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CN118832526A - 一种游星轮外圈贴带传动装置以及外圈驱动系统 - Google Patents

一种游星轮外圈贴带传动装置以及外圈驱动系统 Download PDF

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CN118832526A
CN118832526A CN202411324905.4A CN202411324905A CN118832526A CN 118832526 A CN118832526 A CN 118832526A CN 202411324905 A CN202411324905 A CN 202411324905A CN 118832526 A CN118832526 A CN 118832526A
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CN
China
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synchronous belt
clamping piece
movable clamping
wheel
driving
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党金行
寇明虎
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Beijing Tesidi Semiconductor Equipment Co ltd
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Beijing Tesidi Semiconductor Equipment Co ltd
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Abstract

本申请提供一种游星轮外圈贴带传动装置,涉及半导体加工设备技术领域,包括:主动机构、传动机构和从动机构;其中,所述主动机构用于提供旋转动力;所述传动机构包括主动轮、从动轮以及双面同步带,所述双面同步带的内侧具有内齿结构,外侧具有外齿结构,所述双面同步带环绕于所述主动轮与所述从动轮之间;所述从动机构包括大圈同步带和销齿圈,所述大圈同步带的带齿结构与所述双面同步带的外齿结构相啮合,所述大圈同步带套设于所述销齿圈的外侧并与所述销齿圈固定连接,所述销齿圈以工作台的圆心为转动中心环绕转动于所述工作台的外侧并用于带动游星轮转动。解决了相关技术中游星轮运行不平稳或震动而导致晶圆片的研磨抛光质量下降、甚至造成晶圆片报废的缺陷。

Description

一种游星轮外圈贴带传动装置以及外圈驱动系统
技术领域
本申请涉及半导体加工设备技术领域,具体而言,涉及一种游星轮外圈贴带传动装置以及外圈驱动系统。
背景技术
半导体晶圆片(晶体圆片)加工是半导体器件、芯片制造的重要环节,半导体晶圆片的研磨抛光是晶圆片最为关键的加工处理工序。当前,高档数控晶圆片研磨抛光机床主要采用上、下研磨盘和双驱动游星轮结构,游星轮在上研磨盘和下研磨盘之间,晶圆片含在游星轮腹孔内、并能够随游星轮运动,在运动过程中对晶圆片进行研磨抛光加工。所谓高档数控晶圆片研磨抛光机床、或柔性加工生产线,就是对游星轮的自转、公转、转速、转向和上研磨盘的转速、转向、下研磨盘的转速、转向以及对晶圆片压力等各参数能够智能控制,使晶圆片获得更高的加工效率和加工质量。在高档数控晶圆片加工机床上,游星轮的运行轨迹极为重要,游星轮的轮齿分别与中心驱动系统的外齿和外圈驱动系统的内齿相啮合,中心驱动系统和外圈驱动系统带动游星轮运动、实现游星轮的自转和公转,机床的数控系统能够通过中心驱动系统和外圈驱动系统对游星轮的自转、公转、转速、转向等参数进行智能控制,从而获得对晶圆片的最佳研磨抛光效果,同时,还能够实现对研磨盘的“自磨损修正”功能,使研磨盘能够长期保持在高精度状态下运行,减少了对研磨盘的修正频率和时间,延长了研磨盘的使用寿命。
目前,游星轮外圈驱动系统主要采用销齿传动机构,销齿轮为较大的圈状结构,由内、外两层销齿构成,内层销齿与游星轮的轮齿啮合,以实现游星轮的外圈驱动,外层销齿与主动齿轮的轮齿啮合,以获取销齿轮的驱动动力,主动齿轮与减速机、电机相连接;工作时,电机通过减速机带动主动齿轮,主动齿轮通过外层销齿带动销齿轮转动,销齿轮的内层销齿带动游星轮转动。
由于销齿轮的直径太大、甚至大于1500mm,销齿轮外层销齿的齿距误差很难控制,并且销齿轮与主动齿轮的传动为刚性啮合、“硬”碰“硬”,因此,在运行过程中经常出现脉振,销齿轮的脉振会直接传至游星轮,使游星轮出现运行不平稳、甚至震动,游星轮运行不平稳或震动会导致晶圆片的研磨抛光质量下降、甚至造成晶圆片的报废。
发明内容
本申请的目的在于提供一种游星轮外圈贴带传动装置以及外圈驱动系统,旨在解决相关技术中游星轮运行不平稳或震动而导致晶圆片的研磨抛光质量下降、甚至造成晶圆片报废的缺陷。
本申请的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述,并且部分地将从描述中变得显然,或者可以通过本申请的实践而习得。
根据本申请的第一方面,提供一种游星轮外圈贴带传动装置,包括:主动机构、传动机构和从动机构;其中,
所述主动机构用于提供旋转动力;
所述传动机构包括主动轮、从动轮以及双面同步带,所述主动机构用于带动所述主动轮旋转;所述从动轮位于所述主动轮的水平一侧;所述双面同步带的内侧具有内齿结构,外侧具有外齿结构,所述双面同步带环绕于所述主动轮与所述从动轮之间,所述双面同步带的内齿结构与所述主动轮和所述从动轮相啮合;
所述从动机构包括大圈同步带和销齿圈,所述大圈同步带的周向外壁具有带齿结构,所述大圈同步带的带齿结构与所述双面同步带的外齿结构相啮合,所述大圈同步带套设于所述销齿圈的外侧并与所述销齿圈固定连接,所述销齿圈以机床工作台的圆心为转动中心环绕转动于所述机床工作台的外侧并用于带动游星轮转动。
在本申请的一种示例性实施例中,所述双面同步带的外齿与所述大圈同步带的带齿结构为共轭同步带齿。
在本申请的一种示例性实施例中,所述大圈同步带为闭合环形同步带;或者,
所述大圈同步带具有一个或多个缺口,所述缺口的长度应为所述双面同步带中外齿结构节距的整数倍,并且所述缺口的长度需要小于所述双面同步带能够与所述大圈同步带啮合的长度。
在本申请的一种示例性实施例中,其特征在于,所述双面同步带靠近所述大圈同步带的一侧为弧形,所述双面同步带的弧形一侧的齿结构与所述大圈同步带的带齿结构完全啮合。
在本申请的一种示例性实施例中,还包括凸缘,用于放置所述传动机构,所述凸缘内底壁沿着向远离所述外圈座的方向开设有两个长形孔,所述主动轮和所述从动轮的底部分别转动连接于所述两个长形孔内,所述主动轮和所述从动轮的位置能够沿着所述长形孔的长度方向调整。
在本申请的一种示例性实施例中,所述主动轮与所述从动轮完全相同,所述主动轮与所述主动机构之间为可拆卸连接;所述从动轮与所述传动机构之间为可拆卸连接。
在本申请的一种示例性实施例中,所述销齿圈包括一个齿轮圈和若干个轴线沿竖直方向设置的销轴,若干个所述销轴以周向均匀分布的方式设置在所述齿轮圈的内侧,且每个所述销轴均与所述齿轮圈相对固定,所述游星轮与所述销轴相啮合。
根据本申请的第二方面,提供一种外圈驱动系统,上述所述的一种游星轮外圈贴带传动装置。
在本申请的一种示例性实施例中,还包括游星轮外圈滚道装置和游星轮外圈升降闪停装置。
在本申请的一种示例性实施例中,所述游星轮外圈滚道装置包括外圈座;所述外圈座套设在所述机床工作台的外侧,所述销齿轮转动于所述外圈座的顶部;所述销齿圈的下表面开设有环形结构的上滚道槽,所述外圈座的上表面开设有环形结构的下滚道槽,所述上滚道槽和所述下滚道槽叠合构成环形滚道,在所述环形滚道内装有若干个滚珠,所述滚珠能够在所述环形滚道内滚动。
在本申请的一种示例性实施例中,所述游星轮外圈升降闪停装置包括用于带动游星轮外圈沿竖直方向移动的升降机构以及用于对升降机构瞬间停止对游星轮外圈升降的闪停机构;其中,所述升降机构包括:
驱动装置,用于提供旋转动力;
丝轴,沿竖直方向设置,所述驱动装置带动所述丝轴转动,所述丝轴用于传输所述旋转动力,所述丝轴顶部的周向侧壁加工有螺纹结构;
丝母,螺纹连接于所述丝轴的顶部,通过所述丝轴转动能够使所述丝母沿竖直方向移动,所述丝母用于带动游星轮外圈升降;
所述闪停机构包括:
活动卡接件,与所述丝轴底部之间设置有能够使所述活动卡接件沿着所述丝轴的长度方向滑动但无法沿水平方向相对转动卡接结构;
固定卡接件,位于所述活动卡接件的上方,能够与所述活动卡接件形成卡接使二者相对固定,所述固定卡接件始终处于固定状态;
传动卡接件,位于所述活动卡接件的下方,能够与所述活动卡接件形成卡接使二者相对固定,所述驱动装置带动所述传动卡接件转动;
位移装置,用于带动所述活动卡接件上升或下降,当需要使所述驱动装置带动所述丝轴转动时,所述位移装置带动所述活动卡接件下降,使所述活动卡接件与所述传动卡接件卡接固定;当需要使所述丝轴闪停时,所述位移装置带动所述活动卡接件上升,使所述活动卡接件的与所述固定卡接件卡接固定。
在本申请的一种示例性实施例中,所述位移装置包括:
弹性组件,具有弹性性能,能够带动所述活动卡接件向上移动,使所述活动卡接件与所述固定卡接件卡接固定;
永磁环,具有磁性性能,环绕并固设于所述活动卡接件的周向外壁;
线圈环,与电源相连接,环绕于所述永磁环的外侧,通电后能够与所述永磁环之间发生磁极反应,使所述永磁环和所述活动卡接件克服所述弹性组件的弹力后一同向下移动,使所述活动卡接件与所述传动卡接件卡接固定。
在本申请的一种示例性实施例中,所述卡接结构包括花键套和花键轴,所述花键轴与所述花键套滑动适配,二者之一沿所述丝轴的轴线方向固设于所述丝轴的底部,另外之一固设于所述活动卡接件顶部的中心处。
在本申请的一种示例性实施例中,所述花键套固设于所述活动卡接件顶部的中心,所述花键轴沿竖直方向固设于所述丝轴的底部,所述花键套贯穿所述固定卡接件并与所述固定卡接件转动连接,所述花键轴插接于所述花键套的内部;所述弹性组件包括:
拉杆,沿竖直方向穿设于所述丝轴的内部,并能够沿着竖直方向与所述丝轴滑动连接;
挡块,所述活动卡接件的内部开设有空腔,所述空腔位于所述花键套的下方,所述挡块位于所述空腔内与所述活动卡接件在竖直方向上形成卡接,所述拉杆的底部从所述花键套内穿过并伸入至所述空腔内与所述挡块固定连接;
滑动块,所述丝轴的顶部沿竖直方向开设有滑动腔,所述滑动块位于所述滑动腔内沿竖直方向与所述丝轴滑动连接,所述拉杆的顶部伸入至所述滑动腔内与所述滑动块固定连接;
弹簧,所述丝轴在所述滑动腔的下方沿竖直方向开设有收纳腔,所述滑动腔与所述收纳腔相连通,所述弹簧位于所述收纳腔内并环绕于所述拉杆的外侧,所述弹簧的顶部与所述滑动块固定连接,所述弹簧的底部与所述收纳腔的内底壁固定连接。
本申请示例性实施例可以具有以下部分或全部有益效果:
在本申请示例实施方式所提供的一种游星轮外圈驱动装置中,通过主动机构带动着主动轮转动,主动轮再通过与双面同步带的内齿结构啮合,使双面同步带环绕转动在主动轮和从动轮之间,双面同步带再通过外齿结构与大圈同步带的带齿结构啮合,使双面同步带带动着大圈同步带转动,进而实现了对大圈同步带的驱动。通过上述结构,采用了双面同步带与大圈同步带的啮合传动,二者之间为同步带贴带的传动结构,同步带的形态可发生变换,且为柔性传动取消了销齿啮合系统,与现有技术相比,销齿圈的外层销齿与主动齿轮的轮齿之间“硬”碰“硬”问题自然消除,销齿轮的齿距误差问题也得到了解决。综合上述内容,一方面从根本上消除了运行不平稳和震动的问题,有效地保证了晶圆片研磨抛光质量。另一方面,该传动还具有可靠平稳、结构简单、噪音低等优点。
当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例中机床工作台和基座整体结构示意图;
图2示出了本申请实施例中一种游星轮外圈驱动系统的示意图;
图3示出了本申请实施例中游星轮外圈贴带传动装置中传动机构和从动机构的俯视图;
图4示出了图3中A部分的局部放大示意图;
图5示出了本申请实施例中游星轮外圈贴带传动装置中主动机构的示意图;
图6示出了本申请实施例中游星轮外圈贴带传动装置中双面同步带和大圈同步带啮合状态的俯视图;
图7示出了本申请实施例中外圈座和凸缘结构的示意图;
图8示出了本申请实施例中游星轮外圈滚道装置的侧面剖视图;
图9示出了图8中B部分的局部放大示意图;
图10示出了本申请实施例中游星轮外圈升降闪停装置为体现升降机构的侧面剖视图;
图11示出了本申请实施例中游星轮外圈升降闪停装置为体现卡接结构和闪停机构的侧面剖视图;
图12示出了本申请实施例中游星轮外圈升降闪停装置为体现弹性组件结构的侧面剖视图;
图13示出了本申请实施例中弹性组件的结构示意图;
图14示出了本申请实施例中活动卡接件结构的局部剖视图。
附图标记说明:
1、主动机构;11、驱动电机;12、减速机;2、传动机构;21、主动轮;22、从动轮;23、双面同步带;3、从动机构;31、大圈同步带;32、销齿圈;321、上滚道槽;322、第一密封件;323、销轴;324、销孔;325、齿圈内壁;4、外圈座;41、下滚道槽;42、滚珠;43、第二密封件;44、凸缘;441、长形孔;5、升降机构;51、驱动装置;52、丝轴;521、滑动腔;522、收纳腔;523、连接部;53、丝母;531、连接板;6、闪停机构;61、活动卡接件;611、空腔;612、插接槽;62、固定卡接件;63、传动卡接件;64、位移装置;641、弹性组件;6411、拉杆;6412、挡块;6413、滑动块;6414、弹簧;642、永磁环;6421、磁性柱;643、线圈环;7、卡接结构;71、花键套;72、花键轴;8、壳体;9、电机座;91、套轴;911、凸台;92、压盖;10、基座;101、机床工作台;102、游星轮;103、座板。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本申请将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。此外,附图仅为本申请的示意性图解,并非一定是按比例绘制。
虽然本说明书中使用相对性的用语,例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系,但是这些术语用于本说明书中仅出于方便,例如根据附图中的示例的方向。能理解的是,如果将图标的装置翻转使其上下颠倒,则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时,有可能是指某结构一体形成于其它结构上,或指某结构“直接”设置在其它结构上,或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“该”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等;用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等;用语“第一”、“第二”仅作为标记使用,不是对其对象的数量限制。
如图1所示,在本申请实施例中公开了机床工作台101的结构,晶圆片含在游星轮102的腹孔内,游星轮102置于机床工作台101的台面上,机床工作台101也称研磨抛光盘或下研磨盘,机床工作台101固装在研磨盘主轴上,研磨盘主轴安装在基座10上,研磨盘主轴与研磨盘驱动系统连接,研磨盘驱动系统能够带动研磨盘主轴转动进而带动机床工作台101旋转;在机床工作台101的中心处,设置有中心驱动系统,游星轮102的轮齿分别与中心驱动系统中的中心销齿轮和外圈驱动系统的销齿相啮合,游星轮102通过中心驱动系统和外圈驱动系统双驱动转动,使游星轮102能够自转、公转或自转+公转。
中心驱动系统的核心组件为中心销齿轮,动力驱动系统与机床数控系统连接,受机床数控系统的控制;中心销齿轮位于机床工作台101的中心位置,中心销齿轮与游星轮102的轮齿相啮合。
在本申请实施例中,公开了一种游星轮外圈驱动系统,包括:基座10、座板103、游星轮外圈贴带传动装置、游星轮外圈滚道装置以及游星轮外圈升降闪停装置。具体而言,座板103与机床工作台101均处于基座10的上方,座板103环绕于机床工作台101的外侧,游星轮外圈贴带传动装置和游星轮外圈滚道装置安装于座板103上。游星轮外圈贴带传动装置用于产生旋转动力并将产生的动力传递至游星齿轮,使游星轮102能够发生转动;游星轮外圈滚道装置用于对游星轮外圈提供支撑力,使游星轮外圈能够平稳地转动;游星轮外圈升降闪停装置用于对游星轮外圈进行上升或下降,为工作人员上下料提供方便。
如图2所示,在本申请实施例中公开了一种游星轮外圈贴带传动装置包括:主动机构1、传动机构2和从动机构3;其中,
所述主动机构1用于提供旋转动力;
如图3和图4所示,所述传动机构2包括主动轮21、从动轮22以及双面同步带23,所述主动机构1用于带动所述主动轮21旋转;所述从动轮22位于所述主动轮21的水平一侧;所述双面同步带23的内侧具有内齿结构,外侧具有外齿结构,所述双面同步带23环绕于所述主动轮21与所述从动轮22之间,所述双面同步带23的内齿结构与所述主动轮21和所述从动轮22相啮合;
如图3和图4所示,所述从动机构3包括大圈同步带31和销齿圈32,所述大圈同步带31的周向外壁具有带齿结构,所述大圈同步带31的带齿结构与所述双面同步带23的外齿结构相啮合,所述大圈同步带31套设于所述销齿圈32的外侧并与所述销齿圈32固定连接,所述销齿圈32以机床工作台101的圆心为转动中心环绕转动于所述机床工作台101的外侧并用于带动游星轮102转动。
如图5所示,在本申请实施例中,主动机构1包括驱动电机11和减速机12,二者通过螺钉紧密相连,驱动电机11位于减速机12的下方,而减速机12则固定于座板103之下。驱动电机11将原始的旋转动力传递至减速机12内,通过减速机12对驱动电机11输出的旋转原始动力进行降速并增强扭矩然后传递至主动轮21,驱动主动轮21转动。值得注意的是,驱动电机11与减速机12之间的相对位置及连接方式并非固定不变,驱动电机11也可安装于减速机12的一侧,连接方式亦可采用其他结构进行固定。
在本申请实施例中,主动轮21和从动轮22均与双面同步带23的内齿结构啮合,确保了主动轮21旋转时能有效带动双面同步带23在主动轮21与从动轮22间环绕转动。双面同步带23的外齿结构与大圈同步带31的带齿结构紧密啮合,使得双面同步带23带动着大圈同步带31转动,进而使大圈同步带31带动着销齿圈32转动。在本申请中,双面同步带23与大圈同步带31均选用橡胶材质,但这一选择并非绝对,其他实施例中,双面同步带23与大圈同步带31亦可采用不同材质,以满足特定需求。通过上述结构,实现了双面同步带23与大圈同步带31之间的贴带传动效果,即两条同步带贴合传动即称之为贴带传动。鉴于同步带的柔性特性,双面同步带23与大圈同步带31之间形成了柔性传动,有效避免了传统技术中销齿圈32外层销齿与主动齿轮的轮齿之间发生硬性碰撞的现象,同时消除了齿距误差带来的问题。通过该结构,不仅从根本上解决了游星轮外圈运行不平稳和振动的问题,使得晶圆片研磨抛光的质量得到了显著的提升,还具备了可靠平稳、结构简化、噪音降低等多重优点。
在本申请的实施例中,双面同步带23的外齿结构与大圈同步带31的带齿结构采用共轭同步带齿的方式啮合,该啮合方式通过双面同步带23外齿的齿根侧凹状弯曲部与大圈同步带31轮的齿顶侧凸状弯曲部的精准接触得以实现。这种共轭齿结构能够有效抑制外齿结构与带齿结构在前后方向上的相对位移,从而显著降低了噪音和振动的产生,为系统运行提供了更加平稳和静音的环境,进一步提升了半导体晶圆片研磨抛光过程中的精度和效率。
在本申请实施例中,为了提升贴带传动过程中的动力传输连续性和运行平稳性,大圈同步带31设置为闭合的环形结构,这一结构使得大圈同步带31与双面同步带23的接触面积得到最大化,从而确保了动力传输的高效与稳定,同时也减小了单个齿在啮合时的受力,提高了装置的使用寿命。当然,这一设计并非唯一选择,为了便于加工和装配,大圈同步带31亦可设置为具备一个或多个缺口的结构(缺口处不具有带齿结构),也就是说大圈同步带31为多段拼接的方式构成。然而,为了保证大圈同步带31与双面同步带23始终保持连续的啮合关系,确保动力传输的不间断,每个缺口的长度必须严格控制,确保其小于双面同步带23能靠近大圈同步带31一侧的长度。同时,缺口的长度还需满足是双面同步带23外齿结构节距的整数倍,该控制要求是为了确保了传递至销齿圈32处的动力匀速、连续、不间断的,从而为半导体晶圆片研磨抛光过程提供稳定和高效的动力支持。
如图6所示,进一步地,双面同步带23靠近所述大圈同步带31的一侧为弧形,双面同步带23弧形一侧的齿结构与大圈同步带31的带齿结构完全啮合。通过该结构的设置,可以将啮合的齿数达到最大化,进而作用在单个齿的应力减小,可以起到减少齿磨损以及断裂的效果,提高双面同步带23与大圈同步带31运行的稳定性。
如图7和图8所示,在本申请实施例中公开了一种游星轮外圈滚道装置包括外圈座4,所述外圈座4套设在所述机床工作台101的外侧,所述销齿圈32转动于所述外圈座4的顶部;
如图8和图9所示,所述销齿圈32的下表面开设有环形结构的上滚道槽321,所述外圈座4的上表面开设有环形结构的下滚道槽41,所述上滚道槽321和所述下滚道槽41叠合构成环形滚道,在所述环形滚道内装有若干个滚珠42,所述滚珠42能够在所述环形滚道内滚动。
在本申请实施例中,外圈座4与座板103为一体结构,销齿圈32设置于外圈座4的正上方,此时上滚道槽321与下滚道槽41恰好对齐,二者无缝连接,共同构成了一个环形滚道,若干个滚珠42在环形滚道内自由滚动,从而使得销齿圈32、外圈座4和若干个滚珠42共同构成了一个旋转运动副。通过上述结构代替了现有技术中将多个滚轮安装在销齿圈32底部,使滚轮在轨道内滚动的传统方案。由于传统方案中滚轮数量众多,很难确保所有滚轮在安装后高度完全一致,当滚轮存在高度不一致时,就会在运动过程中引发上下振动的现象,影响游星轮外圈整体运行的稳定性。
相比之下,本申请采用的滚珠42方案无需将滚珠42与销齿圈32进行复杂的安装,只需确保所有滚珠42在生产阶段达到尺寸的一致性即可。通过该结构,本申请克服了现有技术中销齿圈32在运动过程中存在上下振动的难题,显著提升了游星轮外圈运行过程中的稳定性。不仅有效提高了晶圆抛光过程的精度,还提升了晶圆的抛光质量。
进一步地,上滚道槽321截面的顶壁设置为半圆形,所述上滚道槽321一侧的侧壁设置为铅垂面;所述下滚道槽41截面的底壁设置为半圆形,所述下滚道槽41一侧的侧壁设置为铅垂面,两个铅垂面分别位于滚珠42水平的两侧;具体的,上滚道槽321的铅垂面设置于靠近销齿圈32内壁的一侧,下滚道槽41的铅垂面设置于靠近外圈座4外壁的一侧。该结构可以使上滚道槽321和下滚道槽41构成的环形滚道与滚珠42完全贴合,以提高滚珠42在环形滚道内滚动时的稳定性。两个铅垂面的结构,不仅对滚珠42起到了有效的约束作用,防止其在运动过程中从环形滚道中脱出,还使销齿圈32的底部和外圈座4的顶部形成了一个相扣合的结构。为销齿圈32的转动起到了导向作用,还加强了对销齿圈32的约束,确保了销齿圈32转动过程中的平顺性和动力传输的连续性,为半导体晶圆片研磨抛光过程提供了更加稳定和高效的运行环境。值得注意的是,上滚道槽321和下滚道槽41的结构设计并非局限于半圆形和铅垂面的组合。根据实际应用需求,还可以采用方形、三角形、多边形等其他几何形状,只要能够确保滚珠42在环形滚道内顺畅滚动,满足动力传输的连续性和稳定性要求,并且使滚珠42在上滚道槽321和下滚道槽41内得到约束,使之无法发生跳动的现象,均是可行的设计方案。
如图9所示,在本申请的实施例中,外圈座4与销齿圈32之间还设有密封结构,密封结构位于环形滚道的内侧。密封结构对环形滚道起到了密封效果,有效防止了晶圆片在打磨过程中产生的碎屑侵入环形滚道内部,确保了环形滚道内的清洁,使滚珠42在环形滚道内顺畅滚动提供了保障,同时也可以避免环形滚道内的润滑液发生泄漏。在本申请中,对于密封结构并未设定严格的限制,例如,可以采用密封圈的方式进行密封,在确保密封效果的同时,也便于维护和更换。此外,还可以采用凸块与凹槽的插接方式,这种设计不仅能够提供良好的密封性能,还具备结构简单、易于装配的优点。
在本申请实施例中的具体实施方式为,密封结构包括第一密封件322和第二密封件43,其中,第一密封件322设置于外圈座4的顶部并与外圈座4为一体结构,第二密封件43设置于销齿圈32的底部并与销齿圈32为一体结构。第一密封件322和第二密封件43均为迷宫密封槽,迷宫密封槽的形状并不局限于特定形式,可以是三角形、矩形或其他几何形状。通过迷宫密封槽,可以形成多个密封环的结构,这种多级密封的结构能够显著提升密封效果,有效防止晶圆片在研磨抛光过程中产生的碎屑侵入环形滚道内部,确保了环形滚道内部的清洁度,同时也不易使环形滚道内的润滑液发生泄漏,为滚珠42的顺畅滚动创造了理想的环境。
如图2和图7所示,进一步地,在外圈座4的外侧设置有凸缘44,凸缘44与外圈座4位于同一水平高度,凸缘44靠近外圈座4的一侧设置有开口,外圈座4靠近凸缘44处设置有连通口,凸缘44的开口与外圈座4的连通口相连通,形成了一个连贯的通道结构。在本申请实施例中,凸缘44和外圈座4为一体结构,当然这不是限制性的,根据实际应用需求,凸缘44和外圈座4也可以采用分体结构,通过螺栓连接或焊接等方式实现固定连接。
为了进一步提高传动机构2与大圈同步带31的传动效果,将传动机构2安装在凸缘44内,并使传动机构2可以在凸缘44内进行调节。具体而言,从动机构3安装在凸缘44内部,而主动机构1则安装在凸缘44的下方,确保了主动机构1和从动机构3在工作时能够得到凸缘44提供的稳定支撑,提升了设备在运行过程中的稳定性和可靠性。在凸缘44内底壁开设有两条长形孔441,两条长形孔441的长度方向沿着凸缘44与外圈座4的连接处,向远离外圈座4的方向延伸。两条长形孔441分别与主动轮21和从动轮22相对应,主动轮21与从动轮22的位置能够沿着长形孔441的长度方向进行调节。其中一种可能实施方式,以实现主动轮21和从动轮22位置的调节,具体而言,主动轮21与从动轮22的中心轴线处均固定连接有中心轴,中心轴的底部在长形孔441内穿设有滑块,中心轴与滑块转动连接,滑块沿着长形孔441滑动,滑块在凸缘44的下方螺纹连接有压紧螺栓。通过在长形孔441内滑动滑块实现了对主动轮21和从动轮22的位置进行调节,当把主动轮21和从动轮22调整至合适位置后,拧紧压紧螺栓,使压紧螺栓与凸缘44抵紧,从而将主动轮21和从动轮22的位置固定,确保主动轮21和从动轮22在转动过程中具有良好的稳定性。值得注意的是,以上描述的调节方式仅为示例性说明,对于主动轮21和从动轮22的调节方式并不局限于这一种。只要能够满足将主动轮21和从动轮22沿着长形孔441的长度方向移动,并在调整至合适位置后,能够对二者的位置进行有效固定,均可以采用。例如,还可以采用滑动卡接的方式,实现主动轮21和从动轮22位置的调整和固定。通过对主动轮21和从动轮22的位置调整,一方面可以使双面同步带23保持张紧状态,避免了因张紧不足导致的设备运行不稳定问题。另一方面,通过对双面同步带23位置的调节,可以使其与大圈同步带31的啮合达到最佳状态,进一步提高了设备在运行过程中的平稳性和可靠性。
如图4所示,在本申请实施例中,主动轮21和从动轮22的结构完全相同,不仅简化了生产制造流程,还为设备的维护和保养提供了极大的便利。由于主动轮21和从动轮22结构相同,因此二者可以实现相互交换,这意味着在设备维护过程中,可以根据实际需求灵活更换主动轮21和从动轮22,无需担心因结构差异导致的兼容性问题。主动轮21与主动机构1之间,以及从动轮22与传动机构2之间,均采用了可拆卸式连接方式,不仅确保了设备的灵活性和可维护性,还为工作人员的维护和保养工作提供了极大的便利。具体而言,工作人员能够轻松地将主动轮21、从动轮22以及同步带从凸缘44内进行拆卸和更换,无需复杂的工具和专业技能,大大提高了设备维护的效率和便捷性。作为主动轮21和从动轮22可拆卸方式的示例性说明,主动轮21和从动轮22的中心处加工有止口,主动轮21和从动轮22均能够与中心轴实现稳固连接。在连接过程中,通过螺钉进行加固,确保了连接的可靠性和稳定性。当需要进行拆卸时,工作人员只需简单地取下螺钉,即可轻松完成拆卸过程,无需复杂的操作和工具,极大地简化了设备的维护流程。
值得注意的是,上述内容仅作为示例性说明,对于主动轮21和从动轮22具体的拆卸方式不做特殊限制。这意味着在实际应用中,可以根据具体需求和设备特性,采用不同的拆卸方式,以满足不同的维护和保养需求。
在本申请实施例中,销齿圈32由一个齿轮圈和若干个轴线沿竖直方向设置的销轴323组成,这些销轴323以周向均匀分布的方式设置在齿轮圈的内侧,确保了结构的均衡性和稳定性并能够与游星轮102的齿结构实现准确啮合。每个销轴323与齿轮圈之间实现了相对固定。销轴323与齿轮圈之间的固定方式可以通过螺栓连接、卡接、焊接等方式实现。值得注意的是,对于销轴323与齿轮圈之间的具体固定方式不做特殊限制。
如图4和图9所示,作为本申请实施例中,作为销轴323与齿轮圈安装固定的一种具体实施方式为,在齿轮圈的内侧上表面,预先加工有若干个销孔324,这些销孔324以周向均匀分布,与销轴323形成一一对应的关系。每个销轴323直接插入至一个销孔324内,实现了销轴323与齿轮圈之间的相对固定。该结构,不仅操作简单方便,简化了设备组装流程,还为后续的维护保养工作提供了极大的便利。
如图9所示,在本申请实施例中,为保证销齿圈32结构的强度,同时满足游星轮102轮齿与销轴323之间能够啮合的需求,因此,需要对销轴323到销齿圈32内壁的距离进行特殊限制。具体而言,齿轮圈在销孔324的下方设置有齿圈内壁325,所述销孔324的轴线距齿圈内壁325的距离在大于0、小于2/5销孔324直径的范围内。该销孔324的位置既可以保证销轴323与游星轮102达到准确啮合的效果,还可以使销孔324的内壁与销齿圈32的内壁之间仍具有一定的厚度,以满足销齿圈32自身的结构强度。在本申请中,销孔324轴线距离销齿圈32内壁的距离优选设置为1/5销孔324的直径。
在本申请实施例中,销轴323设置为台阶轴,其具有结构简单成本低,负载能力强,寿命长的优点。
如图2和图10所示,在本申请实施例中公开了,一种游星轮外圈升降闪停装置包括:用于带动游星轮外圈沿竖直方向移动的升降机构5,以及用于使升降机构5瞬间停止对游星轮外圈升降的闪停机构6。
在本申请实施例中公开了一种游星轮外圈升降闪停装置,游星轮外圈升降闪停装置设置为多个,通过每个游星轮外圈升降闪停装置中的升降机构5同时对游星轮外圈提供上升或下降的作用力,进而带动着座板103、游星轮外圈贴带传动装置和游星轮外圈滚道装置上升或下降,而闪停机构6可以瞬间阻断升降机构5对游星轮外圈所提供的作用力,进而多个升降机构5可以保持一致的升降高度。该装置具有成本低、占用空间小、容易安装的优点。
如图2和图10所示,在本申请实施例中,所述升降机构5包括:
驱动装置51,用于提供旋转动力;
丝轴52,沿竖直方向设置,所述驱动装置51带动所述丝轴52转动,所述丝轴52用于传输所述旋转动力,所述丝轴52顶部的周向侧壁加工有螺纹结构;
丝母53,螺纹连接于所述丝轴52的顶部,通过所述丝轴52转动能够使所述丝母53沿竖直方向移动,所述丝母53用于带动游星轮外圈升降。
在本申请实施例中,每个丝母53和座板103之间均设置有连接板531,连接板531分别通过螺钉与丝母53和座板103连接固定,值得注意的是,这种连接方式并非唯一选择,还可以通过焊接、粘贴、卡接等多种方式进行固定。驱动装置51方面,可以采用了普通电机作为动力源,例如步进电机,能够有效的节约制造成本。当需要对游星轮外圈进行高度调节时,启动驱动装置51,驱动装置51带动丝轴52转动。由于丝母53与座板103之间实现了相对固定,且丝母53与丝轴52之间螺纹连接,因此丝母53在丝轴52转动的作用下,能够沿着丝轴52的长度方向进行移动。从而实现了对座板103、游星轮外圈贴带传动装置和游星轮外圈滚道装置进行上升或下降的调节。
如图10和图11所示,在本申请实施例中,所述闪停机构6包括:
活动卡接件61,与所述丝轴52底部之间设置有能够使所述活动卡接件61沿着所述丝轴52的长度方向滑动但无法沿水平方向相对转动的卡接结构7;
固定卡接件62,位于所述活动卡接件61的上方,能够与所述活动卡接件61形成卡接使二者相对固定,所述固定卡接件62始终处于固定状态;
传动卡接件63,位于所述活动卡接件61的下方,能够与所述活动卡接件61形成卡接使二者相对固定,所述驱动装置51带动所述活动卡接件61转动;
位移装置64,用于带动所述活动卡接件61上升或下降,当需要使所述驱动装置51带动所述丝轴52转动时,所述位移装置64带动所述活动卡接件61下降,使所述活动卡接件61与所述传动卡接件63卡接固定;当需要使所述丝轴52闪停时,所述位移装置64带动所述活动卡接件61上升,使所述活动卡接件61的与所述固定卡接件62卡接固定。
现有技术中采用的伺服电机,具有控制精度高、响应速度快(可以实现急停的效果),而步进电机则不具备该效果。在本申请实施例中,采用步进电机作为驱动装置51,当对游星轮外圈进行调节时,位移装置64带动着活动卡接件61向下移动,使活动卡接件61与传动卡接件63卡接固定,此时驱动装置51带动着传动卡接件63转动便可带动活动卡接件61一同转动,活动卡接件61通过卡接结构7便可带动丝轴52转动。当需要对升降机构5闪停时,位移装置64带动着活动卡接件61迅速上升,使活动卡接件61与固定卡接件62卡接固定,由于固定卡接件62始终处于固定状态,因此,活动卡接件61在与固定卡接件62卡接后便瞬间达到固定状态,而传动卡接件63继续转动,则不会对活动卡接件61造成影响,活动卡接件61通过卡接结构7使丝轴52停止转动。驱动装置51在停止对传动卡接件63输出旋转动力后,传动卡接件63在惯性的作用下仍然保持转动,而通过上述的闪停机构6便可使多个升降机构5达到同时瞬间停止升降工作的效果,因此通过采用步进电机与闪停机构6的结构,也达到了控制精度高、响应速度快的效果,以保证对外圈驱动系统升降的稳定性。
在本申请的实施例中,为了确保闪停机构6能够使升降机构5瞬间停止升降工作,因此对活动卡接件61与固定卡接件62、传动卡接件63之间的距离进行了精密控制。具体而言,活动卡接件61顶部到固定卡接件62的底部,以及活动卡接件61的底部到传动卡接件63的顶部,均被严格控制在间距小于0.1mm的范围内。这一间距的控制使得活动卡接件61能够迅速、准确地从传动卡接件63移动至固定卡接件62,从而达到实现瞬间停止的效果,满足了对高精度和高稳定性的严格要求。值得注意的是,这一要求并非限制性的。
在本申请的实施例中,对于活动卡接件61、固定卡接件62以及传动卡接件63的具体结构,不做特殊限制。例如,活动卡接件61可以采用上下两侧具有凸起的凸块结构,而固定卡接件62和传动卡接件63则采用与凸块相适配的凹槽结构。对于位移装置64,同样不做特殊限制。只要位移装置64能够带动活动卡接件61沿竖直方向实现精准移动,即可满足需求。例如,气缸和直线电机等驱动方式,均可以作为位移装置64的优选方案。
如图11和图12所示,在本申请实施例中,采用了电磁原理实现了对活动卡接件61升降的精准调节,具体而言,位移装置64包括:
弹性组件641,具有弹性性能,能够带动所述活动卡接件61向上移动,使所述活动卡接件61与所述固定卡接件62卡接固定;
永磁环642,具有磁性性能,环绕并固设于所述活动卡接件61的周向外壁;
线圈环643,与电源相连接,环绕于所述永磁环642的外侧,通电后能够与所述永磁环642之间发生磁极反应,使所述永磁环642和所述活动卡接件61克服所述弹性组件641的弹力后一同向下移动,使所述活动卡接件61与所述传动卡接件63卡接固定。
如图14所示,在本申请实施例中,永磁环642设置为若干个磁性柱6421,活动卡接件61周向侧壁沿竖直方向开设有若干个用于和磁性柱6421插接适配的插接槽612,磁性柱6421插接槽612一一对应并插入至插接槽612内。永磁环642与线圈环643之间保持非接触状态,当需要对游星轮外圈进行升降调节时,通过电源向每个位移装置64中的线圈环643同时通电,线圈环643与永磁环642之间产生磁极反应,使永磁环642克服弹性组件641的弹力带动着活动卡接件61向下移动,使活动卡接件61与传动卡接件63卡接固定,然后再启动驱动装置51便可进行升降工作。
当需要停止升降工作时,切断电源向线圈环643的通电,此时线圈环643与永磁环642之间的磁极反应瞬间消失,弹性组件641释放弹力,使得活动卡接件61迅速与固定卡接件62卡接固定,从而能够使活动卡接件61与丝轴52瞬间停止转动,进而使丝母53瞬间停止升降,达到闪停的效果。
通过上述技术方案,本申请的实施例具有以下显著优点:首先,该结构占用空间体积小,不仅节省了设备的安装空间,还提高了设备的紧凑性和便携性;其次,成本低,通过采用非接触式驱动方案,减少了设备的维护成本;再次,便于安装,简化了设备的安装流程,提高了设备的安装效率;最后,反应灵敏,通过电磁原理,实现了设备在调节和停止过程中的快速响应,满足了工业生产对高精度和高稳定性的严格要求。
在本申请实施例中,卡接结构7包括花键套71和花键轴72,二者之一与丝轴52的底部固定连接,另外之一与活动卡接件61的顶部固定连接。花键轴72沿着花键套71的轴线方向插入至花键套71内,花键轴72能够沿着自身轴向方向与花键套71滑动连接,而二者无法相对转动,也就是说,二者在轴向方向滑动自由而旋转受限。可以理解的是,卡接结构7并不仅限于此,只要能够满足二者在丝轴52长度方向相对滑动,而在水平方向无法发生相对转动均是可以的。具体实施时,花键轴72的顶部与丝轴52底部沿丝轴52长度方向固定,花键套71位于活动卡接件61顶部的中心位置并与活动卡接件61固定连接,花键套71贯穿固定卡接件62并于固定卡接件62转动连接。
如图12和图13所示,在本申请实施例中,弹性组件641对与弹性组件641的具体结构不做特殊限制,可以仅采用一个或多个弹簧6414作为弹性组件641,其安装的位置既可以是活动卡接件61的底部也可以是活动卡接的顶部,在活动卡接件61与传动卡接件63卡接固定时,弹簧6414组件既可以是处于拉伸状态,也可是处于压缩状态,当断电后,弹簧6414组件恢复原有形态带动着活动卡接件61向上移动。
在本申请实施例中,为了保证弹性组件641带动活动卡接件61向上移动时具有良好的稳定性。弹性组件641包括拉杆6411、挡块6412、滑动块6413和弹簧6414。不仅确保了活动卡接件61在移动过程中的平稳性,还有效提升了整体结构的可靠性和耐用性。
在本申请的实施例中,活动卡接件61的内部开设有空腔611,空腔611位于花键套71的下方并与之相连通。挡块6412置于空腔611内和活动卡接件61在竖直方向形成卡接。具体而言,挡块6412采用多级阶梯型结构,值得注意的是,挡块6412上表面的面积大于花键套71内部横截面的面积。
在本申请的实施例中,拉杆6411沿丝轴52的长度方向穿设于丝轴52内,拉杆6411能够沿丝轴52的长度方向与丝轴52之间发生滑动。拉杆6411的底部穿过花键轴72和花键套71后伸入至空腔611内与挡块6412固定连接。
丝轴52的顶部沿着竖直方向开设有滑动腔521,滑动块6413位于滑动腔521内能够沿着竖直方向与丝轴52滑动连接。
丝轴52的顶部沿着竖直方向开设有收纳腔522,收纳腔522位于滑动腔521的正下方且二者相互连通,弹簧6414位于收纳腔522内,且弹簧6414的顶部伸入至滑动腔521内与滑动块6413固定连接,弹簧6414的底部与丝轴52在收纳腔522处的内底壁固定连接。该结构既保证了弹簧6414的稳固性,进而提高了活动卡接件61移动时的稳定性;同时还为滑动块6413的上下移动提供了弹性恢复力,使得该结构可以重复使用。
拉杆6411的顶部从弹簧6414内部穿过再与滑动块6413螺纹连接,拉杆6411的底部伸入空腔611内与挡块6412螺纹连接。采用螺纹连接的方式,不仅便于工作人员进行组装,还确保了整个结构的稳定性和可靠性。当然这不是限制性的,也可以采用焊接、卡接、粘贴等方式使拉杆6411的顶部和底部分别与滑动块6413和挡块6412固定连接。
在本申请的实施例中,当活动卡接件61与传动卡接件63实现卡接时,弹簧6414处于形变状态,积蓄着弹性势能。一旦对线圈环643进行断电,线圈环643与永磁环642之间的磁极相互作用随即消失,弹簧6414迅速释放其内部储存的弹性势能。这一释放过程通过滑动块6413、拉杆6411以及挡块6412的联动机制,驱动活动卡接件61向上平稳移动,直至其与固定卡接件62精准对接并牢固卡接固定,确保了整个装置在非通电状态下的稳定性和可靠性。该结构巧妙地利用了弹簧6414的弹力特性,实现了活动卡接件61与固定卡接件62之间的自动复位和卡接,提高了装置的自动化程度和使用便捷性。
在本申请实施例中的优先方案,为了确保活动卡接件61能够精准对准并顺利与固定卡接件62和传动卡接件63完成卡接固定。因此将活动卡接件61设置为双端面齿盘,双端面齿盘的上表面和下表面均具有齿结构,固定卡接件62设置为上端面齿盘,上端面齿盘的下表面具有齿结构,传动卡接件63设置为下端面齿盘,下端面齿盘的上表面具有齿结构。值得注意的是,双端面齿盘、上端面齿盘和下端面齿盘中齿结构的齿尖部位均采用锥形状结构,采用锥形状结构的齿尖,此细节至关重要。通过此结构,由于所有齿结构均为锥形状,加之双端面齿盘和下端面齿盘均具备旋转能力,因此在卡接过程中,齿尖与齿尖之间不会出现相互抵接的状况,确保了双端面齿盘能够顺畅地与上端面齿盘和下端面齿盘实现精准啮合,从而达到稳固的卡接固定效果。具体而言,双端面齿盘可通过其整个上表面与上端面齿盘的下表面形成牢固卡接;同时,双端面齿盘的下表面也能与下端面齿盘的上表面形成紧密卡接。该结构不仅简化了卡接过程,还显著提高了双端面齿盘在与上端面齿盘和下端面齿盘卡接状态时的稳定性和可靠性。
在本申请实施例中,游星轮外圈升降闪停装置还包括壳体8,壳体8为壳状回转体,升降机构5和闪停机构6均安装于壳体8内,固定卡接件62与壳体8内部固定连接。为了进一步提高丝轴52转动时的稳定性,因此使丝轴52在固定卡接件62的上方设置有连接部523,连接部523采用环形结构并与丝轴52设置一体,连接部523的顶部与壳体8之间以及连接部523的底部与固定卡接件62之间均安装有轴承,在本申请中,连接部523顶部与壳体8之间安装的轴承为深沟球轴承,深沟球轴承具有径向承载能力和低摩擦特性,为丝轴52的平稳转动提供了保障;连接部523与固定卡接件62顶部之间安装的轴承为推力轴承,推力轴承能够有效承受轴向载荷,确保了丝轴52在承受轴向力时的稳定性和可靠性。以上只是示例性的说明,对于连接部523顶部和底部所安装的轴承并不做特殊限制。
在本申请实施例中,为了提高驱动装置51在输出旋转动力时的稳定性,将驱动装置51设置为电机,在电机与壳体8之间设置有电机座9,电机座9内转动连接有套轴91,电机的输出轴从套轴91内穿过并与套轴91固定连接,在套轴91的周向外壁固设有环形结构的凸台911,凸台911的上表面和下表面均安装有轴承,轴承在套轴91转动时与电机座9之间形成低摩擦界面,显著降低了摩擦力,从而提升了输出轴转动的平顺性和稳定性。在本申请中,凸台911上表面所安装的轴承为深沟球轴承,凸台911下表面所安装的轴承为推力轴承,当然这并不是限制性的。
进一步地,在套轴91底部的外侧套设有压盖92,压盖92与套轴91之间具有迷宫密封槽,通过加强二者的密封,使杂质不易进入电机座9内,避免了杂质对输出轴转动可能造成的阻碍。当然,采用迷宫密封槽仅是示例性的说明,本申请并不限制于这一种密封方式,其他类型的密封方式同样适用于此场景,以满足不同工况下的密封需求。在电机座9与壳体8之间的安装,以及压盖92与电机座9的固定连接中,均采用螺钉进行固定,确保了各部件之间的稳固连接。然而,这种固定方式同样不是限制性的。
在本申请实施例中,遵循了三点确定一平面的几何原理,游星轮外圈升降闪停装置确保其至少设置有三组。可以理解的是,当游星轮外圈的体积增大时,为了保证能够平稳、高效地带动其升降,所对应的升降机构5数量也应相应增加,以确保整体结构的稳定性和可靠性。
进一步地,在本申请实施例中,将游星轮外圈升降闪停装置设置为四组,四组游星轮外圈升降闪停装置周向均匀间隔的设置在座板103的下方。形成了一个更加稳固的支撑结构。通过增加装置数量,不仅提高了承载能力,还显著增强了系统的稳定性和可靠性,确保了在驱动大体积游星轮外圈时,能够实现更加平稳、精确的升降控制。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本申请实施例后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (14)

1.一种游星轮外圈贴带传动装置,其特征在于,包括:主动机构(1)、传动机构(2)和从动机构(3);其中,
所述主动机构(1)用于提供旋转动力;
所述传动机构(2)包括主动轮(21)、从动轮(22)以及双面同步带(23),所述主动机构(1)用于带动所述主动轮(21)旋转;所述从动轮(22)位于所述主动轮(21)的水平一侧;所述双面同步带(23)的内侧具有内齿结构,外侧具有外齿结构,所述双面同步带(23)环绕于所述主动轮(21)与所述从动轮(22)之间,所述双面同步带(23)的内齿结构与所述主动轮(21)和所述从动轮(22)相啮合;
所述从动机构(3)包括大圈同步带(31)和销齿圈(32),所述大圈同步带(31)的周向外壁具有带齿结构,所述大圈同步带(31)的带齿结构与所述双面同步带(23)的外齿结构相啮合,所述大圈同步带(31)套设于所述销齿圈(32)的外侧并与所述销齿圈(32)固定连接,所述销齿圈(32)以机床工作台(101)的圆心为转动中心环绕转动于所述机床工作台(101)的外侧并用于带动游星轮(102)转动。
2.根据权利要求1所述的一种游星轮外圈贴带传动装置,其特征在于,所述双面同步带(23)的外齿与所述大圈同步带(31)的带齿结构为共轭同步带齿。
3.根据权利要求1所述的一种游星轮外圈贴带传动装置,其特征在于,所述大圈同步带(31)为闭合环形同步带;或者,
所述大圈同步带(31)具有一个或多个缺口,所述缺口的长度应为所述双面同步带(23)中外齿结构节距的整数倍,并且所述缺口的长度需要小于所述双面同步带(23)能够与所述大圈同步带(31)啮合的长度。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种游星轮外圈贴带传动装置,其特征在于,所述双面同步带(23)靠近所述大圈同步带(31)的一侧为弧形,所述双面同步带(23)的弧形一侧的齿结构与所述大圈同步带(31)的带齿结构完全啮合。
5.根据权利要求4所述的一种游星轮外圈贴带传动装置,其特征在于,还包括凸缘(44),用于放置所述传动机构(2),所述凸缘(44)内底壁沿着向远离所述外圈座(4)的方向开设有两个长形孔(441),所述主动轮(21)和所述从动轮(22)的底部分别转动连接于所述两个长形孔(441)内,所述主动轮(21)和所述从动轮(22)的位置能够沿着所述长形孔(441)的长度方向调整。
6.根据权利要求4所述的一种游星轮外圈贴带传动装置,其特征在于,所述主动轮(21)与所述从动轮(22)完全相同,所述主动轮(21)与所述主动机构(1)之间为可拆卸连接;所述从动轮(22)与所述传动机构(2)之间为可拆卸连接。
7.根据权利要求1所述的一种游星轮外圈贴带传动装置,其特征在于,所述销齿圈(32)包括一个齿轮圈和若干个轴线沿竖直方向设置的销轴(323),若干个所述销轴(323)以周向均匀分布的方式设置在所述齿轮圈的内侧,且每个所述销轴(323)均与所述齿轮圈相对固定,所述游星轮(102)与所述销轴(323)相啮合。
8.一种外圈驱动系统,其特征在于,包括权利要求1-7任意一项所述的一种游星轮外圈贴带传动装置。
9.根据权利要求8所述的一种外圈驱动系统,其特征在于,还包括游星轮外圈滚道装置和游星轮外圈升降闪停装置。
10.根据权利要求9所述的一种外圈驱动系统,其特征在于,所述游星轮外圈滚道装置包括外圈座(4);所述外圈座(4)套设在所述机床工作台(101)的外侧,所述销齿圈(32)转动于所述外圈座(4)的顶部;所述销齿圈(32)的下表面开设有环形结构的上滚道槽(321),所述外圈座(4)的上表面开设有环形结构的下滚道槽(41),所述上滚道槽(321)和所述下滚道槽(41)叠合构成环形滚道,在所述环形滚道内装有若干个滚珠(42),所述滚珠(42)能够在所述环形滚道内滚动。
11.根据权利要求10所述的一种外圈驱动系统,其特征在于,所述游星轮外圈升降闪停装置包括用于带动游星轮外圈沿竖直方向移动的升降机构(5)以及用于对升降机构(5)瞬间停止对游星轮外圈升降的闪停机构(6);其中,所述升降机构(5)包括:
驱动装置(51),用于提供旋转动力;
丝轴(52),沿竖直方向设置,所述驱动装置(51)带动所述丝轴(52)转动,所述丝轴(52)用于传输所述旋转动力,所述丝轴(52)顶部的周向侧壁加工有螺纹结构;
丝母(53),螺纹连接于所述丝轴(52)的顶部,通过所述丝轴(52)转动能够使所述丝母(53)沿竖直方向移动,所述丝母(53)用于带动游星轮外圈升降;
所述闪停机构(6)包括:
活动卡接件(61),与所述丝轴(52)底部之间设置有能够使所述活动卡接件(61)沿着所述丝轴(52)的长度方向滑动但无法沿水平方向相对转动卡接结构(7);
固定卡接件(62),位于所述活动卡接件(61)的上方,能够与所述活动卡接件(61)形成卡接使二者相对固定,所述固定卡接件(62)始终处于固定状态;
传动卡接件(63),位于所述活动卡接件(61)的下方,能够与所述活动卡接件(61)形成卡接使二者相对固定,所述驱动装置(51)带动所述传动卡接件(63)转动;
位移装置(64),用于带动所述活动卡接件(61)上升或下降,当需要使所述驱动装置(51)带动所述丝轴(52)转动时,所述位移装置(64)带动所述活动卡接件(61)下降,使所述活动卡接件(61)与所述传动卡接件(63)卡接固定;当需要使所述丝轴(52)闪停时,所述位移装置(64)带动所述活动卡接件(61)上升,使所述活动卡接件(61)与所述固定卡接件(62)卡接固定。
12.根据权利要求11所述的一种外圈驱动系统,其特征在于:所述位移装置(64)包括:
弹性组件(641),具有弹性性能,能够带动所述活动卡接件(61)向上移动,使所述活动卡接件(61)与所述固定卡接件(62)卡接固定;
永磁环(642),具有磁性性能,环绕并固设于所述活动卡接件(61)的周向外壁;
线圈环(643),与电源电连接,环绕于所述永磁环(642)的外侧,通电后能够与所述永磁环(642)之间发生磁极反应,使所述永磁环(642)和所述活动卡接件(61)克服所述弹性组件(641)的弹力后一同向下移动,使所述活动卡接件(61)与所述传动卡接件(63)卡接固定。
13.根据权利要求12所述的一种外圈驱动系统,其特征在于:所述卡接结构(7)包括花键套(71)和花键轴(72),所述花键轴(72)与所述花键套(71)滑动适配,二者之一沿所述丝轴(52)的轴线方向固设于所述丝轴(52)的底部,另外之一固设于所述活动卡接件(61)顶部的中心处。
14.根据权利要求13所述的一种外圈驱动系统,其特征在于:所述花键套(71)固设于所述活动卡接件(61)顶部的中心,所述花键轴(72)沿竖直方向固设于所述丝轴(52)的底部,所述花键套(71)贯穿所述固定卡接件(62)并与所述固定卡接件(62)转动连接,所述花键轴(72)插接于所述花键套(71)的内部;所述弹性组件(641)包括:
拉杆(6411),沿竖直方向穿设于所述丝轴(52)的内部,并能够沿着竖直方向与所述丝轴(52)滑动连接;
挡块(6412),所述活动卡接件(61)的内部开设有空腔(611),所述空腔(611)位于所述花键套(71)的下方,所述挡块(6412)位于所述空腔(611)内与所述活动卡接件(61)在竖直方向上形成卡接,所述拉杆(6411)的底部从所述花键套(71)内穿过并伸入至所述空腔(611)内与所述挡块(6412)固定连接;
滑动块(6413),所述丝轴(52)的顶部沿竖直方向开设有滑动腔(521),所述滑动块(6413)位于所述滑动腔(521)内沿竖直方向与所述丝轴(52)滑动连接,所述拉杆(6411)的顶部伸入至所述滑动腔(521)内与所述滑动块(6413)固定连接;
弹簧(6414),所述丝轴(52)在所述滑动腔(521)的下方沿竖直方向开设有收纳腔(522),所述滑动腔(521)与所述收纳腔(522)相连通,所述弹簧(6414)位于所述收纳腔(522)内并环绕于所述拉杆(6411)的外侧,所述弹簧(6414)的顶部与所述滑动块(6413)固定连接,所述弹簧(6414)的底部与所述收纳腔(522)的内底壁固定连接。
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