專利名稱：一種能夠平衡受力狀態(tài)的z軸升降機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體硅片傳輸機(jī)器人制造領(lǐng)域，尤其涉及一種硅片傳輸機(jī)器人上的Z軸傳動(dòng)升降機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在硅片傳輸機(jī)器人的Z軸傳動(dòng)升降機(jī)構(gòu)中，較多使用的是立柱式Z軸傳動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，即使用滾珠導(dǎo)軌作為Z軸升降的運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)，將滾珠導(dǎo)軌安裝在立柱的基準(zhǔn)面上。但這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在著以下缺點(diǎn)一是結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)不好。立柱式Z軸傳動(dòng)升降機(jī)構(gòu)的受力方向在沿滾珠導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)軸線方向，而導(dǎo)軌的最佳受力方向是在與滾珠導(dǎo)軌平面的垂直方向；二是由于上部結(jié)構(gòu)的全部重量都通過支撐滑塊以懸臂梁的形式傳遞給滾珠導(dǎo)軌，滾珠導(dǎo)軌在正常承受的重力外，還額外承受很大的翻轉(zhuǎn)力矩，使?jié)L珠導(dǎo)軌產(chǎn)生較大的微觀變形，輕則影響運(yùn)動(dòng)的靈活性，重則縮短滾珠導(dǎo)軌的使用壽命；三是由于滾珠導(dǎo)軌的安裝面與側(cè)向定位面之間、立柱的上下安裝定位面之間、滾珠導(dǎo)軌安裝面與滾珠絲杠的安裝基準(zhǔn)之間都存在著復(fù)雜的形狀位置公差關(guān)系，因此立柱加工工藝復(fù)雜、成品率較低，加工成本高；四是由于立柱的重量一般都在十幾公斤，安裝在機(jī)箱內(nèi)的一側(cè)方向，不可避免的造成重心不穩(wěn)，易使主機(jī)產(chǎn)生傾覆；五是由于立柱的上下安裝面與主機(jī)的上下安裝板之間接觸面積很大，使其在裝配時(shí)不易調(diào)整，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有硅片傳輸機(jī)器人的Z軸傳動(dòng)升降機(jī)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)不好、滾珠導(dǎo)軌產(chǎn)生較大的微觀變形、滾珠導(dǎo)軌的使用壽命短、立柱加工工藝復(fù)雜、成品率較低、重心不穩(wěn)、主機(jī)易產(chǎn)生傾覆、裝配時(shí)不易調(diào)整的問題，提供一種能夠平衡受力狀態(tài)的Z軸升降機(jī)構(gòu)。本發(fā)明包括下安裝座、Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件、預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)、同步齒傳動(dòng)帶、絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)、上安裝蓋、兩個(gè)連接板、三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件包括Z軸電機(jī)座、編碼器定位管、編碼器、Z軸伺服電機(jī)、磨擦式制動(dòng)器、同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪和連接板，所述Z軸伺服電機(jī)軸的上端為輸出軸、下端為電機(jī)軸，所述Z軸伺服電機(jī)安裝在Z軸電機(jī)座內(nèi)，且Z軸伺服電機(jī)的輸出軸位于Z軸電機(jī)座的外部，輸出軸的上端設(shè)有傳動(dòng)外齒，所述磨擦式制動(dòng)器和同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪由下至上依次安裝在Z軸伺服電機(jī)的輸出軸上，且同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪的中心內(nèi)齒與傳動(dòng)外齒嚙合，連接板安裝在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪的端面上，所述編碼器設(shè)置在Z軸電機(jī)座內(nèi)，且編碼器安裝在Z軸伺服電機(jī) 上的電機(jī)軸上，編碼器定位管設(shè)置在Z軸電機(jī)座外面，且編碼器定位管設(shè)置在編碼器上的彈性定位片與Z軸電機(jī)座下端的法蘭之間，預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)包括預(yù)緊輪支撐架、預(yù)緊輪支撐架上蓋、三個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)，預(yù)緊輪支撐架上蓋安裝在預(yù)緊輪支撐架的上端面上，三個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)均布設(shè)置在預(yù)緊輪支撐架上蓋的上端面上，且每個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)安裝在預(yù)緊輪支撐架上蓋上，每個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)包括預(yù)緊輪定位塊外板、預(yù)緊輪定位塊、預(yù)緊輪定位滑塊、預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸、預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架、兩個(gè)推力頂絲、兩個(gè)鎖緊螺母和兩個(gè)預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)，預(yù)緊輪定位塊的上端面上設(shè)有T形槽，預(yù)緊輪定位滑塊的下端設(shè)有與T形槽相配合的T形頭，T形頭與T形槽配合安裝，預(yù)緊輪定位塊外板安裝在預(yù)緊輪定位塊的外側(cè)端面上，兩個(gè)推力頂絲通過鎖緊螺母與預(yù)緊輪定位塊外板上的螺孔螺紋連接，螺孔與T形頭的端面正對(duì)，預(yù)緊輪定位滑塊上朝向Z軸中心的側(cè)面上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽，轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽上側(cè)的預(yù)緊輪定位滑塊上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸光孔，轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽下側(cè)的預(yù)緊輪定位滑塊上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸螺紋孔，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽中，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸穿過旋轉(zhuǎn)軸光孔和預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架與旋轉(zhuǎn)軸螺紋孔螺紋連接，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架上的兩個(gè)對(duì)稱的凸圓部上分別安裝有預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)，且預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)上的預(yù)緊輪軸安裝在與其對(duì)應(yīng)的預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架上的凹孔中，每個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括下軸承擋環(huán)、下軸用彈性擋圈、下深溝球軸承、止推軸承座、止推軸承、止推軸承座蓋、同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪、傳動(dòng)絲杠軸、上軸承擋環(huán)、上深溝球軸承、上軸用彈性擋圈，所述傳動(dòng)絲杠軸的上部為傳動(dòng)絲杠，所述傳動(dòng)絲杠軸的下部為光軸，同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪安裝在光軸上，上軸承擋環(huán)、上深溝球軸承和上軸用彈性擋圈由下至上依次安裝在傳動(dòng)絲杠軸的上端，止推軸承座蓋、止推軸承、止推軸承座、下深溝球軸承、下軸用彈性擋圈和下軸承擋環(huán)由上至下依次安裝在 傳動(dòng)絲杠軸的下端，所述絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)包括Z軸活動(dòng)托架和三個(gè)滾珠絲母,Z軸活動(dòng)托架由中心盤和三個(gè)絲母托架，三個(gè)絲母托架沿中心盤的外表面均布設(shè)置，每個(gè)絲母托架的外側(cè)端面上設(shè)有絲母安裝孔，每個(gè)絲母安裝孔中裝有一個(gè)滾珠絲母，每個(gè)滾珠絲母的軸心處設(shè)有與傳動(dòng)絲杠配合的螺扣，上安裝蓋與下安裝座上下正對(duì)設(shè)置，下安裝座的端面上靠近邊緣處沿同一圓周均布設(shè)有三個(gè)下軸承安裝孔，上安裝蓋的端面上沿同一圓周均布設(shè)有三個(gè)上軸承安裝孔，且三個(gè)上軸承安裝孔與三個(gè)下軸承安裝孔一一正對(duì)，Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件、預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)、同步齒傳動(dòng)帶、絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)、兩個(gè)連接板和三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均設(shè)置在上安裝蓋與下安裝座之間，Z軸電機(jī)座與下安裝座連接，預(yù)緊輪支撐架套裝在Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件上，且預(yù)緊輪支撐架與下安裝座連接，三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿同一圓周均布設(shè)置在上安裝蓋與下安裝座之間，同步齒傳動(dòng)帶的中心端套裝在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪上，同步齒傳動(dòng)帶的三個(gè)外側(cè)端分別套裝在三個(gè)同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪上，預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)上的六個(gè)預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)貼覆在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪的齒面上，Z軸活動(dòng)托架設(shè)置在預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)的上方，且預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)上的三個(gè)滾珠絲母分別與三個(gè)傳動(dòng)絲杠螺紋連接，每個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的下深溝球軸承安裝在下安裝座相應(yīng)的下軸承安裝孔內(nèi)，每個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的上深溝球軸承安裝在相應(yīng)的上軸承安裝孔內(nèi)，兩個(gè)連接板以Z軸伺服電機(jī)的軸心線對(duì)稱設(shè)置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果一、與立柱式Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明將Z軸伺服電機(jī)15輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過三個(gè)呈120°布置的絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4與滾珠絲母61傳動(dòng)，將Z軸伺服電機(jī)15輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滾珠絲母61的直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)Z軸活動(dòng)托架59沿Z軸方向向上或向下的直線運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明的傳動(dòng)原理具有很高的傳動(dòng)精度，并且本發(fā)明只均勻地承受上部機(jī)構(gòu)的重量，而不會(huì)因受力不均產(chǎn)生額外的翻轉(zhuǎn)力矩，極大的改善了受力狀態(tài)，使Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更加合理。二、由于本發(fā)明的Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件2為居中設(shè)計(jì)，三個(gè)呈120°均布的絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4使整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載能力具有較大的提升，因此本發(fā)明的Z軸升降機(jī)構(gòu)負(fù)載能力強(qiáng)，適用于傳輸重量較重、體積較大的物品。三、由于本發(fā)明取消了重量較重的立柱，且負(fù)載是沿圓周均勻分布的，糾正了立柱易產(chǎn)生的重心不穩(wěn)問題，使主機(jī)重心穩(wěn)定。四、由于本發(fā)明的Z軸升降機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵安裝孔都規(guī)定了相應(yīng)的同工位加工要求，因此在裝配中，調(diào)整過程相對(duì)簡(jiǎn)單。


圖I是本發(fā)明Z軸升降機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)立體圖；圖2是本發(fā)明Z軸升降機(jī)構(gòu)的立體分解圖；圖3是Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件2的結(jié)構(gòu)立體圖；圖4是Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件2的立體分解圖；圖5是預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3的結(jié)構(gòu)立體圖；圖6是預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)27號(hào)件的立體分解圖；圖7是絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的立體分解圖；圖8是絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)8的立體分解圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖I 圖8說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括下安裝座I、Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件2、預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3、同步齒傳動(dòng)帶7、絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)8、上安裝蓋9、兩個(gè)連接板6和三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4，見圖3和圖4 Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件2包括Z軸電機(jī)座10、編碼器定位管12、編碼器14、Z軸伺服電機(jī)15、磨擦式制動(dòng)器17、同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19和連接板20，所述Z軸伺服電機(jī)15軸的上端為輸出軸15-1、下端為電機(jī)軸15-2，所述Z軸伺服電機(jī)15通過螺釘16安裝在Z軸電機(jī)座10內(nèi)，且Z軸伺服電機(jī)15的輸出軸15-1位于Z軸電機(jī)座10的外部，輸出軸15-1的上端設(shè)有傳動(dòng)外齒15-1-1，所述磨擦式制動(dòng)器17和同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19由下至上依次安裝在Z軸伺服電機(jī)15的輸出軸15-1上，且同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19的中心內(nèi)齒與傳動(dòng)外齒15-1-1嚙合，磨擦式制動(dòng)器17通過螺釘18與Z軸伺服電機(jī)15上端的機(jī)殼平面固定連接，連接板20通過安裝螺釘21安裝在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19的端面上，安裝螺釘22穿過連接板20的中心孔與輸出軸15-1端面的中心螺孔螺紋連接，連接板20的作用是將同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19與Z軸伺服電機(jī)15在電機(jī)軸線方向上進(jìn)行固定；所述編碼器14設(shè)置在Z軸電機(jī)座10內(nèi)，且編碼器14安裝在Z軸伺服電機(jī)15上的電機(jī)軸15-2上，編碼器14以自帶頂絲夾緊，編碼器定位管12設(shè)置在Z軸電機(jī)座10外面，且編碼器定位管12設(shè)置在編碼器14上的彈性定位片14-1與Z軸電機(jī)座10下端的法蘭之間，編碼器14的徑向定位由安裝螺釘13依次穿過彈性定位片14-1上的定位孔、編碼器定位管12的中心孔、Z軸電機(jī)座10的安裝孔后與安裝座I緊固；磨擦式制動(dòng)器17的作用是在系統(tǒng)突發(fā)停電事故時(shí)，能夠迅速反應(yīng)，對(duì)因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的Z軸伺服電機(jī)15進(jìn)行制動(dòng)，防止了因系統(tǒng)的重力作用使上部機(jī)構(gòu)自行下降，造成設(shè)備事故；見圖5 :預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3包括預(yù)緊輪支撐架24、預(yù)緊輪支撐架上蓋25、三個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)27，預(yù)緊輪支撐架上蓋25通過安裝螺釘26安裝在預(yù)緊輪支撐架24的上端面上，三個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)27均布設(shè)置在預(yù)緊輪支撐架上蓋25的上端面上，且每個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)27通過安裝螺釘32安裝在預(yù)緊輪支撐架上蓋25上；見圖6 :每個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)27包括預(yù)緊輪定位塊外板31、預(yù)緊輪定位塊33、預(yù)緊輪定位滑塊34、預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸35、預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架37、兩個(gè)推力頂絲28、兩個(gè)鎖緊螺母29和兩個(gè)預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)38，預(yù)緊輪定位塊33的上端面上設(shè)有T形槽33_1，預(yù)緊輪定位滑塊34的下端設(shè)有與T形槽33-1相配合的T形頭34-1，T形頭34_1與T形槽
33-1配合安裝，且預(yù)緊輪定位滑塊34可沿T形槽33-1滑動(dòng)，預(yù)緊輪定位塊外板31通過安裝螺釘30安裝在預(yù)緊輪定位塊33的外側(cè)端面上，兩個(gè)推力頂絲28通過鎖緊螺母29與預(yù)緊輪定位塊外板31上的螺孔3-1螺紋連接，螺孔3-1與T形頭34-1的端面正對(duì)，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)推力頂絲28時(shí)，隨著推力頂絲28旋入預(yù)緊輪定位塊外板31，可將預(yù)緊輪定位滑塊34沿預(yù)緊輪支撐架24的徑向方向頂出；所述鎖緊螺母29的作用是將推力頂絲28的旋入位置進(jìn)行鎖定；預(yù)緊輪定位滑塊34上朝向Z軸中心的側(cè)面上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽34-2，轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽34-2上側(cè)的預(yù)緊輪定位滑塊34上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸光孔34-3，轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽34_2下側(cè)的預(yù)緊輪定位滑塊34上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸螺紋孔34-4，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架37設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽
34-2中，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸35穿過旋轉(zhuǎn)軸光孔34-3和預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架37與旋轉(zhuǎn)軸螺紋孔34-4螺紋連接，兩個(gè)緊固頂絲36對(duì)稱設(shè)置在預(yù)緊輪定位滑塊34兩側(cè)，且與預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸35垂直方向?qū)㈩A(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸35鎖定，緊固頂絲36的作用是防止預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸35與預(yù)緊輪定位滑塊34的螺紋松動(dòng)，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架37可在預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸35上自由旋轉(zhuǎn)，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架37上的兩個(gè)對(duì)稱的凸圓部上分別安裝有預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)38且預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)38上的預(yù)緊輪軸39安裝在與其對(duì)應(yīng)的預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架37上的凹孔37-1中；預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3的作用一是為預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)38提供高度方向的正確定位，二是為預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)38提供徑向方向的調(diào)節(jié)，確保通過預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)38將同步齒傳動(dòng)帶7的齒面緊緊的貼合在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19的齒面上；見圖7 :每個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4包括下軸承擋環(huán)44、下軸用彈性擋圈45、下深溝球軸承46、止推軸承座47、止推軸承49、止推軸承座蓋50、同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪53、傳動(dòng)絲杠軸54、上軸承擋環(huán)56、上深溝球軸承57、上軸用彈性擋圈58，所述傳動(dòng)絲杠軸54的上部為傳動(dòng)絲杠54-1，所述傳動(dòng)絲杠軸54的下部為光軸54-2，同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪53安裝在光軸54-2上，且同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪53通過安裝螺釘52與傳動(dòng)絲杠軸54上的凸緣固定連接，上軸承擋環(huán)56、上深溝球軸承57和上軸用彈性擋圈58由下至上依次安裝在傳動(dòng)絲杠軸54的上端，止推軸承座蓋50、止推軸承49、止推軸承座47、下深溝球軸承46、下軸用彈性擋圈45和下軸承擋環(huán)44由上至下依次安裝在傳動(dòng)絲杠軸54的下端，止推軸承座蓋50通過安裝螺釘51與止推軸承座47固定連接；下深溝球軸承46和上深溝球軸承57的作用是為傳動(dòng)絲杠軸54的旋轉(zhuǎn)提供精確的定位；止推軸承49的作用是承擔(dān)來自Z軸活動(dòng)托架59上承載的系統(tǒng)重量，防止因重量造成下深溝球軸承46的損壞；見圖8 :所述絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)8包括Z軸活動(dòng)托架59和三個(gè)滾珠絲母61，Z軸活動(dòng)托架59由中心盤59-1和三個(gè)絲母托架59-2，三個(gè)絲母托架59-2沿中心盤59_1的外表面均布設(shè)置，每個(gè)絲母托架59-2的外側(cè)端面上設(shè)有絲母安裝孔59-2-1，每個(gè)絲母安裝孔59-2-1中裝有一個(gè)滾珠絲母61,每個(gè)滾珠絲母61的軸心處設(shè)有與傳動(dòng)絲杠54-1配合的螺扣61-1,滾珠絲母61通過安裝螺釘60與絲母托架59-2固定連接；見圖I和圖2 :上安裝蓋9與下安裝座I上下正對(duì)設(shè)置，下安裝座I的端面上靠近邊緣處沿同一圓周均布設(shè)有三個(gè)下軸承安裝孔1-1，上安裝蓋9的端面上沿同一圓周均布設(shè)有三個(gè)上軸承安裝孔9-1，且三個(gè)上軸承安裝孔9-1與三個(gè)下軸承安裝孔1-1 一一正對(duì)，Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件2、預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3、同步齒傳動(dòng)帶7、絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)8、兩個(gè)連接板6和三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4均設(shè)置在上安裝蓋9與下安裝座I之間，Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件2上的Z軸電機(jī)座10通過安裝螺釘11與下安裝座I連接，預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3上的預(yù)緊輪支撐架24套裝在Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件2上，且預(yù)緊輪支撐架24通過安裝螺釘23與下安裝座I連接，三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4沿同一圓周均布設(shè)置在上安裝蓋9與下安裝座I之間，同步齒傳動(dòng)帶7的中心端7-1套裝在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19上，同步齒傳動(dòng)帶7的三個(gè)外側(cè)端7-2分別套裝在三個(gè)同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪53上，在預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3的預(yù)緊力的作用下，預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3上的六個(gè)預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)38緊緊的貼覆在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19的齒面上，以實(shí)現(xiàn)同步齒傳動(dòng)帶7與同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19的同步傳動(dòng)；Z軸活動(dòng)托架59設(shè)置在預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3的上方，且預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)3上的三個(gè)滾珠絲母61分別與三個(gè)傳動(dòng)絲杠54-1螺紋連接，每個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4上的下深溝球軸承46安裝在下安裝座I相應(yīng)的下軸承安裝孔1-1內(nèi)，下軸承擋環(huán)44通過安裝螺釘43與下安裝座I固定連接，每個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4上的上深溝球軸承57安裝在相應(yīng)的上軸承安裝孔9-1內(nèi)，上軸承擋環(huán)56通過安裝螺釘55與上安裝蓋9固定連接，止推軸承座47通過安裝螺釘48與下安裝座I固定連接，兩個(gè)連接板6以Z軸伺服電機(jī)15的軸心線對(duì)稱設(shè)置，且每個(gè)連接板6的兩端通過安裝螺釘5與其對(duì)應(yīng)的下安裝座I和上安裝蓋9固定連接。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖6說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每個(gè)預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)38包括預(yù)緊輪軸39、預(yù)緊輪41、軸用彈性擋圈42和兩個(gè)預(yù)緊輪軸承40，所述在預(yù)緊輪41的內(nèi)腔上下凹緣處各安裝一個(gè)預(yù)緊輪軸承40，預(yù)緊輪41安裝在預(yù)緊輪軸39上，軸用彈性擋圈42安裝于外露在預(yù)緊輪41上端面的預(yù)緊輪軸39上端的凹槽內(nèi)，軸用彈性擋圈42用以固定預(yù)緊輪軸承40的相對(duì)位置。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。本發(fā)明的工作原理為a軸伺服電機(jī)15運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在Z軸伺服電機(jī)15下端電機(jī)軸15-2上的編碼器14開始工作，向上位計(jì)算機(jī)反饋數(shù)據(jù)以控制Z軸伺服電機(jī)15的工作狀態(tài)；由于同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19的內(nèi)齒與Z軸伺服電機(jī)15上的傳動(dòng)外齒15-1-1嚙合，因此，同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪19與Z軸伺服電機(jī)15的輸出軸15-1同步運(yùn)轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)同步齒傳動(dòng)帶7、同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪53、三個(gè)傳動(dòng)絲杠軸54進(jìn)行同步運(yùn)轉(zhuǎn)，由于傳動(dòng)絲杠軸54上的傳動(dòng)絲杠54-1與滾珠絲母61上的螺扣61-1配合，因此，Z軸活動(dòng)托架59沿傳動(dòng)絲杠軸54上下移動(dòng)，即Z軸伺服電機(jī)15輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滾珠絲母61的直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)Z軸活動(dòng)托架59沿Z軸方向向上或向下的直線運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種能夠平衡受力狀態(tài)的Z軸升降機(jī)構(gòu)，其特征在于所述Z軸升降機(jī)構(gòu)包括下安裝座(I)、Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件(2)、預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)(3)、同步齒傳動(dòng)帶(7)、絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)(8)、上安裝蓋(9)、兩個(gè)連接板￠)、三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)，Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件(2)包括Z軸電機(jī)座(10)、編碼器定位管(12)、編碼器(14)、Z軸伺服電機(jī)(15)、磨擦式制動(dòng)器(17)、同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪(19)和連接板(20)，所述Z軸伺服電機(jī)(15)軸的上端為輸出軸(15-1)、下端為電機(jī)軸(15-2)，所述Z軸伺服電機(jī)(15)安裝在Z軸電機(jī)座(10)內(nèi)，且Z軸伺服電機(jī)(15)的輸出軸(15-1)位于Z軸電機(jī)座(10)的外部，輸出軸(15-1)的上端設(shè)有傳動(dòng)外齒(15-1-1)，所述磨擦式制動(dòng)器(17)和同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪(19)由下至上依次安裝在Z軸伺服電機(jī)(15)的輸出軸(15-1)上,且同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪(19)的中心內(nèi)齒與傳動(dòng)外齒(15-1-1)嚙合，連接板(20)安裝在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪(19)的端面上，所述編碼器(14)設(shè)置在Z軸電機(jī)座(10)內(nèi)，且編碼器(14)安裝在Z軸伺服電機(jī)(15)上的電機(jī)軸(15-2)，編碼器定位管(12)設(shè)置在Z軸電機(jī)座(10)外面，且編碼器定位管(12)設(shè)置在編碼器(14)上的彈性定位片(14-1)與Z軸電機(jī)座(10)下端的法蘭之間；預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)(3)包括預(yù)緊輪支撐架(24)、預(yù)緊輪支撐架上蓋(25)、三個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)(27)，預(yù)緊輪支撐架上蓋(25)安裝在預(yù)緊輪支撐架(24)的上端面上，三個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)(27)均布設(shè)置在預(yù)緊輪支撐架上蓋(25)的上端面上，且每個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)(27)安裝在預(yù)緊輪支撐架上蓋(25)上，每個(gè)預(yù)緊輪滑動(dòng)架機(jī)構(gòu)(27)包括預(yù)緊輪定位塊外板(31)、預(yù)緊輪定位塊(33)、預(yù)緊輪定位滑塊(34)、預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸(35)、預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架(37)、兩個(gè)推力頂絲(28)、兩個(gè)鎖緊螺母(29)和兩個(gè)預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)(38)，預(yù)緊輪定位塊(33)的上端面上設(shè)有T形槽(33-1)，預(yù)緊輪定位滑塊(34)的下端設(shè)有與T形槽(33-1)相配合的T形頭(34-1)，T形頭(34_1)與T形槽(33-1)配合安裝，預(yù)緊輪定位塊外板(31)安裝在預(yù)緊輪定位塊(33)的外側(cè)端面上，兩個(gè)推力頂絲(28)通過鎖緊螺母(29)與預(yù)緊輪定位塊外板(31)上的螺孔(3-1)螺紋連接，螺孔(3-1)與T形頭(34-1)的端面正對(duì)，預(yù)緊輪定位滑塊(34)上朝向Z軸中心的側(cè)面上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽(34-2)，轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽(34-2)側(cè)的預(yù)緊輪定位滑塊(34)上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸光孔(34-3)，轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽(34-2)下側(cè)的預(yù)緊輪定位滑塊(34)上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸螺紋孔(34-4)，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架(37)設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝槽(34-2)中，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架支撐軸(35)穿過旋轉(zhuǎn)軸光孔(34-3)和預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架(37)與旋轉(zhuǎn)軸螺紋孔(34-4)螺紋連接，預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架(37)上的兩個(gè)對(duì)稱的凸圓部上分別安裝有預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)(38)，且預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)(38)上的預(yù)緊輪軸(39)安裝在與其對(duì)應(yīng)的預(yù)緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)架(37)上的凹孔(37-1)中；每個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)包括下軸承擋環(huán)(44)、下軸用彈性擋圈(45)、下深溝球軸承(46)、止推軸承座(47)、止推軸承(49)、止推軸承座蓋(50)、同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪(53)、傳動(dòng)絲杠軸(54)、上軸承擋環(huán)(56)、上深溝球軸承(57)、上軸用彈性擋圈(58)，所述傳動(dòng)絲杠軸(54)的上部為傳動(dòng)絲杠(54-1)，所述傳動(dòng)絲杠軸(54)的下部為光軸(54-2)，同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪(53)安裝在光軸(54-2)，上軸承擋環(huán)(56)、上深溝球軸承(57)和上軸用彈性擋圈(58)由下至上依次安裝在傳動(dòng)絲杠軸(54)的上端，止推軸承座蓋(50)、止推軸承(49)、止推軸承座(47)、下深溝球軸承(46)、下軸用彈性擋圈(45)和下軸承擋環(huán)(44)由上至下依次安裝在傳動(dòng)絲杠軸(54)的下端；所述絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)(8)包括Z軸活動(dòng)托架(59)和三個(gè)滾珠絲母￠1)，Z軸活動(dòng)托架(59)由中心盤(59-1)和三個(gè)絲母托架(59-2)，三個(gè)絲母托架(59_2)沿中心盤(59_1)的外表面均布設(shè)置，每個(gè)絲母托架(59-2)的外側(cè)端面上設(shè)有絲母安裝孔(59-2-1)，每個(gè)絲母安裝孔(59-2-1)中裝有一個(gè)滾珠絲母(61)，每個(gè)滾珠絲母￠1)的軸心處設(shè)有與傳動(dòng)絲杠(54-1)配合的螺扣(61-1)，上安裝蓋(9)與下安裝座(I)上下正對(duì)設(shè)置，下安裝座(I)的端面上靠近邊緣處沿同一圓周均布設(shè)有三個(gè)下軸承安裝孔(1-1)，上安裝蓋(9)的端面上沿同一圓周均布設(shè)有三個(gè)上軸承安裝孔(9-1)，且三個(gè)上軸承安裝孔(9-1)與三個(gè)下軸承安裝孔(1-1) 一一正對(duì)，Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件(2)、預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)(3)、同步齒傳動(dòng)帶(7)、絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)(8)、兩個(gè)連接板(6)和三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)均設(shè)置在上安裝蓋(9)與下安裝座⑴之間，Z軸電機(jī)座(10)與下安裝座⑴連接，預(yù)緊輪支撐架(24)套裝在Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件(2)上，且預(yù)緊輪支撐架(24)與下安裝座(I)連接，三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)沿同一圓周均布設(shè)置在上安裝蓋(9)與下安裝座(I)之間，同步齒傳動(dòng)帶(7)的中心端(7-1)套裝在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪(19)上，同步齒傳動(dòng)帶(7)的三個(gè)外側(cè)端(7-2)分別套裝在三個(gè)同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪(53)上，預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)(3)上的六個(gè)預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)(38)貼覆在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪(19)的齒面上，Z軸活動(dòng)托架(59)設(shè)置在預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)(3)的上方，且預(yù)緊輪支撐機(jī)構(gòu)(3)上的三個(gè)滾珠絲母￠1)分別與三個(gè)傳動(dòng)絲杠(54-1)螺紋連接，每個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)上的下深溝球軸承(46)安裝在下安裝座(I)相應(yīng)的下軸承安裝孔(1-1)內(nèi)，每個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)上的上深溝球軸承(57)安裝在相應(yīng)的上軸承安裝孔(9-1)內(nèi)，兩個(gè)連接板(6)以Z軸伺服電機(jī)(15)的軸心線對(duì)稱設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種能夠平衡受力狀態(tài)的Z軸升降機(jī)構(gòu)，其特征在于每個(gè)預(yù)緊輪機(jī)構(gòu)(38)包括預(yù)緊輪軸(39)、預(yù)緊輪(41)、軸用彈性擋圈(42)和兩個(gè)預(yù)緊輪軸承(40)，所述在預(yù)緊輪(41)的內(nèi)腔上下凹緣處各安裝一個(gè)預(yù)緊輪軸承(40)，預(yù)緊輪(41)安裝在預(yù)緊輪軸(39)上，軸用彈性擋圈(42)安裝于外露在預(yù)緊輪(41)上端面的預(yù)緊輪軸(39)上端的凹槽內(nèi)。
全文摘要
一種能夠平衡受力狀態(tài)的Z軸升降機(jī)構(gòu)，它涉及一種半導(dǎo)體硅片傳輸機(jī)器人制造領(lǐng)域，以解決現(xiàn)有Z軸傳動(dòng)升降機(jī)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)不好、滾珠導(dǎo)軌產(chǎn)生較大的微觀變形的問題。上安裝蓋與下安裝座上下正對(duì)設(shè)置，Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件與下安裝座連接，預(yù)緊輪支撐架套裝在Z軸驅(qū)動(dòng)裝置組件上，預(yù)緊輪支撐架與下安裝座連接，三個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿同一圓周均布設(shè)置在上安裝蓋與下安裝座之間，同步齒傳動(dòng)帶的中心端套裝在同步傳動(dòng)主動(dòng)齒輪上，同步齒傳動(dòng)帶的三個(gè)外側(cè)端分別套裝在三個(gè)同步傳動(dòng)被動(dòng)齒輪上，三個(gè)滾珠絲母分別與三個(gè)傳動(dòng)絲杠螺紋連接，下深溝球軸承安裝在下安裝座的下軸承安裝孔內(nèi)，上深溝球軸承安裝在上軸承安裝孔內(nèi)。本發(fā)明用于硅片傳輸機(jī)器人上。
文檔編號(hào)F16H25/22GK102623375SQ20121006862
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者劉延杰, 吳明月, 孫立寧, 榮偉彬 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)