CN108214423A - 一种用于oled检测设备的运动平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及运动平台技术领域，尤其是一种用于OLED检测设备的运动平台，该平台由上至下机构依次包括：真空吸盘、Z向微调台，XY方向移动台、大理石基座，所述Y1永磁直线电机与Y2永磁直线电机一侧均设置有Y向机械缓冲器，所述X永磁直线电机一侧设置有X向机械缓冲器，其中Z向微调台包括Z向永磁直线电机、Z向机构、Z向平衡弹簧与Z向载物台，所述Z向载物台一侧设置有楔形块，所述Z向微调台安装有柔性弹片，简化了垂向的机构设计，减少了Z轴运动过程中的直线度误差。本发能够明保证载物台面在XY的整个运动行程内的垂向准确性，其在检测行程范围内载物台的平面度误差要小于1um，且具有紧凑、精密、高响应的特点。
Description
技术领域
本发明涉及运动平台技术领域，尤其涉及一种用于OLED检测设备的运动平台。
背景技术
检测设备运动平台属于大行程、高精密平台，该系列平台是集精密机械、高精密测量、运动控制等多项技术于一体的复杂***，运动平台可将一个大面积的待检测物分解为多个视场累加检测，通过控制运动台对OLED面板完成大面积的检测，平台的定位精度、平面度误差以及运行的匀速性决定了设备的检测精度，步进及运行速度决定设备的产率。
现有技术采用的是一种XY方向均采用机械导轨加永磁直线电机的驱动方式，Y向两套驱动装置安装于大理石基座两侧，X向平台安装于Y向的Y1与Y2运动机构上。现有平台全行程内的平面度误差一般都只能做到5-10um，并且需要高精度的机械加工件，以及繁琐的安装来保证。因此，有必要设计一款安装简单且平台有效行程范围内平面度达到1um左右的高精度运动平台。
现有技术的Z向调整台采用在龙门横梁上垂直XY平面安装伺服电机加滚珠丝杆平台来实现微调。该驱动形式体积较大，调整精度低，动态响应慢、特性较差。因此，有必要设计一款满足设备需求的紧凑、精密、高响应特点的Z向调整台。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在动态响应慢、特性较差的缺点，而提出的一种用于OLED检测设备的运动平台。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种用于OLED检测设备的运动平台，该平台由上至下机构依次包括：真空吸盘、Z向微调台，XY方向移动台、大理石基座，XY方向移动台由三套相互独立的Y方向上平行的Y1永磁直线电机、Y2永磁直线电机和X永磁直线电机，所述Y1永磁直线电机与Y2永磁直线电机一侧均设置有Y向机械缓冲器，所述X永磁直线电机一侧设置有X向机械缓冲器，其中Z向微调台包括Z向永磁直线电机、Z向机构、Z向平衡弹簧与Z向载物台，所述Z向载物台一侧设置有楔形块，所述Z向微调台安装有柔性弹片，简化了垂向的机构设计，减少了Z轴运动过程中的直线度误差。
优选的，所述Z向机构安装有两组机械导轨单元，所述机械导轨单元包括Z1向机械导轨与Z2向机械导轨，其中Z1向机械导轨用于楔形块与底板连接，另外一组Z2向机械导轨用于楔形块与Z向载物台连接。
优选的，所述Z向载物台通过柔性弹片与Z向机构的底板连接。
优选的，Z向机构的所述底板上安装有Z向永磁直线电机定子，且Z向永磁直线电机定子设置在Z向永磁直线电机上，楔形块上安装有Z向永磁直线电机动子。
优选的，所述Z向载物台下端面与Z向机构的底板之间安装有Z向平衡弹簧，此Z向平衡弹簧可补偿Z向载物台与所述真空吸盘的重量。
优选的，所述Z向机构内设置有光栅尺，所述Z向机构中的光栅尺安装于Z向机构的楔形块上，所述底板上还设置有读数头。
优选的，Y向的导向机构为两套高精密的滚柱导轨，且滚柱导轨分别安装于大理石基座Y向的两侧。
优选的，所述XY方向运动台的两侧为Y向运动方向，其中Y1永磁直线电机的定子安装于大理石基座上，Y1永磁直线电机的动子与该侧Y1机械导轨上的Y1永磁直线电机动子连接件连接，其中Y2永磁直线电机的定子安装于大理石基座上，Y2永磁直线电机的动子与该侧Y2机械导轨上的Y2永磁直线电机动子连接件连接，Y1，Y2向中的读数头分别固定在Y1永磁直线电机动子连接件与Y2永磁直线电机动子连接件上。
优选的，所述Y1机械导轨与Y2机械导轨上还包括Y向反馈光栅尺，且Y向反馈光栅尺安装于大理石基座上。
优选的，Y1机械导轨、Y2机械导轨之间为X向气浮导轨，所述X向气浮导轨中间安装有Z永磁直线电机定子，以及X向反馈光栅尺。
优选的，X向气浮导轨左右两侧与X向气浮滑块下气浮底板为气浮板，上盖板固定连接在两侧气浮板的上端，且上盖板用于承载真空吸盘，形成一个“口”字型的气浮滑块。
优选的，所述气浮滑块部分的X向气浮滑块下气浮底板与所述大理石基座上表面形成10um左右的气膜，所述X向气浮滑块下气浮底板四角为气浮区域。
优选的，所述X向永磁直线电机的动子与气浮滑块的上盖板连接。
优选的，所述X向气浮导轨上端面的两侧安装有磁预载用的钢条，所述气浮滑块的上盖板内部安装有永磁体，组成X向气浮滑块的磁预载，与X向气浮滑块下气浮底板气浮组合使用达到X向气浮滑块的高刚度性能。
本发明提出的一种用于OLED检测设备的运动平台，有益效果在于：该用于OLED检测设备运动平台需要做高精度的XY平面运动以及在Z方向具有高速、高精度的微调功能，并且气浮滑台采用磁预载的方式，来保证载物台面在XY的整个运动行程内的垂向准确性，其在检测行程范围内载物台的平面度误差要小于1um，且设备具有紧凑、精密、高响应的特点。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于OLED检测设备的运动平台的结构示意图；
图2为本发明提出的一种用于OLED检测设备的运动平台的Z向微调台主视结构示意图；
图3为本发明提出的一种用于OLED检测设备的运动平台的Z向微调台侧视结构示意图；
图4为本发明提出的一种用于OLED检测设备的运动平台的结构示意图。
图中：1大理石基座，2Y1机械导轨，3Y1永磁直线电机，4Y2机械导轨，5X向气浮导轨，6X永磁直线电机，7钢条，8Y向机械缓冲器，9X向机械缓冲器，10Y2永磁直线电机，101Y2永磁直线电机动子连接件，11Y向反馈光栅尺，12X向反馈光栅尺，13读数头，14X向气浮滑块下气浮底板，15气浮板，16气浮滑块，17Z向微调台，18真空吸盘，19永磁体，20Z向载物台，21Z向平衡弹簧，22光栅尺，23楔形块，24Z向永磁直线电机，25底板，26柔性弹片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种用于OLED检测设备的运动平台，该平台由上至下机构依次包括：真空吸盘18、Z向微调台，XY方向移动台、大理石基座1，XY方向移动台由三套相互独立的Y方向上平行的Y1永磁直线电机3、Y2永磁直线电机10和X永磁直线电机6，XY方向运动台的两侧为Y向运动方向，其中Y1永磁直线电机3的定子安装于大理石基座1上，Y1永磁直线电机3的动子与该侧Y1机械导轨2上的Y1永磁直线电机动子连接件连接，其中Y2永磁直线电机10的定子安装于大理石基座1上，Y2永磁直线电机10的动子与该侧Y2机械导轨4上的Y2永磁直线电机动子连接件101连接，Y1，Y2向中的读数头13分别固定在Y1永磁直线电机动子连接件与Y2永磁直线电机动子连接件101上。
Y1永磁直线电机3与Y2永磁直线电机10一侧均设置有Y向机械缓冲器8，Y向的导向机构为两套高精密的滚柱导轨，且滚柱导轨分别安装于大理石基座1Y向的两侧。
X永磁直线电机6一侧设置有X向机械缓冲器9，其中Z向微调台17包括Z向永磁直线电机24、Z向机构、Z向平衡弹簧21与Z向载物台20，Z向载物台20一侧设置有楔形块23，Z向微调台17安装有柔性弹片26，Z向载物台20通过柔性弹片26与Z向机构的底板25连接，简化了垂向的机构设计，减少了Z轴运动过程中的直线度误差，Z向机构的底板25上安装有Z向永磁直线电机定子，且Z向永磁直线电机定子设置在Z向永磁直线电机24上，楔形块23上安装有Z向永磁直线电机动子。
Z向机构安装有两组机械导轨单元，机械导轨单元包括Z1向机械导轨与Z2向机械导轨，其中Z1向机械导轨用于楔形块与底板25连接，另外一组Z2向机械导轨用于楔形块23与Z向载物台20连接，Z向载物台20下端面与Z向机构的底板25之间安装有Z向平衡弹簧21，此Z向平衡弹簧21可补偿Z向载物台20与真空吸盘18的重量，Z向平衡弹簧21的数量为3个，且之间呈三角形布置，其质心接近载物台几何中心，用于平衡载物台和真空吸盘的质量，机械导轨***可使Z向载物台20具有Y和Z方向的移动自由度，然后通过柔性弹片26对Z向载物台20的Y方向自由度的约束，可使Z向载物台20只具备Z方向的移动自由度，整个微调台是由直线电机驱动的。
Z向机构内设置有光栅尺22，Z向机构中的光栅尺22安装于Z向机构的楔形块23上，底板25上还设置有读数头13，Y1机械导轨2与Y2机械导轨4上还包括Y向反馈光栅尺11，且Y向反馈光栅尺11安装于大理石基座1上。
Y1机械导轨2、Y2机械导轨4之间为X向气浮导轨5，X向气浮导轨5中间安装有Z永磁直线电机定子13，以及X向反馈光栅尺12，X向气浮导轨5左右两侧与X向气浮滑块下气浮底板14为气浮板15，上盖板固定连接在两侧气浮板15的上端，且上盖板用于承载真空吸盘18，形成一个“口”字型的气浮滑块16，气浮滑块16部分的X向气浮滑块下气浮底板14与大理石基座1上表面形成10um左右的气膜，X向气浮滑块下气浮底板14四角为气浮区域，X向永磁直线电机6的动子与气浮滑块16的上盖板连接，气浮导轨16上端面的两侧安装有磁预载用的钢条7，气浮滑块16的上盖板内部安装有永磁体19，组成气浮滑块16的磁预载，与X向气浮滑块下气浮底板14气浮组合使用达到气浮滑块16的高刚度性能，气浮导轨上的钢条可使气浮滑块上连接件上的永磁体产生垂向吸力，垂向吸力使气浮滑块具有了Z方向的刚度，且垂向吸力与气浮底板产生的气浮力及承载达到平衡，使X向气浮回字形气浮滑块具有Z向双向刚度。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种用于OLED检测设备的运动平台，该平台由上至下机构依次包括：真空吸盘(18)、Z向微调台，XY方向移动台、大理石基座(1)，XY方向移动台由三套相互独立的Y方向上平行的Y1永磁直线电机(3)、Y2永磁直线电机(10)和X永磁直线电机(6)，所述Y1永磁直线电机(3)与Y2永磁直线电机(10)一侧均设置有Y向机械缓冲器(8)，所述X永磁直线电机(6)一侧设置有X向机械缓冲器(9)，其特征在于，其中Z向微调台(17)包括Z向永磁直线电机(24)、Z向机构、Z向平衡弹簧(21)与Z向载物台(20)，所述Z向载物台(20)一侧设置有楔形块(23)，所述Z向微调台(17)安装有柔性弹片(26)，简化了垂向的机构设计，减少了Z轴运动过程中的直线度误差。
2.根据权利要求1所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，所述Z向机构安装有两组机械导轨单元，所述机械导轨单元包括Z1向机械导轨与Z2向机械导轨，其中Z1向机械导轨用于楔形块与底板(25)连接，另外一组Z2向机械导轨用于楔形块(23)与Z向载物台(20)连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，所述Z向载物台(20)通过柔性弹片(26)与Z向机构的底板(25)连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，Z向机构的所述底板(25)上安装有Z向永磁直线电机定子，且Z向永磁直线电机定子设置在Z向永磁直线电机(24)上，楔形块(23)上安装有Z向永磁直线电机动子。
5.根据权利要求2所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，所述Z向载物台(20)下端面与Z向机构的底板(25)之间安装有Z向平衡弹簧(21)，此Z向平衡弹簧(21)可补偿Z向载物台(20)与所述真空吸盘(18)的重量。
6.根据权利要求2所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，所述Z向机构内设置有光栅尺(22)，所述Z向机构中的光栅尺(22)安装于Z向机构的楔形块(23)上，所述底板(25)上还设置有读数头(13)。
7.根据权利要求1所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，Y向的导向机构为两套高精密的滚柱导轨，且滚柱导轨分别安装于大理石基座(1)Y向的两侧。
8.根据权利要求1所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，所述XY方向运动台的两侧为Y向运动方向，其中Y1永磁直线电机(3)的定子安装于大理石基座(1)上，Y1永磁直线电机(3)的动子与该侧Y1机械导轨(2)上的Y1永磁直线电机动子连接件连接，其中Y2永磁直线电机(10)的定子安装于大理石基座(1)上，Y2永磁直线电机(10)的动子与该侧Y2机械导轨(4)上的Y2永磁直线电机动子连接件(101)连接，Y1，Y2向中的读数头(13)分别固定在Y1永磁直线电机动子连接件与Y2永磁直线电机动子连接件(101)上。
9.根据权利要求1所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，所述Y1机械导轨(2)与Y2机械导轨(4)上还包括Y向反馈光栅尺(11)，且Y向反馈光栅尺(11)安装于大理石基座(1)上。
10.根据权利要求1所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，Y1机械导轨(2)、Y2机械导轨(4)之间为X向气浮导轨(5)，所述X向气浮导轨(5)中间安装有Z永磁直线电机定子(13)，以及X向反馈光栅尺(12)。
11.根据权利要求10所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，X向气浮导轨(5)左右两侧与X向气浮滑块下气浮底板(14)为气浮板(15)，上盖板固定连接在两侧气浮板(15)的上端，且上盖板用于承载真空吸盘(18)，形成一个“口”字型的气浮滑块(16)。
12.根据权利要求10所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，所述气浮滑块(16)部分的X向气浮滑块下气浮底板(14)与所述大理石基座(1)上表面形成10um左右的气膜，所述X向气浮滑块下气浮底板(14)四角为气浮区域。
13.根据权利要求10所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，所述X向永磁直线电机(6)的动子与气浮滑块(16)的上盖板连接。
14.根据权利要求10所述的一种用于OLED检测设备的运动平台，其特征在于，所述X向气浮导轨(5)上端面的两侧安装有磁预载用的钢条(7)，所述气浮滑块(16)的上盖板内部安装有永磁体(19)，组成气浮滑块(16)的磁预载，与X向气浮滑块下气浮底板(14)气浮组合使用达到气浮滑块(16)的高刚度性能。
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