CN103298264B - 一种旋转装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高精度旋转装置，包括安装底板和旋转面板，其特征在于：还包括固定于所述安装底板和所述旋转面板之间的气浮旋转轴承、推动所述气浮旋转轴承转动的驱动装置和用于测量所述驱动装置直线位移的长度计，所述气浮旋转轴承设有一连接件。本发明提供的高精度旋转装置，其高精度旋转装置的定位精度≤5″以及重复定位精度≤2.5″，旋转角度为±5°；本发明用于激光直接成像加工领域，结构简单，零件少，方便安装；选取小功率的步进电机以及采用长度计重复测量反馈确定重复定位精度取代了昂贵的高精度圆弧光栅尺，因此本发明提供的高精度旋转装置成本较低，适于实用，具有产业的广泛利用价值。
Description
技术领域
本发明涉及PCB激光直接成像加工领域，尤其是涉及一种旋转装置。
背景技术
激光直接成像是直接利用CAM工作站输出的数据，驱动激光成像装置，在涂覆有光致抗蚀剂的印制电路板上进行成像的技术。因其快速反应能力，生产成本低的优点，使得该技术正在被逐渐广泛应用在PCB板印制中。在激光成像装置加工过程中，由于PCB板上料时使用两条直角边做初定位，由于两条直角边与PCB板靶点之间的偏差或上料的偏差，会导致PCB板的实际位置和基准位置产生一定的误差，而由于激光直接成像设备具有高的成像精度，因此要求此误差值很小，所以需要一个旋转装置补偿该误差。而现有的激光成像装置中的旋转装置采用圆弧光栅尺导致价格非常昂贵，或者一些旋转装置的旋转定位精度和重复定位精度又不能满足激光直接成像设备的要求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有激光直接成像装置中旋转装置成本高以及一些旋转装置其定位精度以及重复定位精度不能够达到激光成像装置要求的缺点，提供一种旋转装置。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种旋转装置，包括安装底板和旋转面板，还包括固定于所述安装底板和所述旋转面板之间的气浮旋转轴承、推动所述气浮旋转轴承转动的驱动装置和用于测量所述驱动装置直线位移的长度计，所述气浮旋转轴承设有一连接件。
具体地，所述长度计固定于所述驱动装置推动方向的一侧，并且所述长度计的测量端头与所述气浮旋转轴承的连接件点接触。
具体地，还包括一对提供所述气浮旋转轴承逆向旋转力矩的弹簧组件，所述弹簧组件分别置于所述气浮旋转轴承径向相对的两侧，所述一对弹簧组件包括弹簧以及将所述弹簧分别固定于所述安装底板和所述旋转面板的支架。
进一步地，所述驱动装置包括电机组件和与所述电机组件连接的丝杆组件，所述电机组件包括一步进电机以及将所述步进电机固定于所述安装底板的步进电机座。
进一步地，所述丝杆组件包括丝杆、丝杆螺母、丝杆座以及直线导轨；所述丝杆螺母套置于所述丝杆内且与所述丝杆座固定连接，所述丝杆座固定于所述直线导轨上，所述丝杆一端与所述步进电机连接，另一端固定于所述丝杆座内。
具体地，所述丝杆座上还设有一接触头，所述接触头与所述气浮旋转轴承的连接件点接触。
具体地，所述驱动装置还包括两限位块，所述限位块分别置于所述直线导轨直线运动方向的两侧。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明提供了的旋转装置，其旋转装置的定位精度≤5〃以及重复定位精度≤2.5〃，旋转角度为±5°；
2)、本发明用于激光直接成像加工领域，结构简单，零件少，方便安装；选取小功率的步进电机以及采用长度计重复测量反馈确定重复定位精度取代了较之于现有技术中圆弧光栅尺，成本较低，适于实用，具有产业的广泛利用价值；
3)、本发明采用气浮旋转轴承，保证了旋转装置的径向跳动和轴向跳动很少，由驱动装置中使用的步进电机、丝杆和直线导轨保证了旋转的定位精度，同时在本发明的旋转装置中所设计的测量装置，由长度计测量每次旋转过程中驱动装置的直线位移量，通过CAM工作站反馈数据确定旋转精度，从而保证了本发明的重复定位精度；
4)、本发明中设置了一对弹簧组件，弹簧组件形成了相互平衡的力矩，一方面保证了本发明的旋转装置旋转过程中的稳定性，另一方面提供了逆向于驱动装置的旋转力矩。
附图说明
图1是本发明实施例提供的旋转装置的整体结构示意图；
图2是本发明实施例提供的旋转装置的驱动机构的结构示意图；
图中：1-安装底板、2-气浮旋转轴承、21-气浮旋转轴承连接件、3-驱动装置、31-电机组件、32-丝杆组件、311-步进电机、312-步进电机座、32-丝杆组件、321-丝杆、322-丝杆螺母、323-联轴器、324-丝杆座、3241-接触头、325-直线导轨、326-限位块、4-长度计装置、41-长度计、42-长度计安装支架、43-长度计测量端头、5-弹簧组件、51-弹簧、52-弹簧支架。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明提供了一种旋转装置，包括安装底板1和旋转面板(图中未示出)，还包括固定于所述安装底板1和所述旋转面板(图中未示出)之间的气浮旋转轴承2、推动所述气浮旋转轴承2转动的驱动装置3和用于测量所述驱动装置3直线位移的长度计41，所述气浮旋转轴承2设有一连接件21。本发明应用于激光直接成像加工领域，置于激光直接成像设备真空平台即本发明中所述的旋转面板(图中未示出)下方。本发明的气浮旋转轴承2与激光直接成像设备的真空平台(旋转面板)固定连接。
本发明所提供的旋转装置，采用气浮旋转轴承2控制本发明的径向跳动和轴向跳动，由驱动装置3控制旋转的定位精度，再配合长度计41对本发明的重复定位精度时时控制，得以保证所述旋转装置的定位精度≤5〃以及重复定位精度≤2.5〃。
请再参见图1，所述长度计41固定于所述驱动装置3推动方向的一侧，并且所述长度计的测量端头43与所述气浮旋转轴承2的连接件21点接触。本发明中长度计41通过支架42固定于安装底板1上。本发明采用了长度计41重复测量本发明驱动装置3在旋转过程中的直线位移量，再通过电路传输到CAM工作站，再由CAM工作站反馈数据确定本旋转装置的重复定位精度。采用长度计41测量驱动装置3的直线位移量以确定本发明装置的重复定位精度的方式较之于现有技术中圆弧光栅尺，大大降低了旋转装置的成本。
进一步地，本发明还包括一对提供所述气浮旋转轴承2逆向旋转力矩的弹簧组件5，所述一对弹簧组件5分别置于所述气浮旋转轴承2径向相对的两侧，所述弹簧组件5包括弹簧51以及将所述弹簧分别固定于所述安装底板1和所述旋转面板的支架52。本发明中，一组弹簧组件5设置在驱动装置3上，弹簧5的一端与步进电机座312连接，另一端与气浮旋转轴承2上的连接件21固定连接，；另一组弹簧组件5设置在与其径向相对的一侧，通过弹簧支架52分别固定在所述安装底板1和所述旋转面板(图中未示出)上。当本发明的旋转装置要逆时针转动时，驱动装置3带动丝杆座324向步进马达方向移动，此时丝杆座324上的接触头3241就无法推动气浮旋转轴承2的连接件21顺时针转动，但同时固定在气浮旋转轴承2上的弹簧组件5提供一组逆向于驱动装置3推力方向的拉力，使得气浮旋转轴承2逆时针转动。而另一组弹簧组件5形成与有一端固定于气浮旋转轴承2上的弹簧组件5相反的拉力，得到一对相互制衡的力矩，使得气浮旋转轴承平稳的逆时针旋转。综上所述，本发明所提供的一对弹簧组件5，形成了相互平衡的力矩，一方面保证了本发明旋转装置旋转过程中的稳定性，另一方面提供了一组逆向于驱动装置3的旋转力矩。本发明所提供的旋转装置，顺时针旋转由步进电机311推动气浮旋转轴承2转动，而逆时针旋转由本发明的一对弹簧组件5提供逆时针的旋转力矩使得气浮旋转轴承2转动。
请参见图2，为所述驱动装置3包括电机组件31和与所述电机组件31连接的丝杆组件32，所述电机组件31包括一步进电机311以及将所述步进电机311固定于所述安装底板1的步进电机座312。本发明中的气浮旋转轴承2顺时针方向转动的动力由电机组件31提供。
请再参见图2，所述丝杆组件32包括丝杆321、丝杆螺母322、联轴器323、丝杆座324以及直线导轨325；所述丝杆螺母322套置于所述丝杆321内且与所述丝杆座324固定连接，所述丝杆座324固定于所述直线导轨325上，所述丝杆321一端通过所述联轴器323与所述步进电机311连接，另一端固定于所述丝杆座324内。请再参见图1，所述丝杆座324上还设有一接触头3241，所述接触头3241与所述连接件21点接触。
在激光直接成像装置加工PCB板时，PCB板在旋转面板的两条直角边进行初定位，当CAM工作站检测到PCB板的实际位置和基准位置之间产生误差需要旋转面板顺时针转动时，本发明的固定在电机座312上的步进电机311通过联轴器323带动丝杆321转动，而丝杆螺母322套置于丝杆321内，当丝杆321转动时，丝杆螺母322在丝杆321的轴线方向做直线运动。而丝杆螺母322与丝杆座324固定连接并且丝杆座324固定在直线导轨325上，因此步进电机311带动丝杆321推动丝杆座324在直线导轨325上平稳直线移动。最终丝杆座324上的接触头3241推动气浮旋转轴承2上的连接件21，使得气浮旋转轴承2顺时针转动。而本发明的气浮旋转轴承2转动带动旋转面板上的PCB板发生转动以补偿PCB板上料时产生的位置误差。
请再参见图2，所述驱动装置3还包括两限位块326，所述限位块326分别置于所述直线导轨325直线运动方向的两侧。所述限位块326可以缓冲丝杆座对电机座的冲击，也可以起到限位的作用，保证本发明的旋转角度为±5°。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种旋转装置，包括安装底板和旋转面板，其特征在于：还包括固定于所述安装底板和所述旋转面板之间的气浮旋转轴承、推动所述气浮旋转轴承转动的驱动装置和用于测量所述驱动装置直线位移的长度计，所述气浮旋转轴承设有一连接件；还包括一对提供所述气浮旋转轴承逆向旋转力矩的弹簧组件，一对所述弹簧组件分别置于所述气浮旋转轴承径向相对的两侧，所述弹簧组件包括弹簧以及将所述弹簧分别固定于所述安装底板和所述旋转面板的支架。
2.如权利要求1所述的一种旋转装置，其特征在于：所述长度计固定于所述驱动装置推动方向的一侧，并且所述长度计的测量端头与所述气浮旋转轴承的连接件点接触。
3.如权利要求1所述的一种旋转装置，其特征在于：所述驱动装置包括电机组件和与所述电机组件连接的丝杆组件，所述电机组件包括一步进电机以及将所述步进电机固定于所述安装底板的步进电机座。
4.如权利要求3所述的一种旋转装置，其特征在于：所述丝杆组件包括丝杆、丝杆螺母、丝杆座以及直线导轨；所述丝杆螺母套置于所述丝杆内且与所述丝杆座固定连接，所述丝杆座固定于所述直线导轨上，所述丝杆一端与所述步进电机连接，另一端固定于所述丝杆座内。
5.如权利要求4所述的一种旋转装置，其特征在于：所述丝杆座上还设有一接触头，所述接触头与所述气浮旋转轴承的连接件点接触。
6.如权利要求3或4所述的一种旋转装置，其特征在于：所述驱动装置还包括两限位块，所述限位块分别置于所述直线导轨直线运动方向的两侧。
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