CN113878517B - 一种用于高动态设备的载盘夹紧定位机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业自动化技术领域，公开一种用于高动态设备的载盘夹紧定位机构，包括高速运动平台、载盘，所述载盘设计在高速运动平台的下侧，所述载盘上设有至少三个拉钉，所述多个拉钉在高速运动平台的正投影不共线，本发明通过在载盘上设置有多个拉钉，并使得每个拉钉一一对应有夹紧定位机构，同时在每一个夹紧定位机构上设置有至少三个夹紧连杆，并使其均匀分布在拉钉轴线方向上，从而使得夹紧连杆在夹紧状态时，能够有效的利用多个夹紧连杆拉紧拉钉，实现快速更换载盘的同时，有效的改善了高速工况下的振动冲击而产生载盘位置偏移，输出了稳定的夹紧力，保证载盘在高加减速运行过程中的稳定性，从而提高设备的精度和稳定性。

Description

一种用于高动态设备的载盘夹紧定位机构

技术领域

本发明涉及工业自动化技术领域，尤其涉及一种用于高动态设备的载盘夹紧定位机构。

背景技术

随着液晶面板行业的固晶机设备自动化程度不断的提高，时间成本对于客户来说非常重要，因此，对设备的速度和稳定性能要求越来越高；

现有技术中的固晶机在工作时，首先在载盘上提前固定好被加工对象LED或者IC芯片，可选地将载盘装入固晶机的高速运动平台上，通过固晶机的高速运动平台，可将芯片准确运送到设备各个不同需求的位置上，而后续芯片的补给则是通过高速运动平台采用自动方式，快速更换载盘，但此过程存在着以下缺陷：

固晶机在高加减速情况下，由于载盘的自动更换机构夹紧力不足，振动产生的冲击会破坏夹紧定位机构的稳定性，使得被加工对象的定位精度降低，进而导致被加工对象无法正常加工。

发明内容

本发明公开了一种用于高动态设备的载盘夹紧定位机构，用于提高载盘的自动更换机构的夹紧力，提高被加工对象的定位精度。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种用于高动态设备的载盘夹紧定位机构，包括高速运动平台、载盘，所述载盘设计在高速运动平台的下侧，所述载盘上设有至少三个拉钉，所述多个拉钉在高速运动平台正投影方向上不共线；

所述高速运动平台设有与所述拉钉一一对应的夹紧定位机构，每个所述夹紧定位机构包括底座、至少三个夹紧连杆，所述夹紧连杆通过销轴与底座连接，所述销轴的轴线方向与拉钉轴线方向相互垂直，且多个所述夹紧连杆在拉钉轴线方向上均匀分布；所述夹紧连杆在夹紧状态时，所述拉钉的自由端位于各个所述夹紧连杆组成的空间内部，各个所述夹紧连杆的夹紧端相互配合将拉钉夹紧，所述夹紧连杆在放松状态时，多个所述夹紧连杆的夹紧端与拉钉的自由端相互之间不接触；

上述部件中，在载盘上设置有多个拉钉，并使得每个拉钉一一对应有夹紧定位机构，同时在每一个夹紧定位机构上设置有至少三个夹紧连杆，并使其均匀分布在垂直于拉钉的径向方向上，从而使得夹紧连杆在夹紧状态时，能够有效的利用多个夹紧连杆拉紧拉钉，实现快速更换载盘的同时，有效的改善了高速工况下的振动冲击而产生载盘位置偏移，输出了稳定的夹紧力，保证载盘在高加减速运行过程中的稳定性，从而提高设备的精度和稳定性。

可选地，所述高速运动平台上设有与夹紧定位机构一一对应的执行机构，所述执行机构用于控制夹紧所述定位机构夹紧状态与放松状态的相互切换。

可选地，每个所述拉钉为轴对称结构，所述拉钉的轴线垂直所述载盘且安装在所述载盘上。

可选地，所述拉钉的圆周方向，设有用于与多个所述夹紧连杆夹紧端两侧面配合的凹槽结构。

可选地，所述底座设有垂直于所述拉钉的径向方向延伸的通槽，多个所述夹紧连杆位于所述通槽内。

可选地，所述底座的通槽内设有限位环，所述限位环的圆周方向形成有与所述夹紧连杆一一对应的限位槽，每一对相互对应的所述夹紧连杆与所述限位槽中，所述夹紧连杆穿过所述限位槽，以使所述限位环垂直所述拉钉轴线的径向方向对所述夹紧连杆进行限位。

可选地，所述执行机构包括直线运动机构、锥形推杆、弹性复位结构；沿垂直所述高速运动平台指向所述高速运动平台的方向，所述锥形推杆的直径逐渐减小，多个所述夹紧连杆远离夹紧端的一侧与所述锥形推杆的周面抵接，所述直线运动机构用于带动所述锥形推杆沿所述拉钉轴线方向做直线运动，所述锥形推杆在沿着所述拉钉轴线方向向靠近所述高速运动平台方向运动时，所述锥形推杆能够使得所述夹紧连杆的夹紧端向靠近所述拉钉轴线方向移动，使得所述夹紧连杆的夹紧端夹紧所述拉钉的自由端，所述直线运动机构带动所述锥形推杆向远离所述高速运动平台方向运动时，所述弹性复位结构能够始终保持所述锁紧连杆与所述锥形拉杆抵接，以使所述夹紧连杆的夹紧端向远离所述拉钉轴线方向移动。

可选地，所述弹性复位结构包括环形弹簧，所述弹性复位结构设置在多个夹紧连杆的外侧。

可选地，每个所述夹紧连杆远离所述拉钉轴线一侧的表面分别设有开设在同一水平线上的弹簧槽，所述环形弹簧安装于所述弹簧槽。

可选地，至少一种所述直线运动机构包括气缸、气管接头，所述气缸固定在执行机构安装座上，所述锥形推杆固定在所述气缸出力端，所述气管接头安装于所述气缸的进气端。

可选地，其中一种直线运动机构包括齿轮、齿条、驱动电机及导向装置，所述齿条安装在所述锥形推杆的外侧，所述齿轮与所述齿条之间相互啮合，所述齿轮的轴心位置固定安装有所述驱动电机的电机轴，所述齿轮与所述齿条沿着所述导向装置的运动方向做相对运动。

附图说明

图1为本发明高速运动平台示意图；

图2为本发明载盘夹紧机构剖面示意图；

图3为本发明夹紧机构夹紧拉钉前示意图；

图4为本发明夹紧机构夹紧拉钉后示意图；

图5为本发明夹紧机构座示意图；

图6为本发明夹紧连杆示意图；

图7为本发明限位环示意图。

附图中标记说明：

1-高速运动平台、2-载盘、201-拉钉、3-夹紧定位机构、301-底座、302-夹紧连杆、303-销轴、304-限位环、305-环形弹簧、306-执行机构安装座、4-执行机构、401-气缸、402-锥形推杆、403-气管接头。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，本发明实施例提供了一种用于高动态设备的载盘夹紧定位机构3，包括高速运动平台1、载盘2，所述载盘2设计在高速运动平台1的下侧，所述载盘2上设有至少三个拉钉201，多个所述拉钉201在高速运动平台1正投影方向上不共线，每个载盘2固定的四个拉钉201的距离尺寸，高速运动平台1上对应的4个夹紧定位机构的相对距离尺寸一致，每个载盘2上四个拉钉201距离尺寸一致性较好，保证抓取载盘2的位置一致性好。

高速运动平台1设有与拉钉201一一对应的夹紧定位机构3，每个夹紧定位机构3包括底座301、至少三个夹紧连杆302，夹紧连杆302通过销轴303与底座301连接，销轴303的轴线方向与拉钉201轴线方向相互垂直，且多个夹紧连杆302在拉钉201轴线的圆周方向上均匀分布；夹紧连杆302在夹紧状态时，拉钉201的自由端位于各个夹紧连杆302组成的空间内部，各个夹紧连杆302的夹紧端相互配合将拉钉201夹紧，夹紧连杆302在放松状态时，多个夹紧连杆302的夹紧端与拉钉201的自由端相互之间不接触，从而使得夹紧定位机构3常态为四个夹紧连杆302处于打开状态，设计的结构保证了该状态下，载盘2上的四个拉钉201进入四个夹紧连杆302形成的空间内，不发生干涉或者接触。

上述部件中，在载盘2上设置有多个拉钉201，并使得每个拉钉201一一对应有夹紧定位机构，同时在每一个夹紧定位机构上设置有至少三个夹紧连杆302，并使其均匀分布在拉钉201轴线的圆周方向上，从而使得夹紧连杆302在夹紧状态时，能够有效的利用多个夹紧连杆302拉紧拉钉201，实现快速更换载盘2的同时，有效的改善了高速工况下的振动冲击而产生载盘2位置偏移，输出了稳定的夹紧力，保证载盘2在高加减速运行过程中的稳定性，从而提高设备的精度和稳定性。

所述高速运动平台1上设有与夹紧定位机构3一一对应的执行机构4，所述执行机构4用于控制夹紧定位机构3夹紧状态与放松状态的相互切换。

一种可能实现的方式中，参照图2，每个拉钉201为轴对称结构，拉钉201的轴线垂直载盘2且安装在载盘2上。

一种可能实现的方式中，参照图2，拉钉201的圆周方向，设有用于与多个夹紧连杆302夹紧端两侧面配合的凹槽结构。

一种可能实现的方式中，参照图3，底座301设有垂直于拉钉201的径向方向延伸的通槽，多个夹紧连杆302位于通槽内，保证了夹紧连杆活动的空间。

一种可能实现的方式中，参照图7，底座301的通槽内设有限位环304，限位环304的圆周方向形成有与夹紧连杆302一一对应的限位槽，每一对相互对应的夹紧连杆302与限位槽中，夹紧连杆302穿过限位槽，以使限位环304沿拉钉201轴线的圆周方向对夹紧连杆302进行限位，限制其向内侧运动的角度，保证拉钉202能装入四个夹紧连杆302形成的内侧空间，同时避开夹紧连杆302向外侧张开的运动空间。

一种可能实现的方式中，参照图4，执行机构4包括直线运动机构、锥形推杆402、弹性复位结构；沿垂直高速运动平台1指向高速运动平台1的方向，锥形推杆402的直径逐渐减小，多个夹紧连杆302远离夹紧端的一侧与锥形推杆402的周面抵接，直线运动机构用于带动锥形推杆402沿拉钉201轴线方向做直线运动，锥形推杆402在沿着拉钉201轴线方向，向靠近高速运动平台1方向运动时，锥形推杆402能够使得夹紧连杆302的夹紧端向靠近拉钉201轴线方向移动，使得夹紧连杆302的夹紧端夹紧拉钉201的自由端，直线运动机构带动锥形推杆402向远离高速运动平台1方向运动时，弹性复位结构能够始终保持锁紧连杆302与锥形推杆402抵接，以使夹紧连杆302的夹紧端向远离拉钉201轴线方向移动。

弹性复位结构包括环形弹簧305，弹性复位结构设置在多个夹紧连杆302的外侧。

一种可能实现的方式中，参照图6，每个所述夹紧连杆302远离拉钉201轴线的一侧的表面分别设有开设在同一水平线上的弹簧槽，环形弹簧305安装于弹簧槽。

至少一种所述直线运动机构包括气缸401、气管接头403，所述气缸401固定在执行机构安装座306上，所述锥形推杆402固定在气缸401出力端，所述气管接头403安装于气缸401的进气端。

一种可能实现的方式中(图中未示出)，其中一种直线运动机构包括齿轮、齿条、驱动电机及导向装置，齿条安装在锥形推杆402的外侧，齿轮与齿条之间相互啮合，齿轮的轴心位置固定安装有驱动电机的电机轴，齿轮与齿条沿着导向装置的运动方向做相对运动。

其中，一种可能实现的方式中，本申请具体实施例为：首先，将限位环304固定到底座301配合孔内固定，夹紧连杆302插入底座301下端槽内，并保证两者的销孔同轴，销轴303插入销孔内后将两者连接，夹紧连杆302可以绕着销轴303旋转，其次将环形弹簧305套入四个夹紧连杆302上端弹簧槽内，最后固定执行机构安装座306，此时完成本申请的安装过程。

通过执行机构安装座306，与夹紧定位机构3同轴心固定连接。将执行机构4常态为锥形推杆402处于收回状态，当外部电磁阀动作后，外部管路通过连接的气管接头403，实现气缸401向下推动锥形推杆402，锥形推杆402能够与四个夹紧连杆302同时接触。

其中，夹紧定位机构3抓取载盘的过程：高速运动平台1精确运动到上料区，并与载盘2保持抓取的高度；气缸401工作后，将锥形推杆402推入到四个夹紧连杆302的配合面上，轴向推力转化成径向力，将四个被环形弹簧305约束的夹紧连杆302向外侧推开，夹紧连杆302下端卡爪与拉钉201的配合面接触，直至将载盘2与高速运动平台1的下表面完全贴合，气缸401保持恒定推力，实现四个夹紧机构301对载盘2夹紧定位，再通过高速运动平台1运动至加工区域，对被加工对象进行加工处理。

夹紧定位机构3卸掉载盘2的过程：高速运动平台1带着空载盘2离开加工区域，精确运动到下料区；气缸401停止工作后，锥形推杆402与四个夹紧连杆302的配合面脱开，四个夹紧连杆302被约束的环形弹簧305向内侧缩回，夹紧连杆302下端卡爪与拉钉201的配合面脱开，将载盘2与高速运动平台1的下表面脱离，落到下料区域，实现对载盘2的卸载。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种用于高动态设备的载盘夹紧定位机构，其特征在于，包括高速运动平台、载盘，所述载盘设在高速运动平台的下侧，所述载盘上设有至少三个拉钉，多个所述拉钉在高速运动平台的正投影不共线；

所述高速运动平台设有与所述拉钉一一对应的夹紧定位机构，每个所述夹紧定位机构包括底座、至少三个夹紧连杆，所述夹紧连杆通过销轴与底座连接，所述销轴的轴线方向与拉钉轴线方向相互垂直，且多个所述夹紧连杆在拉钉轴线的圆周方向上均匀分布；所述夹紧连杆在夹紧状态时，所述拉钉的自由端位于各个所述夹紧连杆组成的空间内部，各个所述夹紧连杆的夹紧端相互配合将拉钉夹紧，所述夹紧连杆在放松状态时，多个所述夹紧连杆的夹紧端与拉钉的自由端相互之间不接触；

所述底座设有垂直于所述拉钉的径向方向延伸的通槽，多个所述夹紧连杆位于所述通槽内，所述底座的通槽内设有限位环，所述限位环的圆周方向形成有与所述夹紧连杆一一对应的限位槽，每一对相互对应的所述夹紧连杆与所述限位槽中，所述夹紧连杆穿过所述限位槽，以使所述限位环垂直所述拉钉轴线的径向方向对所述夹紧连杆进行限位，限制其向内侧运动的角度；

所述高速运动平台上设有与夹紧定位机构一一对应的执行机构，所述执行机构用于控制所述夹紧定位机构夹紧状态与放松状态之间的相互切换。

2.根据权利要求1所述的夹紧定位机构，其特征在于，每个所述拉钉为轴对称结构，所述拉钉的轴线垂直所述载盘且安装在所述载盘上。

3.根据权利要求1所述的夹紧定位机构，其特征在于，所述拉钉的圆周方向，设有用于与多个所述夹紧连杆夹紧端两侧面配合的凹槽结构。

4.根据权利要求1所述的夹紧定位机构，其特征在于，所述执行机构包括直线运动机构、锥形推杆、弹性复位结构；沿垂直所述高速运动平台指向所述高速运动平台的方向，所述锥形推杆的直径逐渐减小，多个所述夹紧连杆远离夹紧端的一侧与所述锥形推杆的周面抵接，所述直线运动机构用于带动所述锥形推杆沿所述拉钉轴线方向做直线运动，所述锥形推杆在沿着所述拉钉轴线方向向靠近所述高速运动平台方向运动时，所述锥形推杆能够使得所述夹紧连杆的夹紧端向靠近所述拉钉轴线方向移动，使得所述夹紧连杆的夹紧端夹紧所述拉钉的自由端，所述直线运动机构带动所述锥形推杆向远离所述高速运动平台方向运动时，所述弹性复位结构能够始终保持所述夹紧连杆与所述锥形推杆抵接，以使所述夹紧连杆的夹紧端向远离所述拉钉轴线方向移动。

5.根据权利要求4所述的夹紧定位机构，其特征在于，所述弹性复位结构包括环形弹簧，所述弹性复位结构设置在多个夹紧连杆的外侧。

6.根据权利要求5所述的夹紧定位机构，其特征在于，每个所述夹紧连杆远离所述拉钉轴线一侧的表面分别设有开设在同一水平线上的弹簧槽，所述环形弹簧安装于所述弹簧槽。

7.根据权利要求4所述的夹紧定位机构，其特征在于，至少一种所述直线运动机构包括气缸、气管接头，所述气缸固定在执行机构安装座上，所述锥形推杆固定在所述气缸出力端，所述气管接头安装于所述气缸的进气端。

8.根据权利要求7所述的夹紧定位机构，其特征在于，其中一种直线运动机构包括齿轮、齿条、驱动电机及导向装置，所述齿条安装在所述锥形推杆的外侧，所述齿轮与所述齿条之间相互啮合，所述齿轮的轴心位置固定安装有所述驱动电机的电机轴，所述齿轮与所述齿条沿着所述导向装置的运动方向做相对运动。