CN108247664A - 一种高效破真空吸嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开并提供了一种结构简单、设计合理、取放产品稳定和破真空效率高的操高效破真空吸嘴。本发明中包括吸嘴主体，所述吸嘴主体沿轴向设置有安装内腔，所述安装内腔内适配设置有破真空装置，所述破真空装置为推杆顶推装置或为活塞‑泄气口组合装置。本发明可用于真空吸嘴的技术领域。

Description

一种高效破真空吸嘴

技术领域

本发明涉及一种高效破真空吸嘴。

背景技术

在电子制造行业，真空吸嘴已被广泛应用于产品的精密取放工艺中，而在部分电子测试和自动化测试行业中，由于产品外观结构特点，或光学类产品表面接触敏感性，对吸嘴结构有特殊要求。特别是针对质量小、体积轻的电子器件，在放料过程中，容易出现破真空不够，微弱真空负压将产品带起的现象，因此，对于部分电子器件的取放料机构，真空模组以及其产生的真空、破真空压力非常敏感。

现有真空吸嘴通过真空发生器在吸嘴内腔形成真空负压和破真空正压。当真空发生器产生真空，吸嘴内为真空负压；当真空发生器关闭真空，且吸嘴表面已吸附产品时，吸嘴内腔将继续维持真空；真空发生器在关闭真空以后，进一步产生破真空气流，将吸嘴内腔变为正压的同时让吸嘴向外喷出气流，将产品彻底释放。其中，破真空气流太大将导致产品受力过大而发生不可预测偏移，破真空气流太小则可能导致在规定时间内无法及时破除负压。而对于部分特殊电子器件或半导体器件，特别是质量轻便、表面光滑、带有弱磁或静电的产品，在取放过程中微弱的外力即可能破坏破真空动作，从而造成取放精度偏差。故而使得吸嘴具有取放产品不稳定的风险。而一种取放产品稳定和破真空效率高的真空吸嘴急需被投入应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、设计合理、取放产品稳定和破真空效率高的操高效破真空吸嘴。

本发明所采用的技术方案是：本发明中包括吸嘴主体，所述吸嘴主体沿轴向设置有安装内腔，所述安装内腔内适配设置有破真空装置，所述破真空装置为推杆顶推装置或为活塞-泄气口组合装置。

进一步地，所述推杆顶推装置包括活动设置在所述安装内腔中的推杆，所述推杆的底部伸出于所述吸嘴主体的底部，所述推杆配合设置有第一直线伸缩机构。

进一步地，所述安装内腔为贯穿所述吸嘴主体的真空台阶内腔，所述推杆上设置有与所述真空台阶内腔的台阶相配合的凸块，所述第一直线伸缩机构适配设置在所述台阶与所述凸块之间。

进一步地，所述第一直线伸缩机构包括第一弹簧，所述第一弹簧套设在所述推杆上。

进一步地，所述第一直线伸缩机构的伸缩弹力满足下列公式：

n* G_DUT < F_s < 1/10 * min(F_vacuum)，{n <10}，其中n表示被吸产品的数量，G_DUT 表示被吸产品重力，F_s 表示第一弹簧的弹力，F_vacuum表示真空台阶内腔内真空吸力。

进一步地，所述推杆的上方设置有限位块，所述限位块设置在所述真空台阶内腔中，所述限位块的底部与所述吸嘴主体的底部之间的垂直距离尺寸与所述推杆的长度尺寸相等。

进一步地，所述推杆的底部设置有软垫。

进一步地，所述活塞-泄气口组合装置包括适配设置在所述安装内腔中的活塞和设置在所述吸嘴主体侧面的泄气口，所述活塞与所述泄气口相配合，所述活塞的中部设置有通气孔，所述活塞的底部与所述安装内腔的底部之间设置有第二直线伸缩机构。

进一步地，所述第二直线伸缩机构包括第二弹簧，所述第二弹簧的轴线与所述吸嘴主体的轴线相重合。

进一步地，所述吸嘴主体的底部设置有若干吸气孔，所述吸气孔与所述安装内腔相连通。

本发明的有益效果为：本发明设计有两个方案，第一个方案通过设计推杆形成高效破真空的辅助推力，另外，推杆在吸取产品的过程中持续与产品接触，增加了吸取产品的稳定性；而另一个方案中利用内嵌活塞配合泄气口可以减小了破真空所需要的气流大小，此外，通过泄气口泄气可以提高释放产品的效率，而自然漏气造成的压降比气流引起的压降更平缓，因此采用此泄气口结构可有效降低压降过冲，提高了释放产品的稳定性。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图；

图2是实施例二的结构示意图。

实施方式

本发明的具体实施方式是：本发明包括吸嘴主体1，所述吸嘴主体1沿轴向设置有安装内腔2，所述安装内腔2内适配设置有破真空装置，所述破真空装置为推杆顶推装置或为活塞-泄气口组合装置。

实施例一：所述破真空装置为推杆顶推装置，如图1所示，在本实施例中，所述吸嘴主体1整体外型呈柱形，所述安装内腔2为沿轴向贯穿设置的真空台阶内腔4，所述真空台阶内腔4的上部截面尺寸比下部截面尺寸大，故而上部和下部之间形成一个台阶；所述吸嘴主体1的底部形成一个通孔即为吸嘴吸口；所述推杆顶推装置包括活动设置在所述安装内腔2中的推杆3，所述推杆3可以上下滑动，所述推杆3用于在破真空释放被吸产品时，形成辅助推力，加快破真空的时间并提高释放稳定性；所述推杆3的底部穿过所述真空台阶内腔4的下部并伸出于所述吸嘴主体1的底部，所述推杆3的另一端设置有与所述真空台阶内腔4的台阶相配合的凸块5，所述凸块5与所述推杆3一体成型；所述推杆3的上方设置有限位块7，所述限位块7固定设置在所述真空台阶内腔4中，所述限位块7作为所述推杆3的上限位，所述限位块7的截面尺寸小于所述真空台阶内腔4的截面尺寸，故而并不会堵塞住所述真空台阶内腔4，而所述限位块7可以为环状设置在所述真空台阶内腔4的腔内壁上，也可以为横穿所述真空台阶内腔4的条形块；另外，所述限位块7的底部与所述吸嘴主体1的底部之间的垂直距离尺寸与所述推杆3的长度尺寸相等，故而当所述推杆3上顶到上限位即所述限位块7时，所述推杆3伸出于所述吸嘴主体1的部分正好缩入到所述真空台阶内腔4中，且端面平齐；另外，所述推杆3的底部设置有软垫，在进行吸取产品或是破真空释放产品时，所述推杆3的底部均与产品相接触，故而设置软垫等柔性材料可以避免产品受损同时又可以增加取放产品的稳定性。

在本实施例中，所述凸块5与所述台阶之间设置有与所述推杆3相配合的第一直线伸缩机构，所述第一直线伸缩机构的作用是可以使所述推杆3发生上下伸缩运动，所述第一直线伸缩机构包括第一弹簧6，所述第一弹簧6套设在所述推杆3上，利用所述第一弹簧6便可以直接驱动所述推杆3的伸缩运动，简化结构。

现有技术的吸嘴结构中，吸嘴内腔只用用于真空、破真空气流通道的通道而无其他结构或动作，传统破真空推力由气流在内腔中形成正压F =PS，而气流压力会存在一定的波动，因此单纯依靠气流破真空存在不稳定因素。为解决此问题，在本实施例增加“舌头”结构的所述推杆3形成机械推力，辅助破真空动作顺利高效进行。所述推杆3安装于所述真空台阶内腔4中，自然状态下，所述推杆3受所述第一弹簧6的弹簧力作用自然伸出于所述吸嘴主体1的端面外，所述推杆3活动行程由所述第一弹簧6配合所述台阶作为下限位，另为由所述限位块7作为上限位，使得所述推杆3仅作小距离移动。

当吸取产品时，所述真空台阶内腔4内抽真空，真空吸力将产品吸起，真空吸力大于产品重力和所述推杆3由于重力所产生的推力之和，所述推杆3将被压缩进所述真空台阶内腔4内，所述推杆3始终保持与产品表面接触。所述推杆3端面采用保护性软性材料避免对产品表面造成损坏。当释放产品时，破真空使得所述真空台阶内腔4内真空负压增高，故而真空吸力减小，此时“舌头”状的所述推杆3克服真空吸力逐渐将推力作用于产品表面，使产品尽快脱离所述吸嘴主体1的端面，当产品脱离该端面时，所述真空台阶内腔4的真空无效，此后产品只受自身重力作用掉落至放置位。

在破真空过程中，所述第一弹簧6作用的推力过大，产品会被推翻，推力过小则与不够与破真空气流产生同等效果。因此本实施例能够有效实施的一大特点在于，推力的理论分析与合理设计，并通过结构中与其它作用力关系，推到出计算所述第一弹簧6的弹簧力的关系式。产品与所述吸嘴主体1的端面之间的摩擦力f = μ·(F_vacuum - F_s) 是保持产品在平面加速运动过程中吸嘴稳定的关键因素，该摩擦力将克服加减速的惯性力和模组旋转的离心力，防止产品在吸嘴端面发生相对位移。相比于传统真空吸嘴，增加所述推杆3则不宜减小作用于产品的摩擦力，因此弹簧力应明显小于真空吸力F_s << F_vacuum。而当破真空时，弹簧力作用于产品表面并抵抗真空负压形成的吸力。由于破真空过程中，产品与所述吸嘴主体的端面，以及其它管路中必然存在可以漏气的微间隙，当有弹簧推力作用时，此间隙会逐渐扩大，真空吸力将急剧减小至零。另外，作用于产品表面的弹簧推力还可以克服吸嘴的静电吸力作用，大大提高破真空稳定性和效率。综上所述，所述第一直线伸缩机构中的所述第一弹簧6的弹簧推力应符合如下关系式的要求，并可保证所述推杆3的运行高效性，其关系式为：n* G_DUT < F_s < 1/10 * min(F_vacuum)，{n <10}，其中n表示被吸产品的数量，G_DUT 表示被吸产品重力，F_s 表示第一弹簧的弹力，F_vacuum表示真空台阶内腔内真空吸力，min(F_vacuum)表示最小吸力取值。本实施例中所述第一弹簧6的弹力和所述推杆3的重力推力可根据产品的质量定制，可保证稳定取放产品，克服外界力的影响，同时不损坏产品表面质量。

实施例二：所述破真空装置为活塞-泄气口组合装置，如图2所示，在本实施例中，所述吸嘴主体1整体外型呈柱形，所述吸嘴主体1的底部设置有一层隔层，所述隔层上设置有多个吸气孔12，所述隔层的作用是将吸嘴主体1内部的零部件与外部分隔开，而所述吸气孔12的作用是连通所述安装内腔2并使空气流通，所述吸气孔12即为本实施例用于吸取产品的吸口；所述安装内腔2为本实施例抽真空的腔体，所述安装内腔2为柱形腔体；所述活塞-泄气口组合装置包括适配设置在所述安装内腔2中的活塞8和设置在所述吸嘴主体1侧面的泄气口9，所述活塞8可以进行上下滑动，所述活塞8的中部设置有通气孔10，所述通气孔10用于导通活塞上下两部分并使空气流通；所述泄气口9有两个并对称设置，所述泄气口9用于快速对所述安装内腔2中的气压进行泄压处理，所述活塞8通过上下滑动可以堵住所述泄气口9或是解除堵住状态；所述活塞8的底部与所述安装内腔2的底部之间设置有第二直线伸缩机构，所述第二直线伸缩机构的作用是可以使所述活塞8发生上下滑动；所述第二直线伸缩机构包括第二弹簧11，所述第二弹簧11的轴线与所述吸嘴主体1的轴线相重合，利用所述第二弹簧11便可以直接驱动所述活塞8的滑动，简化结构。

传统破真空气流的波动会造成吸嘴取放不稳定，本实施例通过增加两个所述泄气口9消除该气流的不稳定影响。所述泄气口9在真空吸取时，在所述第二弹簧11的作用下所述活塞8运动堵塞所述泄气口9，而所述安装内腔2内腔仍然保持不漏气，形成真空负压。在破真空时，当有微弱气流时，所述安装内腔2内腔形成的吸力减小，所述活塞8向下运动而露出所述泄气口9，此时所述安装内腔2内腔与外界空间联通，内腔迅速升至大气压。

所述泄气口9的设计减小了破真空所需要的气流大小，即便破真空气流波动，只要气流大于所述活塞8运动所需克服的吸力，即可快速切换到漏气模式。此外，破真空气流的有效作用时间已小于原来所用时间，提高了释放产品的效率。而自然漏气造成的压降比气流引起的压降更平缓，因此采用所述泄气口9的结构可有效降低压降过冲，提高了释放产品的稳定性。

本发明可用于真空吸嘴的技术领域。

Claims (10)

1.一种高效破真空吸嘴，其特征在于：它包括吸嘴主体（1），所述吸嘴主体（1）沿轴向设置有安装内腔（2），所述安装内腔（2）内适配设置有破真空装置，所述破真空装置为推杆顶推装置或为活塞-泄气口组合装置。

2.根据权利要求1所述的一种高效破真空吸嘴，其特征在于：所述推杆顶推装置包括活动设置在所述安装内腔（2）中的推杆（3），所述推杆（3）的底部伸出于所述吸嘴主体（1）的底部，所述推杆（3）配合设置有第一直线伸缩机构。

3.根据权利要求2所述的一种高效破真空吸嘴，其特征在于：所述安装内腔（2）为贯穿所述吸嘴主体（1）的真空台阶内腔（4），所述推杆（3）上设置有与所述真空台阶内腔（4）的台阶相配合的凸块（5），所述第一直线伸缩机构适配设置在所述台阶与所述凸块（5）之间。

4.根据权利要求2所述的一种高效破真空吸嘴，其特征在于：所述第一直线伸缩机构包括第一弹簧（6），所述第一弹簧（6）套设在所述推杆（3）上。

5.根据权利要求2所述的一种高效破真空吸嘴，其特征在于：所述第一直线伸缩机构的伸缩弹力满足下列公式：n* G_DUT < F_s < 1/10 * min(F_vacuum)，{n <10}，其中n表示被吸产品的数量，G_DUT 表示被吸产品重力，F_s 表示第一弹簧的弹力，F_vacuum表示真空台阶内腔内真空吸力。

6.根据权利要求3所述的一种高效破真空吸嘴，其特征在于：所述推杆（3）的上方设置有限位块（7），所述限位块（7）设置在所述真空台阶内腔（4）中，所述限位块（7）的底部与所述吸嘴主体（1）的底部之间的垂直距离尺寸与所述推杆（3）的长度尺寸相等。

7.根据权利要求2-6任意一项所述的一种高效破真空吸嘴，其特征在于：所述推杆（3）的底部设置有软垫。

8.根据权利要求1所述的一种高效破真空吸嘴，其特征在于：所述活塞-泄气口组合装置包括适配设置在所述安装内腔（2）中的活塞（8）和设置在所述吸嘴主体（1）侧面的泄气口（9），所述活塞（8）与所述泄气口（9）相配合，所述活塞（8）的中部设置有通气孔（10），所述活塞（8）的底部与所述安装内腔（2）的底部之间设置有第二直线伸缩机构。

9.根据权利要求8所述的一种高效破真空吸嘴，其特征在于：所述第二直线伸缩机构包括第二弹簧（11），所述第二弹簧（11）的轴线与所述吸嘴主体（1）的轴线相重合。

10.根据权利要求8所述的一种高效破真空吸嘴，其特征在于：所述吸嘴主体（1）的底部设置有若干吸气孔（12），所述吸气孔（12）与所述安装内腔（2）相连通。