CN104392882B - 一种离子注入机的引出电极驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离子注入机的引出电极驱动装置，包括由第一伺服电机和第一带轮组件组成的齿轮驱动机构，以及第二伺服电机和第二带轮组件组成的滚珠丝杠螺母副驱动机构；所述齿轮驱动机构的带轮旋转轴上固定有少齿宽面小齿轮，滚珠丝杠螺母副驱动机构的带轮旋转轴上固定有滚珠丝杠螺母副，该滚珠丝杠螺母副的螺母固定连接有多齿窄面大齿轮，且该多齿窄面大齿轮与少齿宽面小齿轮啮合，二者均为直齿；同时，多齿窄面大齿轮中心孔内装配有电极连接轴，电极连接轴末端固定有引出电极。该驱动装置可实现引出电极的轴向伸缩和旋转联动，具有调节速度快，且能够方便调整引出电极旋转角度的优点。
Description
技术领域
本发明属于SiC高能离子注入机技术领域，具体涉及一种离子注入机的引出电极驱动装置。
背景技术
SiC高温高能离子注入机的就是把要掺杂元素的离子加速，使获得很大动能的杂质离子直接进入SiC晶片中的晶格，离子注入后退火激活。离子束流产生过程为：首先由送入离子源弧室的气体电离产生等离子体，引出电极的作用是将带正电荷的离子从弧室中吸引出。当在相对于弧室为低电压的引出电极上加负高压时，等离子体中的带正电荷的离子束流会被引出电极吸出；当在引出电极与弧室间加的高压不变时，而引出电极相对于弧室的位置改变时，导致吸出的带正电的离子流所受的电场力发生改变，吸出的离子束流的形状和大小会发生相应改变。所以，引出电极相对于弧室的位置以及角度的细微变化，均会对吸出的离子束流的形状和大小产生很大的影响。
现有技术中的离子注入机引出电极，一般靠三轴驱动装置在三维空间实现直线移动，来调整引出电极的位置或者其角度，三轴不能联动，调节速度慢。
现有技术的引出电极驱动装置存在的缺陷是：调节速度慢，引出电极的角度调节不方便。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种调节速度快，且能够方便调整引出电极旋转角度的离子注入机的引出电极驱动装置。
本发明解决问题的技术方案是：一种离子注入机的引出电极驱动装置，包括由第一伺服电机和第一带轮组件组成的齿轮驱动机构，以及第二伺服电机和第二带轮组件组成的滚珠丝杠螺母副驱动机构；所述齿轮驱动机构的带轮旋转轴上固定有少齿宽面小齿轮，滚珠丝杠螺母副驱动机构的带轮旋转轴上固定有滚珠丝杠螺母副，该滚珠丝杠螺母副的螺母固定连接有多齿窄面大齿轮，且该多齿窄面大齿轮与少齿宽面小齿轮啮合，二者均为直齿；同时，多齿窄面大齿轮中心孔内装配有电极连接轴，电极连接轴末端固定有引出电极。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电极连接轴上装配有对电极连接轴起导向作用的导套，导套端面固定在导套安装座上。
本发明的引出电极驱动装置的主要部件的作用如下：
伺服电机：保证驱动引出电极的位置精准，控制引出电极轴的直线伸缩运动和旋转运动。
电极连接轴：是引出电极的旋转运动与伸缩运动的驱动轴。
滚珠丝杠螺母副：包括滚珠丝杠和丝杠螺母，其将伺服电机的旋转运动转变为电极连接轴的直线伸缩运动。
带轮组件：分主、从同步带轮，有一定的减速比，将伺服电机的扭矩传递，以及实现电机轴到滚珠丝杠再到电极连接轴之间的合理减速。
多齿窄面大齿轮与少齿宽面小齿：啮合传递动力，并同时也起到从电机轴到电极连接轴间的减速作用。
本发明的驱动装置工作过程为：启动第二伺服电机，电机带动第二带轮组旋转实现一级减速，第二带轮组旋转带动滚珠丝杠转动，丝杠旋转使得丝杠螺母在其上滑动，丝杠螺母的轴向滑动传递给与之固定连接的多齿窄面大齿轮，多齿窄面大齿轮沿少齿宽面小齿轮的齿面直线移动，并带动与大齿轮连接的电极连接轴，使其在导套内滑动，实现引出电极的轴向伸缩；
启动第一伺服电机，电机带动第一带轮组旋转实现一级减速，第一带轮组旋转带动少齿宽面小齿轮转动，从而带动多齿窄面大齿轮旋转，进而带动电极连接轴实现引出电极的旋转，且通过齿轮传动同时也实现了电机轴到电极连接轴间的二级减速。
同时启动第一、第二伺服电机，可实现引出电极的轴向伸缩和旋转联动。
本发明的显著效果是：本发明的离子注入机的引出电极驱动装置通过齿轮传动和滚珠丝杠螺母副传动，实现了引出电极的轴向伸缩和旋转运动，并且还可同时实现伸缩和旋转的联动，调节速度快，且能够方便调整引出电极旋转角度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明离子注入机的引出电极驱动装置的主视图。
图2为本发明离子注入机的引出电极驱动装置的轴测图。
图3为本发明离子注入机的引出电极驱动装置的工作状态图。
图中：1-引出电极，2-电极连接轴，3-螺母，4-滚珠丝杠，5-导套，6-少齿宽面小齿轮，7-多齿窄面大齿轮，8-导套安装座，9-第一伺服电机，10-第一带轮组，11-第二伺服电机，12-第二带轮组。
具体实施方式
如图1～3所示，一种离子注入机的引出电极驱动装置，包括由第一伺服电机9和第一带轮组件10组成的齿轮驱动机构，以及第二伺服电机11和第二带轮组12件组成的滚珠丝杠螺母副驱动机构；所述齿轮驱动机构的带轮旋转轴上固定有少齿宽面小齿轮6，滚珠丝杠螺母副驱动机构的带轮旋转轴上固定有滚珠丝杠螺母副，该滚珠丝杠螺母副的螺母3固定连接有多齿窄面大齿轮7，且该多齿窄面大齿轮7与少齿宽面小齿轮6啮合，二者均为直齿渐开线齿轮；同时，多齿窄面大齿轮7中心孔内装配有电极连接轴2，电极连接轴2末端固定有引出电极1。
所述电极连接轴2上装配有对电极连接轴起导向作用的导套5，导套5端面固定在导套安装座8上。
本实施例的驱动装置工作过程为：启动第二伺服电机11，电机带动第二带轮组12旋转实现一级减速，第二带轮组12旋转带动滚珠丝杠4转动，丝杠旋转使得丝杠螺母3在其上滑动，丝杠螺母3的轴向滑动传递给与之固定连接的多齿窄面大齿轮7，多齿窄面大齿轮7沿少齿宽面小齿轮6的齿面直线移动，并带动与大齿轮连接的电极连接轴2，使其在导套5内滑动，实现引出电极1的轴向伸缩；
启动第一伺服电机9，电机带动第一带轮组10旋转实现一级减速，第一带轮组10旋转带动少齿宽面小齿轮6转动，从而带动多齿窄面大齿轮7旋转，进而带动电极连接轴2实现引出电极1的旋转，且通过齿轮传动同时也实现了电机轴到电极连接轴2间的二级减速。
同时启动第一、第二伺服电机，可实现引出电极1的轴向伸缩和旋转联动。
Claims (2)
1.一种离子注入机的引出电极驱动装置，其特征在于：包括由第一伺服电机和第一带轮组件组成的齿轮驱动机构，以及第二伺服电机和第二带轮组件组成的滚珠丝杠螺母副驱动机构；所述齿轮驱动机构的带轮旋转轴上固定有小齿轮，滚珠丝杠螺母副驱动机构的带轮旋转轴上固定有滚珠丝杠螺母副，该滚珠丝杠螺母副的螺母固定连接有大齿轮，且该大齿轮与小齿轮啮合，二者均为直齿,小齿轮的齿宽大于大齿轮的齿宽；同时，大齿轮中心孔内装配有电极连接轴，电极连接轴末端固定有引出电极；所述电极连接轴上装配有对电极连接轴起导向作用的导套；大齿轮沿小齿轮的齿面直线移动，并带动与大齿轮连接的电极连接轴，使其在导套内滑动，实现引出电极的轴向伸缩；大齿轮旋转进而带动电极连接轴实现引出电极的旋转。
2.根据权利要求1所述的离子注入机的引出电极驱动装置，其特征在于：导套端面固定在导套安装座上。
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