CN111590642A - 一种搬运机械手的安全防护方法及其搬运机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搬运机械手的安全防护方法及其搬运机械手，多位五通阀与第一气体腔之间设有第一常断二通阀，且多位五通阀与第二气体腔之间设有第二常断二通阀；当正常通电通气时，第一常断二通阀和第二常断二通阀均处于通电打开状态，双作用气缸的驱动杆在多位五通阀的开关控制下进行垂直升降运动；当意外断电和/或意外断气时，第一常断二通阀和第二常断二通阀均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀、双作用气缸、第二常断二通阀之间形成闭合腔体，防止第一气体腔和第二气体腔内的气压突变，避免搬运机械手携带工件突然下坠；本发明可以消除意外断电或断气时重物掉落的安全隐患，为工件的搬运安全提供了可靠保障。

Description

一种搬运机械手的安全防护方法及其搬运机械手

技术领域

本发明涉及搬运机械手的安全防护技术，具体涉及一种搬运机械手的安全防护方法，本发明还涉及了该安全防护方法所应用的搬运机械手。

背景技术

随着智能化制造的高速发展和普及推广，搬运机械手在企业实际生产中的应用率也被认为是衡量体现企业自身智能化制造水平的重要指标。具体来说，在全自动划片机设备中，搬运工件工序主要依赖于搬运机械手，由于需要搬运的工件非常贵重，因此对搬运机械手的平稳性和安全性有着极高的要求。

请特别参见图1所示的现有技术中搬运机械手中双作用气缸的外部气体源供给回路图，在搬运机械手正常工作时(包括正常通电和通气)，双作用气缸10’的外部气体源供给回路包括外部气压源21’，外部气压源21’通过多位五通阀22’通过连接第一排气节流阀24’和第二排气节流阀25’选择性向第一气体腔11’和第二气体腔12’注入气体，其驱动杆10a’实现选择性上下驱动进而实现对工件的搬运(既需要做水平运动，又要做垂直运动)，如果可以确保设备始终处于正常通电、通气的状态，搬运机械手的安全防护是可以得到保障的。然而，在实际生产活动中，当搬运机械手在运行的过程中发生意外故障并出现断电、断气时，双作用气缸10’会携带工件突然失控下坠，严重时会造成工件损坏，甚至发生安全事故。

因此，本申请人基于在搬运机械手进行深入研究后决定提出技术方案来确保搬运机械手得到安全有效的保护措施。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种搬运机械手的安全防护方法及其搬运机械手，可以消除意外断电或断气时重物掉落的安全隐患，为工件的搬运安全提供了可靠保障。

本发明采用的技术方案如下：

一种搬运机械手的安全防护方法，所述搬运机械手包括双作用气缸，所述搬运机械手在所述双作用气缸的驱动作用下进行上下升降行程运动，所述双作用气缸的第一气体腔和第二气体腔之间设有外部气体源供给回路；所述外部气体源供给回路包括外部气压源，所述外部气压源通过多位五通阀选择性向第一气体腔和第二气体腔注入气压；其中，所述安全防护方法包括：

所述多位五通阀与所述第一气体腔之间设有第一常断二通阀，且所述多位五通阀与所述第二气体腔之间设有第二常断二通阀；

当正常通电通气时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀均处于通电打开状态，所述双作用气缸的驱动杆在所述多位五通阀的开关控制下进行垂直升降运动；

当意外断电和/或意外断气时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀、双作用气缸、第二常断二通阀之间形成闭合腔体，防止第一气体腔和第二气体腔内的气压突变，避免所述搬运机械手携带工件突然下坠。

优选地，所述第一常断二通阀与所述第一气体腔之间设有第一排气节流阀，所述第二常断二通阀与所述第二气体腔之间设有第二排气节流阀。

优选地，所述多位五通阀采用二位五通阀。

优选地，所述外部气压源连接有气压表。

优选地，当正常断电断气时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀的断电时间滞后于所述多位五通阀的断电时间，避免形成闭合腔体，使得搬运机械手复位为初始状态。

优选地，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀的断电时间相对所述多位五通阀的断电时间滞后0.5-3秒。

优选地，一种搬运机械手，包括双作用气缸，所述双作用气缸安装在X轴运动平台和/或Y轴运动平台上，所述双作用气缸的驱动杆固定安装连接用于定位放置待搬运工件的工件支撑架，所述搬运机械手采用如上所述的搬运机械手的安全防护方法。

优选地，所述工件支撑架采用吸盘组件，用于定位放置半导体晶圆；所述吸盘组件与所述驱动杆固定安装连接为一体。

优选地，所述搬运机械手作为全自动划片机设备的搬运机械手。

优选地，一种搬运机械手，包括液压缸，所述搬运机械手在所述液压缸的驱动作用下进行上下升降行程运动，所述液压缸的第一液压腔和第二液压腔之间采用液压供给回路驱动，所述液压供给回路包括外部液压源，所述外部液压源通过多位五通阀选择性向第一液压腔和第二液压腔注入液压；所述多位五通阀与所述第一液压腔之间设有第一常断二通阀，且所述多位五通阀与所述第二液压腔之间设有第二常断二通阀；

当正常通电通液压时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀均处于通电打开状态，所述液压缸的驱动杆在所述多位五通阀的开关控制下进行垂直升降运动；

当意外断电和/或液压压力低于正常范围时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀、液压缸、第二常断二通阀之间形成闭合腔体，防止第一液压腔和第二液压腔内的液压突变，避免所述搬运机械手携带工件突然下坠。

本发明通过创造性地通过在多位五通阀与第一气体腔、第二气体腔之间分别设置第一常断二通阀和第二常断二通阀，当意外断电和/或意外断气时，第一常断二通阀和第二常断二通阀均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀、双作用气缸、第二常断二通阀之间形成闭合腔体，可以有效防止第一气体腔和第二气体腔内的气压突变，最终安全可靠地避免搬运机械手携带工件突然下坠，而当正常通电通气时，第一常断二通阀和第二常断二通阀均处于通电打开状态，双作用气缸的驱动杆在多位五通阀的开关控制下进行正常垂直升降运动，第一常断二通阀和所述第二常断二通阀的设置不会对其造成任何负面影响；本发明通过结构简易且可进行灵活便捷控制的技术方案消除意外断电或断气时重物掉落的安全隐患，为工件的搬运安全提供了可靠保障；本发明可以同样应用于具有与外部气体源供给回路具有类似结构液压供给回路的搬运机械手，同样可以避免液压缸意外断电或液压压力低于正常范围时重物掉落的安全隐患。

附图说明

附图1是现有技术中搬运机械手中双作用气缸的外部气体源供给回路图；

附图2是本发明实施例1中搬运机械手中双作用气缸的外部气体源供给回路图；

附图3是本发明实施例1中搬运机械手的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种搬运机械手的安全防护方法，搬运机械手包括双作用气缸，搬运机械手在双作用气缸的驱动作用下进行上下升降行程运动，双作用气缸的第一气体腔和第二气体腔之间设有外部气体源供给回路；外部气体源供给回路包括外部气压源，外部气压源通过多位五通阀选择性向第一气体腔和第二气体腔注入气压；其中，安全防护方法包括：多位五通阀与第一气体腔之间设有第一常断二通阀，且多位五通阀与第二气体腔之间设有第二常断二通阀；当正常通电通气时，第一常断二通阀和第二常断二通阀均处于通电打开状态，双作用气缸的驱动杆在多位五通阀的开关控制下进行垂直升降运动；当意外断电和/或意外断气时，第一常断二通阀和第二常断二通阀均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀、双作用气缸、第二常断二通阀之间形成闭合腔体，防止第一气体腔和第二气体腔内的气压突变，避免搬运机械手携带工件突然下坠。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1：请参见图2所示，一种搬运机械手的安全防护方法，搬运机械手包括双作用气缸10，搬运机械手在双作用气缸10的驱动作用下进行上下升降行程运动，双作用气缸10的第一气体腔11和第二气体腔12之间设有外部气体源供给回路；外部气体源供给回路包括外部气压源21，外部气压源21通过多位五通阀选择性向第一气体腔11和第二气体腔12注入气压，优选地，在本实施方式中，多位五通阀采用二位五通阀22，外部气压源21连接有气压表23；其中，安全防护方法包括：

二位五通阀22与第一气体腔11之间设有第一常断二通阀31，且二位五通阀22与第二气体腔12之间设有第二常断二通阀32，优选地，在本实施方式中，第一常断二通阀31与第一气体腔11之间设有第一排气节流阀24，第二常断二通阀32与第二气体腔12之间设有第二排气节流阀25；

当正常通电通气时，第一常断二通阀31和第二常断二通阀32均处于通电打开状态，双作用气缸10的驱动杆10a在二位五通阀22的开关控制下进行垂直升降运动；当意外断电和/或意外断气时，第一常断二通阀31和第二常断二通阀32均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀31、双作用气缸、10第二常断二通阀32之间形成闭合腔体，防止第一气体腔11和第二气体腔12内的气压突变，避免搬运机械手携带工件突然下坠；

进一步优选地，在本实施方式中，当正常断电断气时，第一常断二通阀31和第二常断二通阀32的断电时间滞后于二位五通阀22的断电时间，避免形成闭合腔体，使得搬运机械手复位为初始状态；具体优选地，第一常断二通阀31和第二常断二通阀32的断电时间相对二位五通阀22的断电时间滞后0.5-3秒；当然地，在其他实施方式中，第一常断二通阀31和第二常断二通阀32的断电时间与二位五通阀22的断电时间同步进行，因此闭合腔体内的气体会随着时间缓慢向环境中释放最终同样复位为初始状态，区别仅在与复位时间的长短；

优选地，请进一步参见图3所示，本实施例还提出了一种搬运机械手，作为全自动划片机设备的搬运机械手1，包括双作用气缸10，双作用气缸10通过气缸支撑架10b安装在Y轴运动平台2上，双作用气缸10的驱动杆10a固定安装连接用于定位放置待搬运工件的工件支撑架，搬运机械手1采用如本实施例以上所述的搬运机械手的安全防护方法；在其他实施方式中，也可以根据待搬运工件的搬运需求，将双作用气缸10安装在X轴运动平台或X-Y轴运动平台上，本实施例对其不对特别限定；优选地，在本实施方式中，为了实现便捷安装效果，工件支撑架采用吸盘组件3，用于定位放置半导体晶圆；吸盘组件3与驱动杆10a固定安装连接为一体；

本实施例通过创造性地通过在二位五通阀22与第一气体腔11、第二气体腔12之间分别设置第一常断二通阀31和第二常断二通阀32，当意外断电和/或意外断气时，第一常断二通阀31和第二常断二通阀32均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀31、双作用气缸10、第二常断二通阀32之间形成闭合腔体，可以有效防止第一气体腔11和第二气体腔12内的气压突变，最终安全可靠地避免搬运机械手1携带工件突然下坠，而当正常通电通气时，第一常断二通阀31和第二常断二通阀32均处于通电打开状态，双作用气缸10的驱动杆10a在二位五通阀22的开关控制下进行正常垂直升降运动，第一常断二通阀31和第二常断二通阀32的设置不会对其造成任何负面影响；本实施例通过结构简易且可进行灵活便捷控制的技术方案消除意外断电或断气时重物掉落的安全隐患，为工件的搬运安全提供了可靠保障。

实施例2：一种搬运机械手，包括液压缸，搬运机械手在液压缸的驱动作用下进行上下升降行程运动，液压缸的第一液压腔和第二液压腔之间采用液压供给回路驱动，液压供给回路包括外部液压源，外部液压源通过二位五通阀选择性向第一液压腔和第二液压腔注入液压；二位五通阀与第一液压腔之间设有第一常断二通阀，且二位五通阀与第二液压腔之间设有第二常断二通阀；当正常通电通液压时，第一常断二通阀和第二常断二通阀均处于通电打开状态，液压缸的驱动杆在二位五通阀的开关控制下进行垂直升降运动；当意外断电和/或液压压力低于正常范围时，第一常断二通阀和第二常断二通阀均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀、液压缸、第二常断二通阀之间形成闭合腔体，防止第一液压腔和第二液压腔内的液压突变，避免搬运机械手携带工件突然下坠。

本实施例应用于具有与外部气体源供给回路具有类似结构液压供给回路的搬运机械手，同样可以避免液压缸意外断电或液压压力低于正常范围时重物掉落的安全隐患。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种搬运机械手的安全防护方法，所述搬运机械手包括双作用气缸，所述搬运机械手在所述双作用气缸的驱动作用下进行上下升降行程运动，所述双作用气缸的第一气体腔和第二气体腔之间设有外部气体源供给回路；其特征在于，所述外部气体源供给回路包括外部气压源，所述外部气压源通过多位五通阀选择性向第一气体腔和第二气体腔注入气压；其中，所述安全防护方法包括：

所述多位五通阀与所述第一气体腔之间设有第一常断二通阀，且所述多位五通阀与所述第二气体腔之间设有第二常断二通阀；

当正常通电通气时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀均处于通电打开状态，所述双作用气缸的驱动杆在所述多位五通阀的开关控制下进行垂直升降运动；

当意外断电和/或意外断气时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀、双作用气缸、第二常断二通阀之间形成闭合腔体，防止第一气体腔和第二气体腔内的气压突变，避免所述搬运机械手携带工件突然下坠。

2.根据权利要求1所述的搬运机械手的安全防护方法，其特征在于，所述第一常断二通阀与所述第一气体腔之间设有第一排气节流阀，所述第二常断二通阀与所述第二气体腔之间设有第二排气节流阀。

3.根据权利要求1所述的搬运机械手的安全防护方法，其特征在于，所述多位五通阀采用二位五通阀。

4.根据权利要求1所述的搬运机械手的安全防护方法，其特征在于，所述外部气压源连接有气压表。

5.根据权利要求1所述的搬运机械手的安全防护方法，其特征在于，当正常断电断气时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀的断电时间滞后于所述多位五通阀的断电时间，避免形成闭合腔体，使得搬运机械手复位为初始状态。

6.根据权利要求5所述的搬运机械手的安全防护方法，其特征在于，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀的断电时间相对所述多位五通阀的断电时间滞后0.5-3秒。

7.一种搬运机械手，包括双作用气缸，所述双作用气缸安装在X轴运动平台和/或Y轴运动平台上，所述双作用气缸的驱动杆固定安装连接用于定位放置待搬运工件的工件支撑架，其特征在于，所述搬运机械手采用如权利要求1-6之一所述的搬运机械手的安全防护方法。

8.根据权利要求7所述的搬运机械手，其特征在于，所述工件支撑架采用吸盘组件，用于定位放置半导体晶圆；所述吸盘组件与所述驱动杆固定安装连接为一体。

9.根据权利要求7所述的搬运机械手，其特征在于，所述搬运机械手作为全自动划片机设备的搬运机械手。

10.一种搬运机械手，包括液压缸，所述搬运机械手在所述液压缸的驱动作用下进行上下升降行程运动，所述液压缸的第一液压腔和第二液压腔之间采用液压供给回路驱动，其特征在于，所述液压供给回路包括外部液压源，所述外部液压源通过多位五通阀选择性向第一液压腔和第二液压腔注入液压；所述多位五通阀与所述第一液压腔之间设有第一常断二通阀，且所述多位五通阀与所述第二液压腔之间设有第二常断二通阀；

当正常通电通液压时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀均处于通电打开状态，所述液压缸的驱动杆在所述多位五通阀的开关控制下进行垂直升降运动；

当意外断电和/或液压压力低于正常范围时，所述第一常断二通阀和所述第二常断二通阀均处于断电关闭状态，使得第一常断二通阀、液压缸、第二常断二通阀之间形成闭合腔体，防止第一液压腔和第二液压腔内的液压突变，避免所述搬运机械手携带工件突然下坠。

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