CN2338859Y - 高精度快速自动调平机构 - Google Patents

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胡松
姚汉民
罗正全
刘业异
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Abstract

本实用新型是在高精度仪器设备用于调平工件。其调平原理是:由电机带动偏心轮转动,基座中的弹簧使顶钉与偏心轮相靠,带动定位钉和定标板沿轴承套上下移动,定标板为气浮止推轴承,端面均布若干个节流微孔;承件台与半球相连,当在半球和半球座之间通以压力空气时,承件台可绕半球座球心转动,由上升气缸带动承件台上下移动。当工件与定标板接近时,形成气膜而间接相靠将工件调平。具有调平精度高、速度快和不损伤工件表面的特点。

Description

高精度快速自动调平机构
本实用新型是一种高精度快速自动调平机构，属于对精密仪器中调平机构的进一步改进。
精密仪器设备对工件进行调平通常要求精度高、效率高且不损伤工件表面。已有的自动调平机构有的采用电机加丝杠螺母或压电陶瓷在承件台下三点(或四点)调平工件，这种调平机构不损伤工件表面，但由于丝杠螺母存在间隙、而压电陶瓷有空回，难以达到很高的精度，同时由于需逐点反复调节，且因是对工件背面进行调节，所以，调平完毕还需进行检测，故效率不高；已有另一种自动调平机构则将工件的上表面与定标板直接相靠而调平，这种自动调平机构的效率较高，但由于工件表面直接与定标板接触，易损伤工件表面，且定标板的面形误差直接影响调平精度。
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足而提供一种通过气膜间接与工件接触的非接触式高精度快速自动调平机构。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：电机带动偏心轮转动，基座中的弹簧使顶钉与偏心轮相靠，从而带动定位钉和定标板沿轴承套上下移动，定标板为气浮止推轴承，其端面均布若干个节流微孔；承件台与半球相连，当在半球和半球座之间通以压力空气时，承件台可绕半球座球心转动，由上升气缸带动承件台上下移动。
本实用新型的目的还通过以下措施来达到：三个呈等分分布柔性铰链杠杆机构固定于轴承套和基座之间，每个柔性铰链杠杆机构的杠杆、不动体以及孔与孔壁构成的杠杆支点和柔性铰支均为同一块材料制成一体结构；电机的头端位于固定与基座上的上限位开关和下限位开关之间；定标板上的节流微孔直径为0.15～0.4mm。
附图说明：
图1为本实用新型结构图
图2为柔性铰链杠杆机构结构图
图3为柔性铰链杠杆机构A-A剖面图
下面将结合附图对本实用新型作进一步详述：
如图1所示：电机(1)经过减速箱(2)带动偏心轮(3)转动，基座(12)中的弹簧(20)使顶钉(4)与偏心轮(3)相靠，顶钉(4)带动定位钉(5)和轴(7)及其上的气浮止推轴承定标板(19)沿轴承套(9)上下移动，轴(7)和轴承套(9)之间是钢球(8)。
调节三个呈等边分布的柔性铰链杠杆机构(10)的调节螺钉(11)可将定标板(19)找平，当定标板(19)下行至定位钉(5)与定位块(6)相接触时，即到达定标位，电机(1)继续转动，偏心轮(3)与顶钉(4)脱开，直至电机碰到下限位开关(21)后停转，定标板(19)被锁定在定标位。在半球(15)和半球座(16)间通以压力空气，工件(13)和承件台(14)可绕半球座(16)的球心转动。上升气缸(17)带动(工件)向上移动接近定标板(19)时，工件(13)和定标板(19)间形成气膜，若弹簧(20)在定标位的拉力(含运动部件重力)大于上升气缸(17)的推力，则可保证定标位不变。随着工件(13)的上升，气膜间隙减小，气膜内压强增大(但不超过供气压强)，当气膜产生的压力与上升气缸(17)的推力平衡时，工件(13)不能再向上移动。这时，将半球(15)与半球座(16)间的压力空气切换为真空，并用薄膜气缸(18)锁紧上升气缸(17)，最后关掉上升气缸(17)和定标板(19)的压力空气，电机反转带动定标板(19)上升，直至碰上限位开关(22)为止，定标板(19)被定位在上限位位置，调平完成。
如图2和图3所示：柔性铰链杠杆机构中，不动体(32)固定于基座(12)上，孔(23)和孔(24)的壁厚为杠杆(31)的支点，不动体
(32)与杠杆(31)之间有调节螺钉(11)，孔(25)与(26)、孔(27)与(28)、孔(29)与(30)构成三个柔性铰链而使杠杆(31)与轴承套
(9)弹性连接。
本实用新型相比已有技术具有如下优点：
1．采用气浮止推轴承作定标板，调平时定标板与工件通过气膜间接接触，不会损伤工件表面，同时由于气膜的均化效应，定标板的面形误差对调平精度的影响大大缩小，从而可得到很高的调平精度。
2．通过偏心轮将电机的角位移转换为线位移，传动机构简单；定标板的上下移动通过钢球直线轴承导向，导向精度高，运动阻力小；定标板的上下移动范围可通过顶钉调节，上限位开关和下限位开关则可将其锁定在上限位位和定标位，而定标位又可通过定位钉设定，调节很方便。
3．通过调节柔性铰链杠杆机构的调节螺钉可使定标板找平，找平方便且精度高。
4．上升气缸可保证厚度在较大范围内变化的工件调平完后均处于定标位。
5．采用对工件上表面调平，调平完后不需检平；工件与定标板只相靠一次即可将工件调平；调平速度快、效率高。

Claims (5)

1．本实用新型由电机驱动定标板对承件台上的工件调平，其特征在于电机(1)带动偏心轮(3)转动，基座(12)中的弹簧(20)使顶钉(4)与偏心轮(3)相靠，从而带动定位钉(5)和轴(7)沿轴承套(9)上下移动，均布由若干个节流小孔的定标板(19)固定与轴(7)的端面；在半球座(16)和与承件台(14)相连的半球(15)之间，进行压力空气和真空切换，则承件台(14)可绕半球座球心旋转或被锁紧；上升气缸(17)保证厚度不同的硅片都能被调平。
2．如权利1所述的机构，其特征在于三个柔性铰链杠杆机构(10)呈等分分布固定在轴承套(9)和基座(12)之间。
3．如权利1和2所述的机构，其特征在于柔性铰链杠杆机构(10)的杠杆(31)、不动体(32)以及其上的孔与孔间壁构成的杠杆支点和柔性铰链，均为同一块材料构成的一体结构。
4．如权利1所述的机构，其特征在于电机(1)的一端位于固定在基座(12)上的上限位开关和下限位开关之间。
5．如权利1所述的机构，其特征在于定标板(19)上的节流微孔直径为0.15～0.4毫米。
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