔体内，极易对腔体内的生产工艺环境造成污染，同时，容易造成工艺中气体、生成物与装置产生反应，导致装置质量发生问题，导致维修成本增加。因此，传统的升降装置无法很好地适应真空环境行业的生产线的使用需求。

因此，亟待提供一种运动精度高、可靠性高、低噪音、低污染且结构简单的适用于对真空环境行业的生产线的自动升降系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运动精度高、可靠性高、低噪音、低污染且结构简单的适用于对真空环境行业的生产线的自动升降系统。

为实现上述目的，本发明的自动升降系统包括电连接的控制装置、受控于所述控制装置的驱动装置以及升降装置。所述升降装置与外部工作台连接，所述控制装置驱动所述驱动装置从而使所述升降装置带动外部工作台进行直线往复运动。其中，所述升降装置包括第一固定板、第二固定板、活动板、丝杠、丝杠螺母以及若干支撑柱，所述活动板设置于所述第一固定板及第二固定板之间，所述驱动装置固定于所述第一固定板上，所述丝杠螺母穿设并固定于所述活动板上，所述丝杠的一端穿过所述第一固定板并与所述驱动装置连接，所述丝杠的另一端穿过所述丝杠螺母后连接于所述第二固定板上，所述支撑柱的一端固定于所述活动板上，所述支撑柱的另一端穿过所述第二固定板并凸伸于所述第二固定板之上，以与所述外部工作台连接。本发明自动升降系统运动精度高、可靠性高、低噪音、低污染、结构简单。

较佳地，所述活动板及第二固定板之间设置有波纹管，所述波纹管呈中空结构，所述支撑柱贯穿所述波纹管并凸伸于所述第二固定板之上。波纹管的设置可避免真空气体的泄露，保持较好的工艺环境，从而提高产品的质量。

较佳地，所述升降装置还包括若干滚珠花键，所述滚珠花键的一端固定于所述第一固定板上，所述滚珠花键的另一端穿过所述活动板后固定于所述第二固定板上。所述滚珠花键的衬套固定于所述活动板上。在升降运动中，滚珠花键起垂直导向的作用，其结构稳固、紧凑，传动可靠并能提高传动精度。

较佳地，所述驱动装置包括伺服电机、主动轮、从动轮及同步带，所述伺服电机与所述控制装置电连接，所述主动轮与所述伺服电机的传动轴相啮合，所述从动轮与所述丝杠相啮合，所述同步带缠绕于所述主动轮及从动轮上。此种采用伺服电机带动同步带的方式，其运动稳定、准确，从而保证外部工作台的稳定性。而采用同步带传动可以有效地避免下降运动时对零部件的冲击，从而降低零部件受损的可能性。而且，同步带无需润滑，从而减少维护时间及成本。

较佳地，还包括传感器固定件及安装于所述传感器固定件上的至少一传感器，所述传感器固定件的两端分别固定于所述第一固定板及第二固定板上。采用传感器进行对活动板的升降行程进行检测和控制，而且可对该行程进行调节。

较佳地，所述传感器为光电传感器，所述控制装置为可编程逻辑控制器。此种由可编程逻辑控制器控制运动，并结合光电传感器的光机电一体化的设计，采用闭合控制系统进行控制，其程序可按实际需求进行修改，自动化程度高、控制精度高、操作方便。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明自动升降系统的一个实施例的结构框图。

图2为本发明自动升降系统的一个实施例的侧视图。

图3为如图2所示的自动升降系统的一个立体图。

图4为如图3所示的自动升降系统的另一立体图。

具体实施方式

下面结合优选实施例及附图对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。

请参考图1及图2，本发明自动升降系统1包括控制装置10、驱动装置20及升降装置30。该升降装置30与外部工作台(图未示)连接，该控制装置10与驱动装置20电连接，控制装置10驱动该驱动装置20从而使升降装置30带动外部工作台做直线往复运动。以下对本发明自动升降系统1的各组成部件及其控制方法进行详细的描述。

如图2-4所示，该升降装置30包括第一固定板301、第二固定板302、活动板303、丝杠304、丝杠螺母305以及若干支撑柱306。该活动板303设置于第一固定板301及第二固定板302之间，第一固定板301与活动板303之间、活动板303与第二固定板302之间均形成间隔空间。驱动装置20固定于该第一固定板301上，丝杠螺母305穿设并固定于活动板303上，该丝杠304的一端穿过第一固定板301并与驱动装置20连接，另一端穿过丝杠螺母305后连接于第二固定板302上。支撑柱306的一端固定于活动板303上，另一端穿过第二固定板302并凸伸于第二固定板302之上，以与外部工作台连接。本实施例中，第一固定板301、第二固定板302及活动板303均为呈长方形状的平板。

具体地，如图3及图4所示，该驱动装置20包括伺服电机201、主动轮202、从动轮203及同步带204，该伺服电机201与控制装置10电连接，主动轮202与伺服电机201的传动轴(图未标示)相啮合，从动轮203与丝杠304相啮合，同步带204缠绕于主动轮202及从动轮203上。工作开始时，伺服电机201受控制装置10的控制而驱动主动轮202，通过同步带204带动从动轮203，从而使啮合于从动轮203的丝杠304运动。该种驱动装置20采用伺服电机201带动同步带204方式，其运动稳定、准确，从而保证外部工作台的稳定性。而采用同步带204传动可以有效地避免下降运动时对零部件的冲击，从而降低零部件受损的可能性。而且，同步带204无需润滑，从而减少维护时间及成本。

如图3所示，在本实施例中，第一固定板301及活动板303上均开有通孔311、312，驱动器20穿过第一固定板301上的通孔311，其一端凸伸于第一固定板301之下，另一端凸伸于第一固定板301之上。更具体地，主动轮202、从动轮203及同步带204等组件凸伸于第一固定板301之下，伺服电机201则凸伸于第一固定板301之上。当活动板303做直线往复运动时，活动板303上的通孔312为该驱动装置20提供通道。

优选地，活动板303及第二固定板302之间设置有波纹管307，该波纹管307呈中空结构，支撑柱306贯穿波纹管307并凸伸于第二固定板302之上。其中，波纹管307的两端设有O型橡胶密封圈。波纹管307的设置可避免真空气体的泄露，保持较好的工艺环境，从而提高产品的质量。如图2所示，波纹管307只将支撑柱306的位于第一固定板301与活动板303之间的部分嵌套，而凸伸于第一固定板301之外的部分未被嵌套。

本实施例中，支撑柱306的数目为2，两根支撑柱306以对角线方向排布，相应地，波纹管307的数目同样为2。但支撑柱306及波纹管307的数目并不限于此。

如图2-4所示，该升降装置30还包括若干滚珠花键308，滚珠花键308的一端固定于第一固定板301上，另一端穿过活动板303后固定于第二固定板302上。而滚珠花键308的衬套313则固定于活动板303上。在升降运动中，滚珠花键308起垂直导向的作用，其结构稳固、紧凑，传动可靠并能提高传动精度。在本实施例中，滚珠花键308的数目为4。四个滚珠花键308设置在上述各板的边角处，使得升降装置30的结构更为紧凑。

请参考图2-4，本发明自动升降系统1还包括传感器固定件41及至少一传感器42。该传感器固定件41呈条状，其两端分别固定于第一固定板301及第二固定板302上。传感器42被安装于传感器固定件41上，用以检测并控制活动板303的升降位置。具体地，本实施例的传感器42为光电传感器，其个数为2。两传感器42分别在活动板303的两侧位置处，固定于传感器固定件41上。上下两个传感器42之间的距离即为活动板303的升降行程，该距离可依实际需求进行调节。另外，在活动板303面向传感器固定件41的边缘上开设一缺口314，该缺口314上设有传感器挡板315，该传感器挡板315用以与传感器42配合进行距离检测，从而保证活动板303的准确的升降行程。

本实施例中，控制装置10为可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)。而且，此种由PLC控制伺服电机201，并结合光电传感器的光机电一体化的设计，采用闭合控制系统进行控制，其程序可按实际需求进行修改，自动化程度高、控制精度高、可靠性高。

请结合图1-4，下面详述本发明自动升降系统1的具体工作原理：控制装置10控制驱动装置20的伺服电机201工作，受驱动的伺服电机201使主动轮202运动，继而，通过同步带204的传动带动从动轮203，从而使啮合于从动轮203的丝杠304旋转，进而使丝杠螺母305作直线升降运动。此种动力使得与丝杠螺母305固定连接的活动板303也随之作直线升降运动，同时，波纹管307和支撑柱306也作直线升降运动，从而使支撑柱306上的工作台实现升降运动，进而实现工作台上的成品或半成品的运动。而伴随该升降运动发生的是固定在活动板303上的衬套312沿滚珠花键308的垂直运动，以对活动板303等组件进行准确的垂直导向。工作时，传感器挡板315随活动板303运动，运行中的传感器42与该传感器挡板315配合以检测并控制活动板303的升降行程。本发明自动升降系统1具有自动化程度高、运动精度高、可靠性高、低噪音、低污染、结构简单等优点。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种自动升降系统，包括电连接的控制装置、受控于所述控制装置的驱动装置以及升降装置，所述升降装置与外部工作台连接，所述控制装置驱动所述驱动装置从而使所述升降装置带动外部工作台进行直线往复运动，其特征在于：所述升降装置包括第一固定板、第二固定板、活动板、丝杠、丝杠螺母以及若干支撑柱，所述活动板设置于所述第一固定板及第二固定板之间，所述驱动装置固定于所述第一固定板上，所述丝杠螺母穿设并固定于所述活动板上，所述丝杠的一端穿过所述第一固定板并与所述驱动装置连接，所述丝杠的另一端穿过所述丝杠螺母后连接于所述第二固定板上，所述支撑柱的一端固定于所述活动板上，所述支撑柱的另一端穿过所述第二固定板并凸伸于所述第二固定板之上，以与所述外部工作台连接。

2.如权利要求1所述的自动升降系统，其特征在于：所述活动板及第二固定板之间设置有波纹管，所述波纹管呈中空结构，所述支撑柱贯穿所述波纹管并凸伸于所述第二固定板之上。

3.如权利要求1所述的自动升降系统，其特征在于：所述升降装置还包括若干滚珠花键，所述滚珠花键的一端固定于所述第一固定板上，所述滚珠花键的另一端穿过所述活动板后固定于所述第二固定板上。

4.如权利要求3所述的自动升降系统，其特征在于：所述滚珠花键的衬套固定于所述活动板上。

5.如权利要求1所述的自动升降系统，其特征在于：所述驱动装置包括伺服电机、主动轮、从动轮及同步带，所述伺服电机与所述控制装置电连接，所述主动轮与所述伺服电机的传动轴相啮合，所述从动轮与所述丝杠相啮合，所述同步带缠绕于所述主动轮及从动轮上。

6.如权利要求1所述的自动升降系统，其特征在于：所述驱动装置穿过所述第一固定板，所述驱动装置的一端凸伸于所述第一固定板之下，所述驱动装置的另一端凸伸于所述第一固定板之上，所述活动板上开有通孔，活动板做直线往复运动时，所述通孔为所述驱动装置提供通道。

7.如权利要求1所述的自动升降系统，其特征在于：还包括传感器固定件及安装于所述传感器固定件上的至少一传感器，所述传感器固定件的两端分别固定于所述第一固定板及第二固定板上。

8.如权利要求7所述的自动升降系统，其特征在于：两所述传感器分别在所述活动板的两侧处设置。

9.如权利要求7所述的自动升降系统，其特征在于：所述传感器为光电传感器。

10.如权利要求1所述的自动升降系统，其特征在于：所述控制装置为可编程逻辑控制器。

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