一種集成斷電制動裝置的z軸伺服電機的製作方法
2023-09-14 19:57:05 3
專利名稱：一種集成斷電制動裝置的z軸伺服電機的製作方法
技術領域：
本發明屬於半導體晶片設備製造領域，涉及一種矽片傳輸機器人的Z軸驅動裝置，具體涉及一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機。
背景技術：
矽片傳輸機器人的Z軸機構，安裝有Z軸伺服電機作為動力源，並通過絲槓絲母機構將伺服電機的旋轉運動轉換為沿Z軸方向的直線運動。由於Z軸定義在與水平面相垂直的方向，與地球的重力方向相同，因此設備在工作時突遇停電，失去電機的動力支持，通過Z 軸負載的上部機構的重力作用下，將沿Z軸絲槓導軌機構自行向下滑動，極有可能造成設備及傳輸矽片的損壞。因此，在矽片傳輸機器人的Z軸機構，通常都安裝有專門的制動裝置，在意外停電時迅速對電機軸或傳動絲槓進行制動，防止發生設備事故。傳統的制動裝置的響應不夠迅速，制動力矩不夠大，並且可靠性不夠高。
發明內容
本發明是為了解決現有Z軸伺服電機的制動裝置響應不夠迅速、制動力矩不夠大的問題，提出的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機。本發明的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，它由Z軸伺服電機和斷電制動裝置組成，所述斷電制動裝置固定在Z軸伺服電機的輸出軸一側的端面上，所述斷電制動裝置包括環形側壁、固定磨擦片、間距定位套、牙嵌齒輪、牙嵌磨擦片、活動磨擦片、彈性裝置和電磁鐵線圈，所述環形側壁固定在Z軸伺服電機的端蓋上，並且環形側壁與Z軸伺服電機的輸出軸同軸；電磁鐵線圈套在Z軸伺服電機的Z軸電機軸的外側，並且與Z軸伺服電機的端蓋固定連接，電磁鐵線圈的內壁與Z軸電機軸之間留有間隙；活動磨擦片為圓環形， 活動磨擦片套在Z軸電機軸的外側，且與Z軸電機軸之間留有間隙，且位於電磁鐵線圈上， 活動磨擦片與Z軸伺服電機的端蓋之間設置有彈性裝置；牙嵌磨擦片為內側壁帶有齒的圓環形，牙嵌磨擦片套在Z軸電機軸的外側，牙嵌磨擦片與活動磨擦片固定連接；牙嵌齒輪為外側壁帶有齒的圓環形，牙嵌齒輪位於Z軸電機軸和牙嵌磨擦片之間，且其內壁與Z軸電機軸固定連接，牙嵌齒輪和牙嵌磨擦片滑動嚙合連接；固定磨擦片為圓環形，固定磨擦片套在 Z軸電機軸外，且與Z軸電機軸之間留有間隙，固定磨擦片的外側壁與環形側壁的內側壁間隙配合，固定磨擦片與Z軸伺服電機的端面之間設置有間距定位套，且固定磨擦片與Z軸伺服電機的端面固定連接，活動磨擦片能夠在沿軸向運動，並且在彈性裝置的彈性作用下，能夠與固定磨擦片緊密接觸。本發明提出的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，在設備工作突遇意外停電時，可以有效的對旋轉的Z軸電機進行制動，防止意外事故的發生，具有如下的優點I、響應迅速本發明在設計過程中經過嚴謹的計算、科學的選材以及採用合理製造工藝，降低了電磁鐵線圈的自感電動勢，減小磁滯性能，使響應時間大為縮短。2、制動力矩大本發明利用伺服電機的上蓋組合的內腔集成了斷電制動裝置，可以安裝較大尺寸的電磁鐵線圈及較大面積的磨擦片傳遞扭矩，制動力矩較大。3、作用可靠本發明結構簡單，屬純機械電氣結構，無需電子零件及程序軟體，因此作用可靠性較高。4、無需調整零件的設計與製造決定了本發明的裝配性能，因此在裝配過程中無需調整，簡化了裝配程序。
圖I是本發明的三維安裝示意圖，圖2是本發明的三維分解示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，它由Z軸伺服電機12 和斷電制動裝置組成，所述斷電制動裝置固定在Z軸伺服電機12的輸出軸一側的端面上， 所述斷電制動裝置包括環形側壁11、固定磨擦片2、間距定位套3、牙嵌齒輪4、牙嵌磨擦片 5、活動磨擦片6、彈性裝置7和電磁鐵線圈8，所述環形側壁11固定在Z軸伺服電機12的端蓋上，並且環形側壁11與Z軸伺服電機12的輸出軸同軸；電磁鐵線圈8套在Z軸伺服電機12的Z軸電機軸10的外側，並且與Z軸伺服電機12的端蓋固定連接，電磁鐵線圈8的內壁與Z軸電機軸10之間留有間隙；活動磨擦片6為圓環形，活動磨擦片6套在Z軸電機軸10的外側，且與Z軸電機軸10之間留有間隙，且位於電磁鐵線圈8上，活動磨擦片6與Z軸伺服電機12的端蓋之間設置有彈性裝置7 ；牙嵌磨擦片5為內側壁帶有齒的圓環形，牙嵌磨擦片5套在Z軸電機軸10的外側， 牙嵌磨擦片5與活動磨擦片6固定連接；牙嵌齒輪4為外側壁帶有齒的圓環形，牙嵌齒輪4位於Z軸電機軸10和牙嵌磨擦片5之間，且其內壁與Z軸電機軸10固定連接，牙嵌齒輪4和牙嵌磨擦片5滑動嚙合連接；固定磨擦片2為圓環形，固定磨擦片2套在Z軸電機軸10夕卜，且與Z軸電機軸10 之間留有間隙，固定磨擦片2的外側壁與環形側壁11的內側壁間隙配合，固定磨擦片2與 Z軸伺服電機12的端面之間設置有間距定位套3，且固定磨擦片2與Z軸伺服電機12的端面固定連接，活動磨擦片6能夠在沿軸向運動，並且在彈性裝置7的彈性作用下，能夠與固定磨擦片2緊密接觸。
具體實施方式
二、本實施方式與具體實施方式
一的區別在於，本實施方式是對具體實施方式
一的進一步限定，所述彈性裝置7採用彈簧實現。
具體實施方式
三、本實施方式與具體實施方式
一的區別在於，本實施方式是對具體實施方式
一的進一步限定，所述彈性裝置7採用一根彈簧實現，套在Z軸電機軸10上。
具體實施方式
四、本實施方式與具體實施方式
一的區別在於，本實施方式是對具體實施方式
一的進一步限定，所述彈性裝置7採用多根彈簧實現，多根彈簧以Z軸電機軸10 為軸沿圓周方向均勻分布，Z軸電機軸10與Z軸伺服電機12的端面接觸的位置設置有限位結構。
具體實施方式
五、本實施方式與具體實施方式
一的區別在於，本實施方式是對具體實施方式
一的進一步限定，所述所述斷電制動裝置還包括平鍵9，牙嵌齒輪4通過平鍵9 與Z軸電機軸10固定連接。
具體實施方式
六、本實施方式與具體實施方式
一的區別在於，本實施方式是對具體實施方式
一的進一步限定，所述活動磨擦片6能夠在沿軸向運動的距離為O. 2 O. 3mmο具體實施方式
七、本實施方式與具體實施方式
一的區別在於，本實施方式是對具體實施方式
一的進一步限定，所述間距定位套3採用多個圓柱實現，多根圓柱以Z軸電機軸 10為軸心均勻分布，活動磨擦片6與每根圓柱對應的位置均設置有凹坑，所述凹坑與圓柱之間留有間隙。
具體實施方式
八、本實施方式與具體實施方式
一的區別在於，本實施方式是對具體實施方式
一的進一步限定，所述斷電制動裝置還包括制動器緊固螺釘1，固定磨擦片2通過制動器緊固螺釘I與Z軸伺服電機12的端蓋固定連接。
具體實施方式
九、本實施方式與具體實施方式
一的區別在於，本實施方式是對具體實施方式
一的進一步限定，所述固定磨擦片2和活動磨擦片6的內徑均大於牙嵌齒輪4 的外徑。工作原理為當Z軸伺服電機正常工作時，固定在環形側壁11內腔的電磁鐵線圈 8處於通電狀態，產生的電磁力將活動磨擦片6吸合至電磁鐵線圈8上，使活動磨擦片6與牙嵌磨擦片5下分離、牙嵌磨擦片5與固定磨擦片2分離，使隨伺服電機軸同步運轉的牙嵌齒輪4帶動牙嵌磨擦片5在各磨擦片間空轉,不能傳遞扭矩；當突然發生斷電事故時，固定在環形側壁11內腔的電磁鐵線圈8同步斷電，不再產生電磁力，活動磨擦片6在其下端面安裝的彈性裝置7的彈性力作用下，沿伺服電機軸線方向向上運動；使得活動磨擦片6與牙嵌磨擦片5緊密貼合、牙嵌磨擦片5與固定磨擦片2緊密貼合，即活動磨擦片6和固定磨擦片2將牙嵌磨擦片5夾緊，而該牙嵌磨擦片5與牙嵌齒輪4嚙合，所述牙嵌齒輪4隨伺服電機軸同步運轉，牙嵌齒輪4帶動牙嵌磨擦片5通過各磨擦片傳遞扭矩，最終將扭矩傳遞到與機殼固定的環形側壁11上，從而完成對作旋轉運動的Z軸電機軸10的制動過程。
權利要求
1.一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，它由Z軸伺服電機(12)和斷電制動裝置組成，所述斷電制動裝置固定在Z軸伺服電機(12)的輸出軸一側的端面上，其特徵在於所述斷電制動裝置包括環形側壁(11)、固定磨擦片(2)、間距定位套(3)、牙嵌齒輪(4)、牙嵌磨擦片(5)、活動磨擦片(6)、彈性裝置(7)和電磁鐵線圈(8)，所述環形側壁(11)固定在Z軸伺服電機(12)的端蓋上，並且環形側壁(11)與Z軸伺服電機(12)的輸出軸同軸；電磁鐵線圈⑶套在Z軸伺服電機(12)的Z軸電機軸(10)的外側，並且與Z軸伺服電機(12)的端蓋固定連接，電磁鐵線圈(8)的內壁與Z軸電機軸(10)之間留有間隙；活動磨擦片(6)為圓環形，活動磨擦片(6)套在Z軸電機軸(10)的外側，且與Z軸電機軸(10)之間留有間隙，且位於電磁鐵線圈⑶上，活動磨擦片(6)與Z軸伺服電機(12) 的端蓋之間設置有彈性裝置(7)；牙嵌磨擦片(5)為內側壁帶有齒的圓環形，牙嵌磨擦片(5)套在Z軸電機軸(10)的外側，牙嵌磨擦片(5)與活動磨擦片(6)固定連接；牙嵌齒輪(4)為外側壁帶有齒的圓環形，牙嵌齒輪(4)位於Z軸電機軸(10)和牙嵌磨擦片(5)之間，且其內壁與Z軸電機軸(10)固定連接，牙嵌齒輪⑷和牙嵌磨擦片(5)滑動嚙合連接；固定磨擦片⑵為圓環形，固定磨擦片⑵套在Z軸電機軸(10)夕卜，且與Z軸電機軸 (10)之間留有間隙，固定磨擦片⑵的外側壁與環形側壁(11)的內側壁間隙配合，固定磨擦片⑵與Z軸伺服電機(12)的端面之間設置有間距定位套(3)，且固定磨擦片⑵與Z 軸伺服電機(12)的端面固定連接，活動磨擦片(6)能夠在沿軸向運動，並且在彈性裝置(7)的彈性作用下，能夠與固定磨擦片(2)緊密接觸。
2.根據權利要求I所述的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，其特徵在於彈性裝置(7)採用彈簧實現。
3.根據權利要求I所述的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，其特徵在於彈性裝置(7)採用一根彈簧實現，套在Z軸電機軸(10)上。
4.根據權利要求I所述的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，其特徵在於彈性裝置(7)採用多根彈簧實現，多根彈簧以Z軸電機軸(10)為軸沿圓周方向均勻分布，Z軸電機軸(10)與Z軸伺服電機(12)的端面接觸的位置設置有限位結構。
5.根據權利要求I所述的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，其特徵在於所述斷電制動裝置還包括平鍵(9)，牙嵌齒輪(4)通過平鍵(9)與Z軸電機軸(10)固定連接。
6.根據權利要求I所述的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，其特徵在於活動磨擦片(6)能夠在沿軸向運動的距離為0. 2 0. 3mm。
7.根據權利要求I所述的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，其特徵在於間距定位套(3)採用多個圓柱實現，多根圓柱以Z軸電機軸(10)為軸心均勻分布，活動磨擦片(6)與每根圓柱對應的位置均設置有凹坑，所述凹坑與圓柱之間留有間隙。
8.根據權利要求I所述的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，其特徵在於所述斷電制動裝置還包括制動器緊固螺釘(I)，固定磨擦片(2)通過制動器緊固螺釘(I)與Z軸伺服電機(12)的端蓋固定連接。
9.根據權利要求I所述的一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，其特徵在於所述固定磨擦片(2)和活動磨擦片(6)的內徑均大於牙嵌齒輪(4)的外徑。
全文摘要
一種集成斷電制動裝置的Z軸伺服電機，屬於半導體晶片設備製造領域，為了解決現有Z軸伺服電機的制動裝置響應不夠迅速、制動力矩不夠大的問題。它由Z軸伺服電機和斷電制動裝置組成，斷電制動裝置包括環形側壁、固定磨擦片、間距定位套、牙嵌齒輪、牙嵌磨擦片、活動磨擦片、彈性裝置和電磁鐵線圈，環形側壁固定在Z軸伺服電機的端蓋上，電磁鐵線圈套在Z軸伺服電機的Z軸電機軸外側，活動磨擦片與Z軸伺服電機端蓋之間設置有彈性裝置，牙嵌磨擦片套在Z軸電機軸的外側，牙嵌齒輪位於Z軸電機軸和牙嵌磨擦片之間，和牙嵌磨擦片滑動嚙合連接，固定磨擦片套在Z軸電機軸外，與Z軸伺服電機端面間設有間距定位套。用於矽片傳輸機器人的Z軸驅動裝置。
文檔編號H02K7/102GK102594015SQ20121008022
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者劉延傑, 吳明月, 孫立寧, 榮偉彬 申請人:哈爾濱工業大學