CN104175320B - 真空吸盘及装设有真空吸盘的支架型真空吸附设备 - Google Patents

Abstract

一种真空吸盘及装设有真空吸盘的支架型真空吸附设备，该真空吸盘用以吸附至少一工件，包含有设有入气道的吸盘本体、设于该吸盘本体一侧的吸嘴、以及至少一设于该吸嘴底侧的摩擦垫片。该吸嘴包含有设置于吸嘴底侧的外环部以及内环部。该外环部及该内环部之间包含有由该吸嘴底侧朝该入气道方向渐缩并连通于该入气道的环状气隙，气体经由该入气道向该环状气隙吹出时形成一用以吸附工件的环状真空区域。该工件受该环状真空区域吸附时依靠于该摩擦垫片上可改善需另外调校吸嘴位置及真空吸盘用于吸附工件时需藉由框架固定侧缘始得进行移载程序问题的不足。

Description

真空吸盘及装设有真空吸盘的支架型真空吸附设备

技术领域

本发明有关于一种真空吸盘，尤指一种可用于吸附多孔隙料片且可藉由摩擦垫片增加料片吸持稳固性的真空吸盘，同时还涉及一种装设有该真空吸盘的真空吸附设备。

背景技术

有关于真空吸盘的现有技术主要可分为两种：一种为接触式真空吸盘，另一种为非接触式真空吸盘。

普遍而言，较为常见且应用层面较广泛的为接触式真空吸盘技术，其原理是透过气体由入口处朝出口处的流动所产生的负压，用以直接施加于所欲吸附的工件而达到吸附工件的目的。由于负压是直接施加于工件上，当工件吸附于吸盘上时，可于气室内形成类似真空的环境，令工件紧密的结合于吸盘上，因此，接触式吸盘可负荷较为沉重的载物。然而，接触式的真空吸盘于吸附工件时吸盘将会直接接触工件的表面，如应用在高精密的对象时可能会刮伤对象表面，因而降低生产的良率，是以，接触式吸盘并不适用于高精密度制程的使用。

为解决上述问题，现今应用于高精密工件的移载作业通常是采用非接触式吸盘技术，其原理是透过吸盘于工件表面上所释出的高速气流，透过柏努利现象的原理，于高速气流中产生低压的类真空区域，藉以吸附工件。其中，吸附工件所产生的正向力将与工件的重量与气流施加于工件的反向力抵销，使得工件与吸盘间维持固定间距，而达到非接触式的目的。如中国台湾第I331981号专利，揭露一种非接触式输送装置，其包括有壳体，一内构件设置于该壳体内部，空气经由该内构件导入环形通道，并由该环形信道以涡漩方式输送至一环形槽并向外吹出形成一吸附待测对象的真空区域，藉此以邻近但不接触的方式吸附一待测对象。又如中国台湾第M344217号专利揭露一种非接触型真空吸盘，提供一种无排气孔设计的吸盘本体，利用气体由各该吸附底面及对象间喷出，以形成该气体薄膜，而使该对象呈漂浮状态而达到非接触式吸附效果，皆属相同原理的应用。

然而，前述的接触式吸盘及非接触式吸盘于使用上仍有许多缺失。举接触式吸盘为例，接触式吸盘于吸附工件时，必须将吸盘贴附于工件表面上达到一气密的效果，如果用于吸附多孔隙料片时，必须调整吸盘的位置始能达到吸附的目的，倘若于料片上密布有数个孔隙或沟槽时，甚至不能达到吸附的效果。观之非接触式吸盘，其虽可以达到吸附多孔隙料片的目的，然而，于固定料片、工件时，由于料片及工件是漂浮于半空中，并不能稳定的固持，即便现今处理的方式会用框架限制料片、工件的侧缘，然而该框架尚需配合料片大小调整，操作上多有不便，且应用于翻面机时，亦有可能因为翻面时所产生的加速度导致料片、工件碰撞吸盘，使得料片或工件受损，这类的缺失将使得非接触式吸盘于使用上过于受限。

为避免碰撞的问题，于中国台湾第I338084号专利揭露一种无碰撞非接触式真空吸盘，其是藉由一斥力产生部使料片于吸附时产生一正向气流推抵料片避免料片碰撞吸盘。另外于中国台湾第201240009号专利揭露一种非接触式真空吸盘，该吸盘于吸附面上更设有至少一防撞垫，然而上列的非接触式真空吸盘仍然必须利用框架限制其位置，始能达到移载料片的目的，且于使用中的状态，料片仍有可能因为移载、翻面时所产生的振荡与吸盘或是吸盘上的防撞垫碰撞，而有导致料片表面重复碰撞防撞垫因而导致料片表面受损的事情发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种可同时具备非接触式真空吸盘吸附多孔隙料片的优点且亦可避免使用非接触式真空吸盘时所产生料片漂移不易固定的真空吸盘，同时还提供一种装设有真空吸盘的支架型真空吸附设备。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种支架型真空吸附设备，用以吸附并移载至少一工件，该支架式真空吸附设备包含有移动装置，该移动装置包含有至少一横臂以及连接于该横臂以操作该横臂移动的载具；其特点是，还包括至少二真空吸盘，该吸盘包含有装设于该横臂上的吸盘本体、设置于该吸盘本体一侧的吸嘴、以及设置于吸嘴底侧的摩擦垫片，该吸盘本体包含有入气道，该吸嘴包含有设置于该吸嘴底侧的外环部以及内环部，该外环部及该内环部之间包含有一由该吸嘴底侧朝该入气道方向渐缩并连通于该入气道的环状气隙，气体经由该入气道向该环状气隙吹出时形成用以吸附该工件的环状真空区域，该摩擦垫片设置于该内环部上，该工件受该环状真空区域吸附时依靠于该摩擦垫片上，藉由该工件与该摩擦垫片间的摩擦力抵销该工件所承受的侧向力。

本发明同时提供一种真空吸盘，用以吸附至少一工件，该真空吸盘包含有吸盘本体及吸嘴，该吸盘本体设置有入气道；该吸嘴设置于该吸盘本体的一侧，其特点是，还包括摩擦垫片，该吸嘴包含有设置于底侧的外环部以及内环部，该外环部及该内环部之间包含有由该吸嘴底侧朝该入气道方向渐缩并连通于该入气道的环状气隙，气体经由该入气道向该环状气隙吹出时形成用以吸附该工件的环状真空区域；该摩擦垫片设置于该内环部上，该工件受该环状真空区域吸附时依靠于该摩擦垫片上，藉由该工件与该摩擦垫片间的摩擦力抵销该工件所承受的侧向力。

进一步地，上述环状真空区域的吸力与该气体吹出的斥力相互平衡形成该工件与该外环部底侧间的平衡间隙，该摩擦垫片的底侧与该外环部底侧间的距离等于或大于该平衡间隙。

进一步地，上述载具为移载装置、翻面装置或旋转装置。

进一步地，上述摩擦垫片由聚胺酯或氯丁橡胶所制成。

进一步地，上述内环部相对该外环部上下调整。

进一步地，上述外环部相对该内环部上下调整。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1.本发明可解决已知接触式真空吸盘用于吸附多孔隙料片时，需另外调校吸嘴位置因而造成设备管理员不便的问题。

2.本发明可解决已知非接触式真空吸盘用于吸附工件时，尚需藉由框架固定侧缘始得进行移载程序的问题。

3.本发明可藉由摩擦垫片增加工件与吸盘间的摩擦力，使工件于移载时稳固地依靠于该摩擦垫片上。

4.本发明的摩擦垫片设置于内环部上比起设置于外环部上更可以避免气流因受摩擦垫片阻挡而导致风速减弱或是产生扰流因而降低真空吸力的问题。

5.本发明的外环部及内环部可相对移动调整，藉以微调该工件与该吸嘴底侧间的间距。

6.本发明藉由质地较软或附具弹性的摩擦垫片，比起已知技术的接触式真空吸盘更可避免工件刮伤的问题。

附图说明

图1为本发明支架型真空吸附设备的结构示意图。

图2为本发明支架型真空吸附设备的侧视图。

图3为本发明真空吸盘的剖视图。

图4为本发明吸嘴的放大示意图。

图5为图4中A的放大图。

标号说明

100 支架型真空吸附设备　 10 真空吸盘

11 吸盘本体　 111 入气道

112 进气口　 12 吸嘴

121 外环部　 1211 外环部底侧

122 内环部　 123 环状气隙

13 摩擦垫片　 20 移动装置

21 横臂　 22 载具

30 工件　 d 平衡间隙

e 距离。

具体实施方式

兹就本发明的结构特征与操作方式，并配合图示说明，谨述于后，以提供审查参阅。再者，本发明中的图式，为说明方便，其比例未必按实际比例绘制，而有夸大的情况，该等图式及其比例非用以限制本发明的范围。

请参阅本发明的图1及图2，是本发明支架型真空吸附设备的结构示意图，如图所示：

本发明提供一种支架型真空吸附设备100，主要包含有移动装置20，以及至少二个设置于该移动装置20上的真空吸盘10。该移动装置20包含有至少一横臂21、以及一连接于该横臂21以操作该横臂21移动的载具22。于本实施例中，该移动装置20包含有二个首尾相连的横臂21，该两横臂21间可藉由枢转机构(图中未示)调整该两横臂21间的张角，用以调整该真空吸盘10的位置。另一方面，为使工件30更稳固地结合于真空吸盘10上，该真空吸盘10较佳地可设置有三个，藉由三点定位可于横臂21移动时大幅地降低该真空吸盘10所承受的侧向力。

其中，本发明所述的载具22可为移载装置、翻面装置、或旋转装置等，于本实施例中所示为翻面装置，需注意的是，该载具22的选用于本发明中并不予以限制，在此先予叙明。

请一并参阅图3，为本发明真空吸盘的剖视图，如图所示：

有关于本发明的真空吸盘10，其细部结构如下所述。

本发明的真空吸盘10主要包含有固定于该真空吸附设备上的吸盘本体11，于该吸盘本体11一侧设置有吸嘴12，并于该吸嘴12底侧设置有摩擦垫片13。该吸盘本体11包含有入气道111、以及设置于该吸盘本体11外侧的进气口112，该进气口112透过管线连结至一气体供应装置(图中未示)，藉以将气流输送至该入气道111内。该吸嘴12的底侧主要可分为外环部121以及内环部122，该外环部121及该内环部122之间设置有一连通于该入气道111的环状气隙123，该环状气隙123由开口处(亦即吸嘴12的底侧)朝该入气道111方向渐缩并连通于该入气道111，并于该内环部122上设置有供一工件依靠的摩擦垫片13。

气体经由该入气道111向该环状气隙123吹出时形成一用以吸附工件的环状真空区域(图中未示)，该环状真空区域的吸力与该气体吹出的斥力相互平衡形成该工件30与该外环部底侧1211间的平衡间隙d，该摩擦垫片13的底侧与外环部底侧1211间的距离e等于或略大于该平衡间隙d以供该工件30依靠。

为避免工件30于吸附时与摩擦垫片13碰撞所造成的损伤，该摩擦垫片13较佳可为聚胺酯(Polyurethane)或氯丁橡胶(Chloroprene Rubber)所构成。聚氨酯于力学性能上具有很大的可调性，其具有抗震、耐磨等优异特性，氯丁橡胶于回弹性、耐磨性亦优于一般合成橡胶，是以，上述材料可提供较佳的物性以作为摩擦垫片13的选用。惟，所述材料的选用并非为本发明所欲限制的技术，在此先一并予以叙明。

请一并参阅图4及图5，为本发明吸嘴的局部放大示意图，如图所示：

使用时，该气体供应装置经由管线提供一高速气流至该真空吸盘10的入气道111，该高速气流经由该入气道111输送至该环状气隙123并向外吹出。当该高速气流于环状气隙123吹出时，依照柏努利定律，高速气流的流动将使得喷嘴底侧的气压较一般外侧的气压要低，因而藉此形成一吸附工件30的环状真空区域。此时，当工件30受真空吸力向上移动时，该工件30同时受该气体吹出的斥力所影响(假设工件30的重力不计)。当工件30受真空吸力上引，且工件30越发靠近该吸嘴12时，所受气体的斥力就越大，该环状真空区域的吸力与该气体吹出的斥力相互平衡将使得工件30与外环部底侧1211间归于一平衡间隙d。为将该工件30依靠于该摩擦垫片13上，该摩擦垫片13的底侧与该外环部底侧1211间的距离e至少等于或略大于该平衡间隙d。此时，该工件30所受的部分真空引力与摩擦垫片13施予工件30上的反作用力抵销。使工件30所承受的引力转换为工件30与摩擦垫片13间的摩擦力，藉以将工件稳固的结合于该摩擦垫片13上。

于本发明中所述该摩擦垫片13的底侧与吸盘本体11底侧间的距离e至少等于或略大于该平衡间隙d，是指该工件30可抵抗重力而向上吸附至该摩擦垫片13而言，由于真空吸盘10作用于工件30上的真空吸力将会因吸嘴12与工件30之间的距离e呈指数型递减(以吸嘴12与工件30间具有相当距离而言)，是以，本发明中所述的略大于该平衡间隙d，是指该工件30可接收到该真空吸力并可克服工件30本身所受重力的间距而言，更具体言之，达此间距时工件始可克服重力吸附于该摩擦垫片13上。

由于平衡间隙d会因许多变因而有所变动(气体的流速、吸嘴12开口的设计、工件30的重量等)，是以，本发明的内环部122及外环部121可依需求相对上、下微调。具体而言，该摩擦垫片13设置于内环部122时，调整机构可同时设置于该内环部122或外环部121上，供使用者调整该摩擦垫片13与该真空吸盘10底侧间较为适当的间距。

综上所述，比起已知技术，本发明可解决已知接触式真空吸盘用于吸附多孔隙料片时，需另外调校吸嘴位置因而造成设备管理员不便的问题，另一方面，亦可解决已知非接触式真空吸盘用于吸附工件时，尚需藉由框架固定侧缘始得进行移载程序的问题。其次，本发明可藉由摩擦垫片增加工件与吸盘间的摩擦力使工件于移载时稳固地依靠于该摩擦垫片上。再者，本发明的摩擦垫片设置于内环部上比起设置于外环部上更可以避免气流因受摩擦垫片阻挡而导致风速减弱或是产生扰流因而降低真空吸力的问题。再者，本发明的外环部及内环部系可相对移动调整，藉以微调该该摩擦垫片与该真空吸盘底侧间的间距。更进一步地，本发明藉由质地较软或附具弹性的摩擦垫片比起已知技术的接触式真空吸盘更可避免工件刮伤的问题。

本发明已藉上述较佳具体例进行更详细说明，惟本发明并不限定于上述所举例的实施例，凡在本发明所揭示的技术思想范围内，对该等结构作各种变化及修饰，该等变化及修饰仍属本发明的范围。

Claims (5)

1.一种支架型真空吸附设备，用以吸附并移载至少一工件，该支架型真空吸附设备包含有移动装置，该移动装置包含有二首尾相连的横臂，一设置于该横臂与横臂间的枢转机构，以及连接于该横臂以操作该横臂移动的载具；其特征在于，该支架型真空吸附设备还包括至少三真空吸盘，三真空吸盘吸盘分别包含有装设于该横臂上的吸盘本体、设置于该吸盘本体一侧的吸嘴、以及设置于吸嘴底侧的摩擦垫片，该吸盘本体包含有入气道，该吸嘴包含有设置于该吸嘴底侧的外环部以及内环部，该外环部相对该内环部上下调整，该外环部及该内环部之间包含有一由该吸嘴底侧朝该入气道方向渐缩并连通于该入气道的环状气隙，气体经由该入气道向该环状气隙吹出时形成用以吸附该工件的环状真空区域，该摩擦垫片设置于该内环部上，该工件受该环状真空区域吸附时依靠于该摩擦垫片上，藉由该工件与该摩擦垫片间的摩擦力抵销该工件所承受的侧向力。

2.如权利要求1所述的支架型真空吸附设备，其特征在于，所述环状真空区域的吸力与该气体吹出的斥力相互平衡形成该工件与该外环部底侧间的平衡间隙，该摩擦垫片的底侧与该外环部底侧间的距离等于或大于该平衡间隙。

3.如权利要求2所述的支架型真空吸附设备，其特征在于，所述载具为移载装置、翻面装置或旋转装置。

4.如权利要求2所述的支架型真空吸附设备，其特征在于，所述摩擦垫片由聚胺酯或氯丁橡胶所制成。

5.如权利要求2所述的支架型真空吸附设备，其特征在于，所述内环部相对该外环部上下调整。