CN2908017Y - 七轨式高速质量分离式xy工作台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种七轨式高速质量分离式XY工作台，包括工作台基座和主工作面板，其中，所述基座沿X向和Y向各自设有两条平行导轨，基座上还分别设有可沿X向平行导轨移动的X向基板和可沿Y向平行导轨移动的Y向基板，所述Y向基板上还沿X向设有两条可供主工作面板沿X向移动的平行导轨，此外，在所述X向基板上还沿Y向设有一根单导轨，主工作面板通过连接机构与该导轨之配合实现沿Y向的移动。本实用新型既克服了传统四轨式工作台的负载过重导致速度和精度较低的缺陷，又克服了五轨式工作台的Y向加工精度影响X向工作精度的缺陷，其速度最高可达十个2mm循环，精度保证到一微米，XY夹角可保证误差在30秒以内，XY轴可保证同样的寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种XY工作台，主要应用于全自动铝线焊线机等IC封装设备领域。
背景技术
在半导体加工处理设备中，如精密线路板后道工序(COB)全自动铝线焊线机等IC封装设备，为使半导体元件等处理对象能在水平方向互为正交的X轴和Y轴上移动，需要应用到XY工作台。该设备对XY工作台的要求主要是高速(每秒多个2mm循环)、高精度(微米级)、精确的90度XY夹角。
目前该领域基本上仍使用四轨堆叠式XY工作台，如图1所示，其中一个轴(假设为X)是固定在底板上，驱动及传动部分全部都是静止的；但是另外一个轴(假设为Y)包括驱动及传动部分全部安装在X轴上，这样整个运动部分的质量会比较大，因为驱动及传动零部件一般都是比较重的材料，由于运动质量大则惯性也会加大，因此易产生速度和精度较低、起动和制动性能下降、振动增加、负载较重的轴会磨损较快、寿命较短等问题，通常速度只能达到每秒四个5mm循环，精度也只能保证2.5微米，夹角也由于装配困难而难以保证，基本都有30分的误差。
为解决四轨式工作台负载过重的缺陷，出现了在其基础上进行改进的五轨式工作台，如图2所示，其主要结构是在Y方向增加一条导轨，然后即可实现两轴的驱动及传动部件在工作时都可以保持静止状态，避免了四轨式工作台负载过重引起的一系列问题。但是这种五轨式工作台存在一个缺陷就是：如果Y方向两条导轨相对于底面的平行度较差的话，Y方向移动时会造成X方向丝杆螺母的旋转，因而造成X方向轴向位移。即移动Y会影响X的精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种七轨式高速质量分离式XY工作台，即解决了传统四轨式工作台的负载过重导致速度和精度较低的问题，又克服了五轨式工作台的Y向加工精度影响X向工作精度的缺陷，以适应COB封装设备对速度与精度的更高要求。
为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下的技术方案：设计一种七轨式高速质量分离式XY工作台，包括工作台基座和主工作面板，其中，所述基座沿X向和Y向各自设有两条平行导轨，基座上还分别设有可沿X向平行导轨移动的X向基板和可沿Y向平行导轨移动的Y向基板，所述Y向基板上还沿X向设有两条可供主工作面板沿X向移动的平行导轨，此外，在所述X向基板上还沿Y向设有一根单导轨，主工作面板通过连接机构与该导轨之配合实现沿Y向的移动。
所述连接机构包括连接架以及固定在连接架上的两只带轴滚针轴承，该连接架与主工作面板固定连接，两只带轴滚针轴承夹住设于X向基板上的Y向单导轨并可沿该导轨滚动以实现主工作面板沿Y向的移动。
本实用新型将导轨数量增至七根，主工作面板与Y向运动部分的连接是通过直线导轨/滑块机构，与X向运动部分的连接是通过导轨/滚针轴承机构，于是当X向和Y向驱动马达同时启动时，主工作面板不仅由于Y向基板的带动作用沿Y方向移动，与此同时主工作面板还可以在X向基板的带动下沿X方向移动，两向运动互不干涉，两轴动力系统在工作台工作时均处于静止状态，运动负载只局限于X向基板、Y向基板和主工作面板等轻质零件，所有运动负载不足两公斤且分布于六根导轨上，因此单根导轨负载不足原负载的四分之一。由于负载变轻，在动力足够的前提下，高速、高精度皆可得以实现。另外，相对于五轨式工作台，由于滚针轴承与X向基板上的Y向单导轨只有X向的自由度限制而没有Z向自由度限制，即使Y向导轨与底面的平行度有误差，主工作面板也可沿Y向平行导轨的轨迹运行而不会产生任何干涉。
综上所述，七轨式工作台既克服了传统四轨式工作台的负载过重导致速度和精度较低的缺陷，又克服了五轨式工作台的Y向加工精度影响X向工作精度的缺陷，因此其优点显而易见。经过长达一年的实践应用，证明本实用新型的XY工作台完全达到了目的，即速度方面最高可达十个2mm循环，精度方面可保证到一微米(1μm)，XY夹角可保证误差在30秒以内，XY轴可保证同样的寿命。
附图说明
图1为现有技术的四轨式工作台的立体结构示意图；
图2为现有技术的五轨式工作台的立体结构示意图；
图3为本实用新型的七轨式工作台的立体结构示意图；
图4为本实用新型的七轨式工作台的第一工作状态示意图；
图5为本实用新型的七轨式工作台的第二工作状态示意图；
图6为本实用新型的七轨式工作台的第三工作状态示意图；
图7为本实用新型的七轨式工作台的零件分解结构示意图。
具体实施方式
如图3-7所示的七轨式高速质量分离式XY工作台，包括工作台基座1，该基座由一体成型的X向基座部分2和Y向基座部分3构成，X向基座部分2的外端连接有X向驱动马达固定架4，该固定架上固定有X向驱动马达5；相应的，Y向基座部分的外端也连接有Y向驱动马达固定架6，该固定架上固定有Y向驱动马达7，X向驱动马达和Y向驱动马达分别带动各自的丝杆(未示出)转动。
X向基座部分2的上表面沿X向设有两条平行导轨8，其上方设有X向基板9，该X向基板9通过其下部的滑块机构10与X向平行导轨8之配合来实现沿X向的移动，同时，该X向基板9下方与X向丝杆座11固定连接，该丝杆座11啮合在X向丝杆(未示出)上，从而构成一个独立的X向运动部分；当X向驱动马达5启动时，其带动X向丝杆转动，并进一步转化为X向丝杆座11及固定于其上的X向基板9的线性移动。同样的，Y向基座部分3的上表面也沿Y向设有两条平行导轨12，其上方设有Y向基板13，该Y向基板通过其下部的滑块机构14与Y向平行导轨12之配合来实现沿Y向的移动，同时，该Y向基板13下方与Y向丝杆座15固定连接，该丝杆座啮合在Y向丝杆(未示出)上，从而构成一个独立的Y向运动部分；当Y向驱动马达7启动时，其带动Y向丝杆转动，并进一步转化为Y向丝杆座15及固定于其上的Y向基板13的线性移动。此时，独立的X向运动部分和Y向运动部分是互不干涉的。
此外，所述Y向基板13的上平面沿X向还设有两条平行导轨16，这两条平行导轨与X向基座部分上的两条平行导轨之间的平行度公差要保持在相对较小的范围内，以保证工作台的精度。主工作面板17通过其下部的滑块机构18与该平行导轨16形成滑动配合，从而可在Y向基板13上沿X向线性移动。
由于工作中安装在主工作面板17上的工件需要同时作X、Y两个方向的运动，因此还需要有部件将X向运动部分和Y向运动部分连接起来。为解决这个问题，本实用新型通过在X向基板9上沿Y向设置一根单导轨19以及设置一连接机构20来实现，该连接机构20包括一连接架21以及固定在连接架上的两只带轴滚针轴承22，该连接架21与主工作面板17固定连接，两只带轴滚针轴承22夹住设于X向基板9上的Y向单导轨19并可沿该导轨滚动以实现主工作面板17沿Y向的移动。Y向单导轨19与Y向基座部分上的两条平行导轨12之间的平行度公差要保持在相对较小的范围内，以保证工作台的精度。
由于主工作面板与Y向运动部分的连接是通过直线导轨/滑块机构，与X向运动部分的连接是通过导轨/滚针轴承机构，于是当X向和Y向驱动马达同时启动时，主工作面板不仅由于Y向基板的带动作用沿Y方向移动，与此同时主工作面板还可以在X向基板的带动下沿X方向移动，两向运动互不干涉，此时负载只局限于X向基板、Y向基板和主工作面板等轻质零件，所以可以实现轻载高速运动。
相对于五轨式工作台，由于滚针轴承与X向基板上的Y向单导轨只有X向的自由度限制而没有Z向自由度限制，即使Y向导轨与底面的平行度有误差，主工作面板也可沿Y向平行导轨的轨迹运行而不会产生任何干涉。
综上所述，七轨式工作台既克服了传统四轨式工作台的负载过重导致速度和精度较低的缺陷，又克服了五轨式工作台的Y向加工精度影响X向工作精度的缺陷，因此其优点显而易见。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种七轨式高速质量分离式XY工作台，包括工作台基座和主工作面板，其特征在于：所述基座沿X向和Y向各自设有两条平行导轨，基座上还分别设有可沿X向平行导轨移动的X向基板和可沿Y向平行导轨移动的Y向基板，所述Y向基板上还沿X向设有两条可供主工作面板沿X向移动的平行导轨，此外，在所述X向基板上还沿Y向设有一根单导轨，主工作面板通过连接机构与该导轨之配合实现沿Y向的移动。
2.根据权利要求1所述的七轨式高速质量分离式XY工作台，其特征在于：所述连接机构包括连接架以及固定在连接架上的两只带轴滚针轴承，该连接架与主工作面板固定连接，两只带轴滚针轴承夹住设于X向基板上的Y向单导轨并可沿该导轨滚动以实现主工作面板沿Y向的移动。
3.根据权利要求1所述的七轨式高速质量分离式XY工作台，其特征在于：所述基座由固定连接或一体成型的X向基座部分和Y向基座部分构成；X向基座部分的外端连接有X向驱动马达固定架，该固定架上固定有X向驱动马达，相应地，Y向基座部分的外端也连接有Y向驱动马达固定架，该固定架上固定有Y向驱动马达；X向驱动马达带动X向丝杆转动，Y向驱动马达带动Y向丝杆转动。
4.根据权利要求3所述的七轨式高速质量分离式XY工作台，其特征在于：所述X向基座部分的上表面沿X向设有两条平行导轨，X向基板通过其下部的滑块机构与X向平行导轨之配合来实现沿X向的移动，同时，该X向基板下方与X向丝杆座固定连接，该丝杆座啮合在X向丝杆上，从而构成一个独立的X向运动部分；所述Y向基座部分的上表面也沿Y向设有两条平行导轨，Y向基板通过其下部的滑块机构与Y向平行导轨之配合来实现沿X向的移动，同时，该Y向基板下方与Y向丝杆座固定连接，该丝杆座啮合在Y向丝杆上，从而构成一个独立的Y向运动部分；所述独立的X向运动部分和Y向运动部分之间互不干涉。
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| CN 200620013048 CN2908017Y (zh) | 2006-04-26 | 2006-04-26 | 七轨式高速质量分离式xy工作台 |
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| CN 200620013048 CN2908017Y (zh) | 2006-04-26 | 2006-04-26 | 七轨式高速质量分离式xy工作台 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107042344A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-08-15 | 苏州群伦精密机电工业有限公司 | 微型数控放电加工装置及其xy轴传动装置 |
| CN111958220A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-20 | 伯肯森自动化技术（上海）有限公司 | 一种用于机顶盒锁付位置精密定位的螺丝锁付装置 |
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2006
- 2006-04-26 CN CN 200620013048 patent/CN2908017Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107042344A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-08-15 | 苏州群伦精密机电工业有限公司 | 微型数控放电加工装置及其xy轴传动装置 |
| CN111958220A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-20 | 伯肯森自动化技术（上海）有限公司 | 一种用于机顶盒锁付位置精密定位的螺丝锁付装置 |
| CN111958220B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-07-12 | 伯肯森自动化技术（上海）有限公司 | 一种用于机顶盒锁付位置精密定位的螺丝锁付装置 |
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