CN110116381B - 真空吸盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空吸盘(10)，利用真空压吸附工件(W)，该真空吸盘(10)具有：支承部件(12)，该支承部件在内部具有真空通路(20)；波纹管(14)，该波纹管固定于支承部件；以及限制部件(16)，该限制部件安装于波纹管的内侧，在波纹管的收缩时限制部件进入真空通路。

Description

真空吸盘

技术领域

本发明涉及利用真空压来吸附工件的真空吸盘。

背景技术

以往，公知有使真空压作用于吸盘的吸附面而吸附并搬运工件的真空吸盘。在利用真空吸盘吸附工件时，例如若工件倾斜，则吸盘不会紧贴于工件，真空压不会有效地作用于工件。

因此，存在如下的结构：通过球窝接头而使吸盘部分能够摇头、或者使吸盘本身呈蛇腹状，由此对于倾斜面也进行吸附(参照日本实公平5－35973号公报)。

然而，在使吸盘部分能够摇头的情况下、或者在使吸盘本身呈蛇腹状的情况下，吸盘所吸附的工件之后也能够摇头，因此在搬运工序中工件摆动，有可能产生工件的位置偏移。特别是在高速地搬运工件的情况下，工件大幅摆动，有可能由于惯性而使工件从吸盘脱落。

发明内容

本发明是为了解决这样的课题而完成的。本发明的目的在于，提供一种真空吸盘，即使工件的被吸附面倾斜也能够使吸盘紧贴于工件，并且能够在吸附后使工件的姿势稳定，防止工件的摆动。

本发明的真空吸盘利用真空压吸附工件，其特征在于，该真空吸盘具有：支承部件，该支承部件在内部具有真空通路；波纹管，该波纹管固定于支承部件；以及限制部件，该限制部件安装于波纹管的内侧，在波纹管的收缩时限制部件进入真空通路。

根据上述真空吸盘，在波纹管的收缩时，安装于波纹管的限制部件进入支承部件的真空通路，因此阻止限制部件的倾斜，工件的保持姿势稳定。

在上述真空吸盘中，优选在波纹管的内壁安装有内环。由此，抑制波纹管压溃而成为扁平的情况。

另外，优选限制部件具有：筒部，该筒部能够嵌入于真空通路；以及凸缘部，该凸缘部从筒部的一端部朝外延伸，凸缘部的顶端卡止于波纹管的内壁。由此，能够以简单的结构将限制部件安装于波纹管的内侧。另外，在将收容有具有流动性的加工品的袋等作为工件而进行吸附搬运的情况下，抑制工件一边变形一边被吸入真空吸盘内的情况。

在该情况下，优选筒部的另一端部为渐细的锥面，真空通路的端部为扩径的锥面。也可以是，在波纹管的非收缩时，筒部的锥面隔开规定的间隙而与真空通路的锥面相对，另外，也可以是，限制部件在轴向上从支承部件分离。由此，即使在工件的被吸附面倾斜的情况下，也能够使波纹管无障碍地屈曲而紧贴于工件。特别是，当波纹管的非收缩时使限制部件在轴向上从支承部件分离时，能够增大波纹管的屈曲变形的自由度。

另外，优选在筒部设置有：纵孔，该纵孔在轴向上贯通；以及横孔，该横孔与纵孔连通，并且在筒部的侧面开口。或者，优选在筒部设置有在轴向上贯通的纵孔，在筒部的外周面设置有沿轴向延伸的狭缝状的槽，在凸缘部设置有在厚度方向上贯通且与槽相连的贯通孔。由此，能够通过真空压而稳定地维持波纹管收缩的状态和吸附工件的状态。

另外，在要求在工件上没有残留吸附痕迹的情况下，优选凸缘部为覆盖波纹管的下端部的形状。由此，与工件接触的是限制部件而不是波纹管，因此在工件上不会残留吸附痕迹。

并且，在要求避免工件的带电的情况下，优选限制部件由金属材料或者导电性树脂材料构成。由此，即使限制部件由于与工件的接触而带电也能够对其进行除电。

本发明的真空吸盘在波纹管的收缩时，安装于波纹管的限制部件进入支承部件的真空通路，因此阻止限制部件的倾斜。因此，工件的保持姿势稳定，在工件的吸附搬运时工件不会振动。

根据参照附图而说明的以下的实施方式的说明，容易了解上述的目的、特征和优点。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的真空吸盘的主视图。

图2是图1的真空吸盘的仰视图。

图3是图1的真空吸盘的纵剖视图。

图4是图1的真空吸盘最收缩时的纵剖视图。

图5是图1的真空吸盘紧贴于工件时的纵剖视图。

图6是本发明的第二实施方式的真空吸盘的纵剖视图。

图7是本发明的第三实施方式的真空吸盘的纵剖视图。

图8是图7的真空吸盘最收缩时的纵剖视图。

图9是本发明的第四实施方式的真空吸盘的纵剖视图。

图10是本发明的第五实施方式的真空吸盘的纵剖视图。

图11是图10的真空吸盘最收缩时的纵剖视图。

图12是图10的真空吸盘中的限制部件的立体图。

具体实施方式

以下，对于本发明的真空吸盘，举出多个优选的实施方式，一边参照附图一边进行说明。

(第一实施方式)

一边参照图1～图4一边对本发明的第一实施方式的真空吸盘10进行说明。

真空吸盘10是为了对工件W进行吸附搬运而使用的，安装于未图示的搬运装置。真空吸盘10包含支承部件12、波纹管14和限制部件16。

支承部件12由铝合金等金属材料或者树脂材料形成为圆筒状，以其轴线朝向铅垂方向的方式安装于未图示的搬运装置。支承部件12具有在上下方向上贯通的真空通路20，真空通路20的下端为朝向下方扩径的锥面22。该锥面22的倾斜角被设定为例如15度。在支承部件12的下部设置有用于支承波纹管14的环状槽24。

波纹管14由例如具有规定的弹性的橡胶材料形成为圆筒状，具有伸缩和屈曲自如的蛇腹构造。波纹管14的上端为厚壁而向径向内侧呈凸缘状延伸，该向内凸缘部26与支承部件12的环状槽24嵌合。由此，波纹管14安装于支承部件12。波纹管14的下端部28为向斜下方扩开的形状，其顶端为与工件W接触的部位。

在波纹管14的内壁，环状的山部与环状的谷部交替出现。在本实施例中，存在4个山部30a～30d。内环32a卡止在第一山部30a与第二山部30b之间的谷部，并且内环32b卡止在第二山部30b与第三山部30c之间的谷部。这些内环32a、32b起到抑制波纹管14压溃而成为扁平的作用，因此由树脂材料或者高硬度的橡胶材料形成为环状。也可以取代设置内环32a、32b，而在波纹管14一体成型与其相当的加强部。

限制部件16由PEEK等树脂材料形成为大概圆筒状。限制部件16具有：圆筒状的筒部34、以及从筒部34的下端向径向外侧延伸的凸缘部36。凸缘部36的顶端向斜上方倾斜，卡止在波纹管14的内壁中的第三山部30c与第四山部30d之间的倾斜部30e。由此，限制部件16安装于波纹管14。利用凸缘部36的靠近筒部34的下表面和筒部34的下端面而形成向上方凹陷的弯曲面46。即，在面对工件W的限制部件16的下表面形成弯曲面46

筒部34的上端部的外周为渐细的锥面38，该锥面38的倾斜角被设定为与真空通路20的锥面22的倾斜角相同。在波纹管14的非收缩时，筒部34的锥面38隔开规定的间隙而与真空通路20的锥面22相对。筒部34的除了锥面38之外的外径与真空通路20的除了锥面22之外的内径大致相同、或者比其稍小，筒部34能够嵌入于真空通路20。

筒部34具有在轴向上贯通的纵孔40。纵孔40除了在筒部34的上端面开口之外，还经由多个第一横孔42而在筒部34的锥面38开口。另外，纵孔40在筒部34的靠近下方的部位，经由多个第二横孔44而在筒部34的侧面开口。在厚度方向上贯通的多个贯通孔48在周向上等间隔地设置于凸缘部36。

在波纹管14的非收缩时，波纹管14的内侧空间50除了经由筒部34的第二横孔44和纵孔40而与支承部件12的真空通路20连通之外，还经由筒部34的锥面38与真空通路20的锥面22之间的间隙而与支承部件12的真空通路20连通(参照图3)。在波纹管14的收缩时，波纹管14的内侧空间50经由筒部34的第二横孔44和纵孔40而与支承部件12的真空通路20连通(参照图4)。

在包含波纹管14的收缩时在内波纹管14紧贴于工件W时，在波纹管14的下端部28与工件W之间形成的空间52除了经由筒部34的纵孔40而与支承部件12的真空通路20连通之外，还经由凸缘部36的贯通孔48、筒部34的第二横孔44和纵孔40而与支承部件12的真空通路20连通(参照图4)。

本实施方式的真空吸盘10基本上像以上那样构成，以下，一边参照图4和图5一边对其作用进行说明。

在通过未图示的搬运装置而将真空吸盘10定位在工件W的上方之后，真空吸盘10朝向工件W而下降。这里，工件W存在各种表面形状，另外，由于存在工件W倾斜地放置的情况，因此存在工件W的被吸附面相对于水平面倾斜的情况。

在工件W的被吸附面相对于水平面倾斜的情况下，首先，仅波纹管14的下端部28的顶端的一部分与工件W接触。然后，若使真空吸盘10朝向工件W而向下方按压，则波纹管14一边以追随于工件W的被吸附面的倾斜的方式屈曲一边整体上收缩。而且，波纹管14的下端部28在其顶端的整周上与工件W抵接。即，波纹管14紧贴于工件W(参照图5)。波纹管14与工件W抵接时的冲击借助于波纹管14的弹性而被吸收。

另外，由于在筒部34的锥面38与真空通路20的锥面22之间设置有间隙，因此允许限制部件16的轴心(筒部34的轴心)相对于铅垂方向倾斜，不会对安装有限制部件16的波纹管14的屈曲动作产生妨碍。另外，在工件W的被吸附面为水平的情况下，当然波纹管14不会屈曲而紧贴于工件W。

在与真空吸盘10的下降一同、或者在波纹管14紧贴于工件W之后，向支承部件12的真空通路20导入真空压。若波纹管14紧贴于工件W，则真空压有效地发挥作用，波纹管14使屈曲状态返回到原来的状态，并且进一步收缩。伴随着该波纹管14的收缩，限制部件16以其轴心接近铅垂方向的方式改变姿势，并且逐渐进入支承部件12的真空通路20。限制部件16的轴心接近铅垂方向主要是由于筒部34与真空通路20的内壁接触而被引导的，但也由于波纹管14因其弹性复原力而向不屈曲的形状返回、也由于工件W的重量而对波纹管14作用有铅垂方向的力。

而且，在限制部件16的轴心与真空通路20的轴心一致之后，限制部件16嵌入支承部件12的真空通路20直到波纹管14成为最收缩的状态为止。由此，成为阻止限制部件16的倾斜的状态(参照图4)。

在波纹管14最收缩的状态下，波纹管14的内侧空间50经由筒部34的第二横孔44和纵孔40而与支承部件12的真空通路20连通。另外，波纹管14的下端部28与工件W之间的空间52经由筒部34的纵孔40而与支承部件12的真空通路20连通，并且经由凸缘部36的贯通孔48、筒部34的第二横孔44和纵孔40而与支承部件12的真空通路20连通。因此，通过真空压的作用而稳定地维持波纹管14收缩的状态和吸附了工件W的状态。由于在该状态下搬运工件W，因此工件W的保持姿势稳定，工件W不会摆动。

然而，存在将收容有具有流动性的加工品的袋等作为工件而进行吸附搬运的情况。在本实施方式中，由于具备从筒部34的下端向径向外侧延伸的凸缘部36的限制部件16配设在波纹管14的下端侧，因此抑制工件一边变形一边被吸入真空吸盘10内的情况。

根据本实施方式，在工件W的被吸附面倾斜的情况下，也能够使波纹管14无障碍地屈曲而紧贴于工件W。另外，在波纹管14的收缩时，安装于波纹管14的限制部件16嵌入支承部件12的真空通路20，因此阻止限制部件16的倾斜，工件W的保持姿势稳定。另外，在本实施方式中，在面对工件W的限制部件16的下表面形成有弯曲面46，因此除了适合对不变形且较硬的工件进行吸附的情况之外，还适合对容易变形的袋状的工件进行吸附的情况。

(第二实施方式)

接下来，一边参照图6一边对本发明的第二实施方式的真空吸盘54进行说明。第二实施方式在限制部件56的构造的方面与第一实施方式不同。另外，在第二实施方式的真空吸盘54中，对与上述的真空吸盘10相同或者同等的结构标注相同的参照符号，并省略详细的说明。

限制部件56具有圆筒状的筒部57以及从筒部57的下端向外侧延伸的凸缘部58。凸缘部58具有：朝向径向外侧水平延伸的水平部58a、以及从水平部58a的顶端向斜上方倾斜地延伸的倾斜部58b。水平部58a相比于倾斜部58b向下方突出。凸缘部58在从第三山部30c与第四山部30d之间的倾斜部30e到第四山部30d的范围内，卡止于波纹管14的内壁。由此，限制部件56安装于波纹管14。

筒部57的下端面与凸缘部58的水平部58a的下表面位于相同的平面上。因此，本实施方式尤其适合对薄片或者薄膜的工件进行吸附的情况。

(第三实施方式)

接下来，一边参照图7和图8一边对本发明的第三实施方式的真空吸盘60进行说明。第三实施方式在限制部件62的构造的方面与第一实施方式不同。另外，在第三实施方式的真空吸盘60中，对与上述的真空吸盘10相同或者同等的结构标注相同的参照符号，并省略详细的说明。

限制部件62具有：圆筒状的筒部64、以及从筒部64的下端向径向外侧延伸的凸缘部36。筒部64的上端部的外周为渐细的锥面68，该锥面68的倾斜角被设定为与真空通路20的锥面22的倾斜角相同。筒部64的外径除了锥面68的顶端附近之外，比支承部件12的真空通路20的除了锥面22之外的内径大。

筒部64的轴向长度比第一实施方式的筒部34短。筒部64在内部具有在轴向上延伸的纵孔70。纵孔70延伸到筒部64的上端而在筒部64的上端面开口，另外，经由多个横孔72而在筒部64的侧面开口。

限制部件62在波纹管14的非收缩时，在轴向上从支承部件12分离(参照图7)。因此，若波纹管14与工件W接触而被按压，则波纹管14能够在其弹性范围内自由地屈曲。

在工件W的被吸附面相对于水平面倾斜的情况下，若使真空吸盘60朝向工件W而向下方按压，则波纹管14一边屈曲一边整体上收缩而紧贴于工件W。然后，若真空压有效地发挥作用，则波纹管14使屈曲状态返回到原来的状态，并且进一步收缩。伴随着该波纹管14的收缩，安装于波纹管14的限制部件62以其轴心接近铅垂方向的方式改变姿势，直到筒部64的锥面68与真空通路20的锥面22抵接。

而且，在筒部64的锥面68与真空通路20的锥面22完全地整合时，波纹管14成为最收缩的状态(参照图8)。此时，限制部件62的轴心与支承部件12的轴心一致，并且，限制部件62与支承部件12的锥面彼此进行面接触，因此可靠地阻止限制部件62的倾斜。

在包含波纹管14的收缩时在内波纹管14紧贴于工件W时，在波纹管14的下端部28与工件W之间形成的空间52除了经由筒部64的纵孔70而与支承部件12的真空通路20连通之外，还经由凸缘部36的贯通孔48、筒部64的横孔72和纵孔70而与支承部件12的真空通路20连通(参照图8)。

根据本实施方式，由于在波纹管14的非收缩时限制部件62在轴向上从支承部件12分离，因此能够增大波纹管14紧贴于工件W时的波纹管14的屈曲变形的自由度。

(第四实施方式)

接下来，一边参照图9一边对本发明的第四实施方式的真空吸盘80进行说明。第四实施方式在限制部件82的构造的方面与第一实施方式不同。另外，在第四实施方式的真空吸盘80中，对与上述的真空吸盘10相同或者同等的结构标注相同的参照符号，并省略详细的说明。

限制部件82由金属材料或者导电性树脂材料形成为大概圆筒状。限制部件82具有：圆筒状的筒部34、以及从筒部34的下端向径向外侧延伸的凸缘部86。凸缘部86的顶端被分成二股，具有向斜上方倾斜的第一凸缘部86a和向斜下方倾斜的第二凸缘部86b。

以利用第一凸缘部86a和第二凸缘部86b跨越波纹管14的内壁中的第四山部30d的方式，使凸缘部86卡止于波纹管14的内壁。由此，限制部件82安装于波纹管14。

第二凸缘部86b的顶端相比于波纹管14的下端部28的顶端，向外侧延伸，第二凸缘部86b从下方覆盖波纹管14。即，第二凸缘部86b的顶端为与工件接触的部位。包含第二凸缘部86b的限制部件82的底面形状也可以根据工件的种类而为不同的结构(平面或者弯曲面)。

本实施方式适合要求在工件上不残留吸附痕迹的情况、例如工件为玻璃板的情况。在使由橡胶材料构成的波纹管14与工件接触的情况下，橡胶中的油分出现在表面上而转印于工件，有可能在工件上残留吸附痕迹。在本实施方式中，与工件接触的是限制部件82而不是波纹管14。而且，限制部件82不是由橡胶材料构成的结构，因此不会在工件上残留吸附痕迹。在该情况下，作为限制部件82的材料，优选选择PEEK。

另外，本实施方式适合要求避免工件的带电的情况。限制部件82由金属材料或者导电性树脂材料形成，因此即使在限制部件82与工件接触时带电，也在通过筒部34嵌入于真空通路20而使限制部件82与支承部件12接触时，除去限制部件82的电荷(静电)。因此，避免工件的带电。另外，支承部件12的材料在第一实施方式中为金属材料或者树脂材料，但在本实施方式中限定于金属材料。

根据本实施方式，在工件上不会残留吸附痕迹。另外，即使限制部件82由于与工件的接触而带电，也能够对其进行除电。

(第五实施方式)

接下来，一边参照图10～图12一边对本发明的第五实施方式的真空吸盘100进行说明。第五实施方式在限制部件102的构造的方面与第一实施方式不同。另外，在第五实施方式的真空吸盘100中，对与上述的真空吸盘10相同或者同等的结构标注相同的参照符号，并省略详细的说明。

限制部件102具有：圆筒状的筒部104、以及从筒部104的下端向径向外侧延伸的凸缘部36。筒部104的上端部的外周为渐细的锥面38，该锥面38的倾斜角被设定为与真空通路20的锥面22的倾斜角相同。在波纹管14的非收缩时，筒部104的锥面38隔开规定的间隙而与真空通路20的锥面22相对。筒部104的除了锥面38之外的外径与真空通路20的除了锥面22之外的内径大致相同、或者比其稍小，筒部104能够嵌入于真空通路20。

在筒部104设置有在轴向上贯通的纵孔106。如图12所示，沿轴向延伸的多个狭缝状的槽108在周向上等间隔地设置于筒部104的外周面。在厚度方向上贯通的多个贯通孔110在与筒部104的槽108整合的位置设置于凸缘部36。即，凸缘部36的各贯通孔110与筒部104的各槽108相连。

在限制部件102的筒部104嵌入于支承部件12的真空通路20时，在筒部104与真空通路20的壁面之间，通过多个槽108而确保充分的间隙，因此波纹管14的内侧空间50能够良好地保持与真空通路20连通的状态(参照图11)。另外，在波纹管14的下端部28与工件W之间形成的空间52经由筒部104的纵孔106而与支承部件12的真空通路20连通。

根据本实施方式，在筒部104设置有纵孔106，在筒部104的外周面设置有狭缝状的槽108，在凸缘部36设置有与筒部104的槽108相连的贯通孔110，因此能够通过真空压而稳定地维持波纹管14收缩的状态和吸附工件W的状态。

本发明的真空吸盘并不局限于上述的各实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可以采用各种方式。

Claims (10)

1.一种真空吸盘，利用真空压吸附工件，其特征在于，

该真空吸盘(10)具有：支承部件(12)，该支承部件在内部具有真空通路(20)；波纹管(14)，该波纹管固定于所述支承部件；以及限制部件(16)，该限制部件安装于所述波纹管的内侧，在所述波纹管的收缩时所述限制部件进入所述真空通路，在所述波纹管的收缩时阻止所述限制部件相对于所述支承部件的倾斜，在所述波纹管的非收缩时允许所述限制部件相对于所述支承部件的倾斜。

2.根据权利要求1所述的真空吸盘，其特征在于，

在所述波纹管的内壁安装有内环。

3.根据权利要求1所述的真空吸盘，其特征在于，

所述限制部件具有：筒部，该筒部能够嵌入于所述真空通路；以及凸缘部，该凸缘部从所述筒部的一端部朝外延伸，所述凸缘部的顶端卡止于所述波纹管的内壁。

4.根据权利要求3所述的真空吸盘，其特征在于，

所述筒部的另一端部为渐细的锥面，所述真空通路的端部为扩径的锥面。

5.根据权利要求4所述的真空吸盘，其特征在于，

在所述波纹管的非收缩时，所述筒部的锥面隔开规定的间隙而与所述真空通路的锥面相对。

6.根据权利要求4所述的真空吸盘，其特征在于，

在所述波纹管的非收缩时，所述限制部件在轴向上从所述支承部件分离。

7.根据权利要求3所述的真空吸盘，其特征在于，

在所述筒部设置有：纵孔，该纵孔在轴向上贯通；以及横孔，该横孔与所述纵孔连通，并且在所述筒部的侧面开口。

8.根据权利要求3所述的真空吸盘，其特征在于，

在所述筒部设置有在轴向上贯通的纵孔，在所述筒部的外周面设置有沿轴向延伸的狭缝状的槽，在所述凸缘部设置有在厚度方向上贯通且与所述槽相连的贯通孔。

9.根据权利要求3所述的真空吸盘，其特征在于，

所述凸缘部为覆盖所述波纹管的下端部的形状。

10.根据权利要求9所述的真空吸盘，其特征在于，

所述限制部件由金属材料或者导电性树脂材料构成。

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