一種動態(tài)特性自適應(yīng)匹配的微結(jié)構(gòu)陣列精密加工機床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及精密運動平臺，尤其涉及一種動態(tài)特性自適應(yīng)匹配的微結(jié)構(gòu)陣列精密加工機床。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，經(jīng)常需要在工件上加工制造一些精密微結(jié)構(gòu)。精密沖壓機床是一種完成上述工序的加工設(shè)備。當(dāng)前沖壓設(shè)備存在的問題有:(I)沖壓機的沖壓精度有限；(2)沖壓機的加工效率不高；(3)沖壓設(shè)備的工藝調(diào)節(jié)較為復(fù)雜?，F(xiàn)有技術(shù)的微沖壓機床中在常規(guī)XY平臺上設(shè)置一個Z向精密沖壓機構(gòu)，在Z向精密沖壓機構(gòu)中采用壓電陶瓷驅(qū)動器和彈性裝置等來帶動微沖壓頭在工件上加工出微形結(jié)構(gòu)。其中，Z向沖壓過程采用位置控制系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)方案由于是在常規(guī)的XY平臺上增設(shè)Z向精密沖壓機構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)上較為笨重。此外，現(xiàn)有技術(shù)方案中Z向運動采用位置控制系統(tǒng)，而沖壓頭在與工件的接觸沖壓行程中沖壓力變化較大，位移控制方式會導(dǎo)致實際的沖壓精度有限。而為達到高的沖壓精度，現(xiàn)有技術(shù)方案中往往需要進行較為復(fù)雜的工藝調(diào)整過程，且通常會犧牲加工效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提出一種縮短對位時間，減少運動偏差，提高加工效率和加工精度的動態(tài)特性自適應(yīng)匹配的微結(jié)構(gòu)陣列精密加工機床。
[0004]為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種精密微沖壓機床，包括Y向運動機構(gòu)、X向運動機構(gòu)和Z向精密沖壓機構(gòu)，所述X向運動機構(gòu)通過X向支架固定于底座上，所述Z向精密沖壓機構(gòu)通過X&Z聯(lián)動平臺和X&Z復(fù)合導(dǎo)軌滑塊安裝于所述X向運動機構(gòu)的X向?qū)к?，并在所述X向運動機構(gòu)的X向驅(qū)動帶動下實現(xiàn)X向運動；
[0006]工件放置在所述Y向運動機構(gòu)的Y向運動平臺上，并通過所述Y向運動機構(gòu)I實現(xiàn)Y向運動。
[0007]優(yōu)選的，所述Z向精密沖壓機構(gòu)包括Z向運動平臺、Z向調(diào)節(jié)機構(gòu)和微沖壓機構(gòu)，所述Z向調(diào)節(jié)機構(gòu)和所述微沖壓機構(gòu)安裝于所述Z向運動平臺；
[0008]所述Z向調(diào)節(jié)機構(gòu)包括驅(qū)動、Z向?qū)к?、滾珠絲桿、絲桿螺母和螺母座，所述驅(qū)動和所述Z向?qū)к壒潭ㄓ谒鯶向運動平臺，所述滾珠絲桿安裝于所述Z向運動平臺上并通過所述絲桿螺母和所述螺母座與所述X&Z聯(lián)動平臺固定連接；
[0009]所述微沖壓機構(gòu)通過所述驅(qū)動控制所述滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動帶動所述Z向運動平臺與所述X&Z聯(lián)動平臺在Z向的相對運動來實現(xiàn)在Z向位置的調(diào)整。
[0010]優(yōu)選的，所述微沖壓機構(gòu)包括薄膜組、刀架、驅(qū)動電機和微沖壓頭，所述驅(qū)動電機固定于所述Z向運動平臺，所述驅(qū)動電機的動子與所述刀架連接并驅(qū)動所述刀架在Z向的微平動，所述微沖壓頭固定于所述刀架上。
[0011]優(yōu)選的，所述微沖壓機構(gòu)還包括薄膜預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺栓，所述Z向運動平臺的基體與所述薄膜組連接處設(shè)置有長條形孔槽，所述薄膜預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺栓于所述孔槽。
[0012]優(yōu)選的，所述微沖壓機構(gòu)還設(shè)置有電容式位移傳感器。
[0013]優(yōu)選的，所述薄膜組與所述刀架采用一體加工方式嵌在所述Z向運動平臺。
[0014]優(yōu)選的，所述驅(qū)動為伺服電機或手動螺旋調(diào)節(jié)裝置。
[0015]優(yōu)選的，所述Y向運動機構(gòu)包括底座、Y向?qū)к墶向運動平臺、Y向驅(qū)動、Y向?qū)к壔瑝K，所述Y向?qū)к壒潭ㄓ谒龅鬃?，所述Y向運動平臺通過連接板安裝于所述Y向驅(qū)動的動子，所述Y向驅(qū)動的定子固定于所述底座上，所述Y向運動平臺通過所述Y向?qū)к壔瑝K和Y向?qū)к売伤鯵向驅(qū)動控制其在Y向的運動。
[0016]優(yōu)選的，所述X向?qū)к壒潭ㄓ谒鯴向支架，所述X向驅(qū)動的定子固定于所述X向支架，所述X向驅(qū)動的動子固定于所述X&Z聯(lián)動平臺上。
[0017]優(yōu)選的，所述Y向運動機構(gòu)還包括固定在所述底座上的Y向光柵尺，所述X向運動機構(gòu)還包括固定在所述X向支架的X向光柵尺。
[0018]本實用新型的有益效果:
[0019]1、X&Z聯(lián)動的設(shè)置，帶動Z向精密沖壓機構(gòu)完成X向運動，Y向運動機構(gòu)帶動工件完成Y向運動，縮短對位時間，減少運動偏差，提高加工效率和加工精度；
[0020]2、Z向精密沖壓機構(gòu)中的Z向調(diào)節(jié)機構(gòu)通過伺服電機和滾珠絲杠方式使Z向運動平臺與X&Z聯(lián)動平臺產(chǎn)生Z向相對運動，進而帶動微沖壓機構(gòu)完成Z向位置調(diào)整，實現(xiàn)沖壓；
[0021]3、通過調(diào)整微沖壓機構(gòu)中的薄膜預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺栓可以改變薄膜組內(nèi)的預(yù)應(yīng)力，進而改變微沖壓機構(gòu)的動力學(xué)特性，匹配不同的工況及工藝要求。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本實用新型的一個實施例的結(jié)構(gòu)拆分示意圖；
[0024]圖3是本實用新型的一個實施例的Z向精密沖壓機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本實用新型的一個實施例的微沖壓機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中:Y向運動機構(gòu)1，X向運動機構(gòu)2，Z向精密沖壓機構(gòu)3，底座101，Y向?qū)к?02，Y向驅(qū)動的定子103，Y向?qū)к壔瑝K104，Y向運動平臺105，Y向驅(qū)動的動子106，連接板107，X向支架201，X向驅(qū)動的定子202，X向?qū)к?03，X向驅(qū)動的動子204，X&Z聯(lián)動平臺205，X&Z復(fù)合導(dǎo)軌滑塊206，Z向運動平臺301，驅(qū)動303，Z向?qū)к?04，薄膜預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺栓307，微沖壓頭308，滾珠絲桿311，絲杠螺母312，螺母座313，薄膜組321，刀架322，驅(qū)動電機323，孔槽325。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0028]一種動態(tài)特性自適應(yīng)匹配的微結(jié)構(gòu)陣列精密加工機床，包括Y向運動機構(gòu)1、X向運動機構(gòu)2和Z向精密沖壓機構(gòu)3，所述X向運動機構(gòu)2通過X向支架201固定于底座101上，所述Z向精密沖壓機構(gòu)3通過X&Z聯(lián)動平臺205和X&Z復(fù)合導(dǎo)軌滑塊206安裝于所述X向運動機構(gòu)2的X向?qū)к?03，并在所述X向運動機構(gòu)2的X向驅(qū)動帶動下實現(xiàn)X向運動；
[0029]工件放置在所述Y向運動機構(gòu)I的Y向運動平臺105上，并通過所述Y向運動機構(gòu)I實現(xiàn)Y向運動。
[0030]現(xiàn)有技術(shù)是在常規(guī)的XY平臺上增設(shè)Z向精密沖壓機構(gòu)，工件需通過XY平臺的X向運動和Y向運動運動到Z向精密沖壓機構(gòu)下方，由Z向精密沖壓機構(gòu)完成沖壓工序，整體結(jié)構(gòu)較為笨重，所需運動時間較長，降低加工效率，此外，XY方向運動的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致運動平臺在移動時容易出現(xiàn)偏差，使工件沖壓加工的精度降低。如圖1所示，本實用新型是將Z向精密沖壓機構(gòu)3結(jié)合X向運動機構(gòu)2聯(lián)動安裝，實現(xiàn)Z向精密沖壓機構(gòu)3的X向運動，工件通過Y向運動機構(gòu)I實現(xiàn)Y向運動，Z向精密沖壓機構(gòu)3和工件分別在各自的X向或Y向上相對運動，縮短工位對準(zhǔn)的運動時間，提高工件加工效率，而且X向和Y向的運動不相干擾，無需工件多方位的移動，減少定位偏差，提高工件沖壓加工的精度，Z向精密沖壓機構(gòu)3與X向運動機構(gòu)2的聯(lián)動安裝使整體結(jié)構(gòu)更加簡單。
[0031]優(yōu)選的，所述Z向精密沖壓機構(gòu)3包括Z向運動平臺301、Z向調(diào)節(jié)機構(gòu)和微沖壓機構(gòu)，所述Z向調(diào)節(jié)機構(gòu)和所述微沖壓機構(gòu)安裝于所述Z向運動平臺301 ;
[0032]所述Z向調(diào)節(jié)機構(gòu)包括驅(qū)動303、Z向?qū)к?04、滾珠絲桿311、絲桿螺母312和螺母座313，所述驅(qū)動303和所述Z向?qū)к?04固定于所述Z向運動平臺301，所述滾珠絲桿311安裝于所述Z向運動平臺301上并通過所述絲桿螺母312和所述螺母座313與所述X&Z聯(lián)動平臺205固定連接；
[0033]所述微沖壓機構(gòu)通過所述驅(qū)動303控制所述滾珠絲杠311的轉(zhuǎn)動帶動所述Z向運動平臺301與所述X&Z聯(lián)動平臺205在Z向的相對運動來實現(xiàn)在Z向位置的調(diào)整。
[0034]如圖3所示，Z向精密沖壓機構(gòu)中的Z向調(diào)節(jié)機構(gòu)通過驅(qū)動303結(jié)合滾珠絲桿311的方式使Z向運動平臺301與X&Z聯(lián)動平