CN204874272U - 带测距的石英玻璃制砣机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种带测距的石英玻璃制砣机，涉及机械设备领域，主要目的在于提高制砣机的升降定位检测精度。主要采用的技术方案为：带测距的石英玻璃制砣机，包括底座、升降座、主轴、升降机构、旋转编码器和升降动力装置；主轴可转动地竖直设置在所述升降座上，所述主轴上设有用于安装石英玻璃的沉积基底的连接部；升降机构设置在所述底座上，所述升降机构的输出端与所述升降座连接，以驱动所述升降座升降；升降动力装置的一个输出端分别与所述升降机构的输入端以及旋转编码器的输入轴驱动连接。

Description

带测距的石英玻璃制砣机

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种带测距的石英玻璃制砣机。

背景技术

石英玻璃具有特殊的光谱透过性能，热膨胀系数低、耐高温、耐激光损伤、耐射线辐照、耐化学腐蚀，在太阳能半导体工业、超大规模集成电路光刻、激光工程、航天工业等领域均具有不可替代的应用优势。石英玻璃可采用氢氧焰或等离子体为热源，原料可采用水晶粉在石英基底表面分布熔融制备而成；或采用含硅前驱体(通常为SiCl₄)原料经水解或氧化反应产生的SiO₂纳米颗粒在石英基底表面沉积熔融制备而成。石英玻璃制砣机是制备上述石英玻璃的关键设备，其结构直接影响石英玻璃产品的尺寸、性能和成品率。

现有技术中公开了一种合成石英玻璃的制砣机，它由上至下依次设置有驱动电机、主轴箱、立柱及底座。在立柱内垂设有滚珠丝杠，该滚珠丝杠的顶端与主轴箱连接，底端固定有轴承座。滚珠丝杠上套设有升降座，升降座上设置有主轴和主轴电机。主轴电机与主轴驱动连接，以驱动主轴转动。主轴上设置有用于安装外部沉积基底的连接部，合成石英玻璃的熔制过程在沉积基底上进行。立柱上设有光栅尺，制砣机通过光栅尺对升降座的升降进行检测。

在实现上述技术方案的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：光栅尺在工业环境下使用极易损坏，光栅尺的环境耐受性较差，使用寿命短。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种带测距的石英玻璃制砣机，主要目的在于解决现有技术中制砣机的测距装置极易损坏，使用寿命短的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型的实施例提供一种带测距的石英玻璃制砣机，包括：

底座；

升降座；

主轴，可转动地竖直设置在升降座上，所述主轴上设有连接部，所述连接部用于安装制备石英玻璃的沉积基底；

升降机构，设置在底座上，升降机构的输出端与升降座连接，以驱动升降座升降；

旋转编码器；

升降动力装置，其一个输出端分别与所述升降机构的输入端和所述旋转编码器的输入轴驱动连接。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的带测距的石英玻璃制砣机，其中，

升降动力装置的输出端连接有输出轴；

输出轴上固定地套置有主动齿轮；

旋转编码器的输入轴上固定地套置有第一测距齿轮；

主动齿轮与第一测距齿轮驱动连接。

前述的带测距的石英玻璃制砣机，还包括：

第一传动轴，可转动地设置在底座上，第一传动轴上分别固定地套置有第一传动齿轮和第二测距齿轮；

其中，第二测距齿轮与第一测距齿轮啮合传动；主动齿轮与第一传动齿轮传动连接。

前述的带测距的石英玻璃制砣机，还包括：

第二传动轴，可转动地设置在底座上，第二传动轴上固定地套置有第二传动齿轮，第二传动齿轮置于第一传动齿轮和主动齿轮之间，主动齿轮与第二传动齿轮啮合传动，第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合传动。

前述的带测距的石英玻璃制砣机，其中，升降机构包括：

升降丝杠，可升降地竖直设置在底座上，升降丝杠作为升降机构的输出端；

丝杠螺母，套设在升降丝杠上，且与升降丝杠的外壁螺纹连接，丝杠螺母可转动地设置在底座上，丝杠螺母的外环设有齿轮结构；

其中，齿轮结构与第一传动齿轮啮合传动。

前述的带测距的石英玻璃制砣机，其中，

底座包括基座和设置在基座上的传动箱，传动箱具有内腔；

升降丝杠穿过传动箱；

内腔的上腔壁上设有与丝杠螺母的上端相适配的第一轴孔，内腔的下腔壁上设有与丝杠螺母的下端相适配的第二轴孔；

丝杠螺母置于传动箱内部，丝杠螺母的上端插入第一轴孔内，丝杠螺母的下端插入第二轴孔内；

丝杠螺母下端的侧壁沿径向向内凹陷形成第一卡台，第一卡台与第二轴孔的上端面转动配合；

丝杠螺母在两端之间的外环壁上设有的齿轮结构。

前述的带测距的石英玻璃制砣机，还包括：

推力球轴承，设置在传动箱内，推力球轴承的内圈作为的第二轴孔，推力球轴承上环的端面作为第二轴孔的上端面。

前述的带测距的石英玻璃制砣机，其中，升降动力装置包括：

谐波减速机，设置在传动箱上，谐波减速机包括第一输入端、第二输入端和输出端；谐波减速机的输出端作为升降动力装置的输出端；

第一升降电机，其输出端与第一输入端驱动连接；

第二升降电机，其输出端与第二输入端驱动连接。

借由上述技术方案，本实用新型带测距的石英玻璃制砣机至少具有以下有益效果：

在本实用新型实施例提供的技术方案中，因为升降机构的输入端和旋转编码器的输入轴分别与升降动力装置的同一个输出端连接，旋转编码器通过对升降动力装置的同一个输出端输出的速度和位移进行检测，能够间接地对升降机构的升降速度和位移进行测试。相对于现有技术中的光栅尺，旋转编码器的环境耐受性较高，易于密封，在工业环境下的使用寿命较长。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例提供的一种带测距的石英玻璃制砣机的结构示意图；

图2是本实用新型的一实施例提供的一种带测距的石英玻璃制砣机的部分结构示意图；

图3是图2中A处的放大结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例提出的一种带测距的石英玻璃制砣机，包括底座1、升降座8、主轴17、升降机构、旋转编码器24和升降动力装置。主轴17可转动地竖直设置在升降座8上，主轴17上设有用于安装石英玻璃的沉积基底的连接部18。升降机构设置在底座1上，升降机构的输出端与升降座8连接，以驱动升降座8升降。升降动力装置的一个输出端分别与升降机构的输入端以及旋转编码器24的输入轴驱动连接。

旋转编码器24是可以实现高精度速度和位移测试的装置，光电式旋转编码器24通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出(REP)。在上述实施例提供的技术方案中，因为升降机构的输入端和旋转编码器24的输入轴分别与升降动力装置的同一个输出端驱动连接，旋转编码器24通过对升降动力装置的同一个输出端输出的位移进行检测，根据传动比可以计算出升降机构的升降位移。相对于现有技术中的光栅尺，旋转编码器24的环境耐受性较高，易于密封，在工业环境下的使用寿命较长。旋转编码器24的具体结构为现有技术中的常用技术，可以根据需要在现有技术中进行选取，在此不再赘述。

这里需要说明的是：上述的旋转编码器可以为增量式旋转编码器，增量式旋转编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。当增量式旋转编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。上述的旋转编码器也可以为绝对式旋转编码器，具有与每个位置对应的唯一性，无需掉电记忆。

具体在实施时，如图2和图3所示，前述的升降动力装置的输出端可以连接有输出轴。该输出轴上固定地套置有主动齿轮21。旋转编码器24的输入轴上固定地套置有第一测距齿轮262。主动齿轮21与第一测距齿轮262驱动连接。在本实施例中，通过齿轮进行传动，其传动精度较高。

从上文的描述，如图2和图3所示，本实用新型实施例的石英玻璃制砣机可以包括第一传动轴25，第一传动轴25可转动地设置在底座1上。第一传动轴25上分别固定地套置有第一传动齿轮222和第二测距齿轮261。第二测距齿轮261与第一测距齿轮262啮合传动。第一传动齿轮222置于主动齿轮21和齿轮结构之间，主动齿轮21与第一传动齿轮222传动连接。

进一步的，如图2和图3所示，上述实施例的石英玻璃制砣机还可以包括第二传动轴(图中未标示)，第二传动轴可转动地设置在底座1上。第二传动轴上固定地套置有第二传动齿轮221，第二传动齿轮221置于第一传动齿轮222和主动齿轮21之间。主动齿轮21与第二传动齿轮221啮合传动，第二传动齿轮221与第一传动齿轮222啮合传动。其中，主动齿轮21可以依次通过第二传动齿轮221、第一传动齿轮222、第二测距齿轮261和第一测距齿轮262驱动旋转编码器24转动。

具体在实施时，如图1和图2所示，上述的升降机构可以包括升降丝杠5和丝杠螺母23。升降丝杠5可升降地竖直设置在底座1上。该升降丝杠5作为升降机构的输出端与升降座8连接。优选的，升降丝杠5的顶端与升降座8连接。丝杠螺母23套设在升降丝杠5上，且与升降丝杠5的外壁螺纹连接。丝杠螺母23可转动地设置在底座1上，丝杠螺母23的外环设有齿轮结构。该齿轮结构与上述的第一传动齿轮222啮合传动。其中，升降丝杠5和丝杠螺母23形成丝杠螺母副。由于丝杠螺母23可转动地设置在底座1上，当升降动力装置驱动丝杠螺母23转动时，升降丝杠5升降运动，进而带动升降座8一起升降运动。

具体在实施时，如图2所示，前述的底座1可以包括基座102和传动箱101。传动箱101设置在基座102上。传动箱101具有内腔。丝杠螺母23置于传动箱101内部，升降丝杠5穿过该传动箱101。基座102具有供升降丝杠5升降的升降空间。在一个实施例中，丝杠螺母23可以整体为单个部件，丝杠螺母23下端的侧壁沿径向向内凹陷形成第一卡台(图中未标示)。内腔的上腔壁上设有与丝杠螺母23的上端相适配的第一轴孔(图中未标示)。内腔的下腔壁上设有与丝杠螺母23的下端相适配的第二轴孔(图中未标示)。丝杠螺母23的上端插入第一轴孔内，丝杠螺母23的下端插入第二轴孔内,丝杠螺母23在两端之间的外环壁上设有前述的齿轮结构。第一卡台与第二轴孔的上端面转动配合。其中，第一轴孔和第二轴孔可以保证丝杠螺母23的自由转动，并且还可以对丝杠螺母23提供稳定的径向支撑。第二轴孔的上端面通过第一卡台对丝杠螺母23提供轴向支撑。

进一步的，为了减小丝杠螺母23在旋转时，第一卡台与第二轴孔的上端面之间的摩擦阻力，如图2和图3所示，本实用新型实施例的石英玻璃制砣机还可以包括推力球轴承231。该推力球轴承231设置在传动箱101内，推力球轴承231的内圈作为前述的第二轴孔，推力球轴承231上环的端面作为第二轴孔的上端面。通过设置的推力球轴承231，当丝杠螺母23转动时，丝杠螺母23通过第一卡台带动推力球轴承231的上环一起转动，从而可以将丝杠螺母23与第二轴孔上端面之间的滑动摩擦转化为推力球轴承231的滚动摩擦，以减小摩擦阻力。

推力球轴承231采用高速运转时可承受推力载荷的设计，由带有球滚动的滚道沟的垫圈状套圈构成。推力球轴承231可承受轴向载荷，以对丝杠螺母23提供支撑。

如图1和图2所示，升降动力装置可以包括谐波减速机4、第一升降电机2和第二升降电机3。谐波减速机4设置在传动箱101上，谐波减速机4包括第一输入端、第二输入端和输出端。谐波减速机4的输出端作为前述升降动力装置的输出端。第一升降电机2的输出端与第一输入端驱动连接。第二升降电机3的输出端与第二输入端驱动连接。其中，谐波减速机4的具体结构为现有技术中的常用技术，可以根据需要在现有技术中选取，在此不再赘述。

上述的谐波减速机4可以为双速比谐波减速机4，第一升降电机2和第二升降电机3分别通过该双速比谐波减速机4控制升降座8的快速升降和慢速升降。在一个具体的应用示例中，该谐波减速机4的快速减速比为20，慢速减速比为10万。

上述的第一升降电机2和第二升降电机3可以设置在谐波减速机4上，也可以单独设置在一侧，具体可以根据用户的实际需求设置，只要保证第一升降电机2的输出端与第一输入端驱动连接，第二升降电机3的输出端与第二输入端驱动连接即可。

上述的第一升降电机2和第二升降电机3可以均为伺服电机，用户可以通过PLC和工控机对伺服电机进行控制，可灵活编制沉积基地的运行轨迹。其中，第一升降电机2带抱闸，以进行急停控制。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种带测距的石英玻璃制砣机，其特征在于，包括：

底座；

升降座；

主轴，可转动地竖直设置在所述升降座上，所述主轴上设有连接部，所述连接部用于安装制备石英玻璃的沉积基底；

升降机构，设置在所述底座上，所述升降机构的输出端与所述升降座连接，以驱动所述升降座升降；

旋转编码器；

升降动力装置，其一个输出端分别与所述升降机构的输入端和所述旋转编码器的输入轴驱动连接。

2.如权利要求1所述的带测距的石英玻璃制砣机，其特征在于，

所述升降动力装置的输出端连接有输出轴；

所述输出轴上固定地套置有主动齿轮；

所述旋转编码器的输入轴上固定地套置有第一测距齿轮；

所述主动齿轮与所述第一测距齿轮驱动连接。

3.如权利要求2所述的带测距的石英玻璃制砣机，其特征在于，还包括：

第一传动轴，可转动地设置在所述底座上，所述第一传动轴上分别固定地套置有第一传动齿轮和第二测距齿轮；

其中，所述第二测距齿轮与所述第一测距齿轮啮合传动；所述主动齿轮与所述第一传动齿轮传动连接。

4.如权利要求3所述的带测距的石英玻璃制砣机，其特征在于，还包括：

第二传动轴，可转动地设置在所述底座上，所述第二传动轴上固定地套置有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮置于所述第一传动齿轮和所述主动齿轮之间，所述主动齿轮与所述第二传动齿轮啮合传动，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮啮合传动。

5.如权利要求3或4所述的带测距的石英玻璃制砣机，其特征在于，所述升降机构包括：

升降丝杠，可升降地竖直设置在所述底座上，所述升降丝杠作为所述升降机构的输出端；

丝杠螺母，套设在所述升降丝杠上，且与所述升降丝杠的外壁螺纹连接，所述丝杠螺母可转动地设置在所述底座上，所述丝杠螺母的外环设有齿轮结构；

其中，所述齿轮结构与所述第一传动齿轮啮合传动。

6.如权利要求5所述的带测距的石英玻璃制砣机，其特征在于，

所述底座包括基座和设置在所述基座上的传动箱，所述传动箱具有内腔；

所述升降丝杠穿过所述传动箱；

所述内腔的上腔壁上设有与所述丝杠螺母的上端相适配的第一轴孔，所述内腔的下腔壁上设有与所述丝杠螺母的下端相适配的第二轴孔；

所述丝杠螺母置于所述传动箱内部，所述丝杠螺母的上端插入所述第一轴孔内，所述丝杠螺母的下端插入所述第二轴孔内；

所述丝杠螺母下端的侧壁沿径向向内凹陷形成第一卡台，所述第一卡台与所述第二轴孔的上端面转动配合；

所述丝杠螺母在两端之间的外环壁上设有所述的齿轮结构。

7.如权利要求6所述的带测距的石英玻璃制砣机，其特征在于，还包括：

推力球轴承，设置在所述传动箱内，所述推力球轴承的内圈作为所述的第二轴孔，所述推力球轴承上环的端面作为所述第二轴孔的上端面。

8.如权利要求6或7所述的带测距的石英玻璃制砣机，其特征在于，所述升降动力装置包括：

谐波减速机，设置在所述传动箱上，所述谐波减速机包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述谐波减速机的输出端作为所述升降动力装置的输出端；

第一升降电机，其输出端与所述第一输入端驱动连接；

第二升降电机，其输出端与所述第二输入端驱动连接。