CN116783033A - 工件保持系统及工件保持装置 - Google Patents

Abstract

一种工件保持系统(10)包括：抽吸载台(12)，形成有一个以上的用于抽吸载置于上表面的载置物的抽吸孔(20)；以及工件保持装置(16)，载置于所述抽吸载台(12)之上，并保持工件(100)，所述工件保持装置(16)具有：底板(30)，载置于所述抽吸载台(12)之上；保持载台(32)，供载置所述工件(100)，且能够相对于所述底板(30)变更姿势；抽吸通路(38)，与所述抽吸孔(20)连通；以及旋转致动器(34)，利用通过经由所述抽吸通路(38)抽吸或供给空气而产生的空压进行驱动，且变更所述保持载台(32)的姿势。

Description

工件保持系统及工件保持装置

技术领域

本说明书公开有一种可旋转地保持工件的工件保持装置、及具有所述工件保持装置的工件保持系统。

背景技术

公知以来，抽吸保持工件的抽吸载台被熟知。在所述抽吸载台形成有一个以上的抽吸孔。在抽吸孔连接有抽吸泵。并且，在将工件载置于抽吸载台的状态下驱动抽吸泵，以将所述抽吸孔堵住，由此抽吸保持工件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2021-110558号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，根据对工件所实施的处理的内容，在处理过程中，有时要变更工件的姿势。例如，有时要一边变更工件的姿势，一边多次对工件进行拍摄，并基于所获得的多个图像来对工件进行检查。在欲使用普通抽吸载台进行所述检查的情况下，每次拍摄时，必须暂时解除抽吸并变更工件的姿势，非常麻烦。

因此，也想到通过追加专用动力源(例如马达或电磁缸等)来变更工件的姿势。然而，如上所述的动力源的追加会导致成本增加。

再者，在专利文献1中公开有一种具有滑动载台的检查系统。通过所述检查系统，能够变更工件的位置。然而，在专利文献1中，滑动载台是手动滑动。因此，为了变更载置于滑动载台的工件的位置，需要操作员的手动操作，仍然麻烦。

因此，在本说明书中公开一种不追加专用动力源，便能够变更工件的姿势的工件保持系统及工件保持装置。

解决问题的技术手段

本说明书中所公开的工件保持系统的特征在于包括：抽吸载台，形成有一个以上的抽吸孔，用于抽吸载置于上表面的载置物；以及工件保持装置，载置于所述抽吸载台之上，并保持工件，其中，所述工件保持装置具有：底座，载置于所述抽吸载台之上；保持载台，供载置所述工件，且能够相对于所述底座变更姿势；抽吸通路，与所述抽吸孔连通；以及致动器，利用通过经由所述抽吸通路抽吸或供给空气而产生的空压进行驱动，且变更所述保持载台的姿势。

在此情况下，也可为，所述保持载台设置为能够绕上下方向轴旋转，所述致动器接收所述空压而使所述保持载台旋转。

而且，也可为，所述致动器包含气缸，所述气缸接收所述空压而伸长或收缩。

而且，也可为，所述致动器包含棘轮齿轮，所述棘轮齿轮随着所述气缸的伸缩，仅沿一方向旋转；所述保持载台与所述棘轮齿轮一起旋转。

而且，也可为，本发明的工件保持系统还具有：倾斜机构，使所述保持载台相对于所述底座倾斜。

在此情况下，也可为，本发明的工件保持系统还包括：工具头，设置于所述抽吸载台的上侧，能够相对于所述抽吸载台升降来对所述工件实施规定处理；所述倾斜机构具有：力点部，是能够绕水平轴摆动的杆，且能够由所述工具头按压；以及作用点部，隔着所述水平轴位于所述力点部的相反侧，通过按压所述力点部而上推所述保持载台。

而且，也可为，所述保持载台的底面具有：第一底面部，以第一角度倾斜；以及第二底面部，以与所述第一角度不同的第二角度倾斜，在上推所述第一底面部的情况、及上推所述第二底面部的情况下，所述抽吸载台的上表面的斜率变化。

而且，也可为，本发明的工件保持系统包括：基准面，与所述保持载台一起旋转，即便所述保持载台的斜率变更，所述基准面也不会倾斜；在所述保持载台的底面及所述基准面分别设置有一个以上的磁性元件，所述一个以上的磁性元件是通过相互磁性抽吸而维持所述保持载台的倾斜状态。

本说明书中所公开的工件保持装置，载置于抽吸载台之上，并保持工件，所述工件保持装置也可包括：底座，载置于所述抽吸载台之上；保持载台，供载置所述工件，且能够相对于所述底座变更姿势；抽吸通路，与形成于所述抽吸载台的抽吸孔连通；以及致动器，利用通过经由所述抽吸通路抽吸或供给空气而产生的空压进行驱动，且变更所述保持载台的姿势。

发明的效果

根据本说明书中所公开的技术，不追加专用动力源，便能够变更工件的姿势。

附图说明

[图1]图1是表示工件保持系统10的概略性结构的图。

[图2]而且，图2是工件保持装置16的平面图。

[图3]图3是图2的A-A剖视图。

[图4]图4是图2的B-B剖视图。

[图5]图5是图2的B-B剖视图。

[图6]图6是气缸的示意图。

[图7]图7是将摆动块与棘轮齿轮抽出的图。

[图8]图8是对摆动块与棘轮齿轮的动作进行说明的图。

[图9]图9是从图2的C方向观察倾斜杆的图。

具体实施方式

以下，参照附图对工件保持系统10进行说明。图1是表示工件保持系统10的概略性结构的图。而且，图2是工件保持装置16的平面图。

工件保持系统10是保持工件100并且能够变更所述工件100的姿势的系统。本例的工件保持系统10被组入至基于工件100的拍摄图像而检查工件100的品质的检查装置中。因此，工件保持系统10的一部分构成元件如下所述，直接沿用检查装置的构成元件。

工件保持系统10包括：抽吸载台12、检查头14、工件保持装置16、及控制器18。抽吸载台12是抽吸保持载置于其上表面的对象物的载台。在抽吸载台12形成有一个以上的抽吸孔20。抽吸孔20连接于抽吸泵22。通过驱动抽吸泵22，使真空抽吸力作用于抽吸孔20，由此，能够抽吸保持载置于抽吸载台12的上表面的对象物。而且，在抽吸孔20与抽吸泵22之间设置有大气压释放阀23。通过停止抽吸泵22的驱动，并且打开大气压释放阀23，能够解除对象物的抽吸。所述抽吸载台12原本设置于检查装置中。在检查装置中，通常将检查对象的工件100载置于抽吸载台12，但在本例中，将工件保持装置16载置于抽吸载台12之上，并利用所述工件保持装置16保持工件100。制成所述结构的理由在下文中进行叙述。

检查头14设置于抽吸载台12的上侧。检查头14是作为工具头而发挥功能，所述工具头具有对工件100实施处理的工具。在本例的情况下，检查头14具有：对工件100进行拍摄的检查照相机24作为工具。检查照相机24具有向下的光轴，对由工件保持装置16保持的工件100进行拍摄。

检查头14可通过未图示的移动机构，在水平方向及垂直方向上移动。所述检查头14也原本设置于检查装置中。但是，在本例中，在检查头14进而设置有按压体26。所述按压体26是向下方大幅突出的棒状构件，所述按压体26的下端位于比检查照相机24的下端更靠下侧。按压体26是用于对下述倾斜杆90(参照图2)的力点部94进行按压而设置。

工件保持装置16是保持工件100并且变更所述工件100的姿势的装置。工件保持装置16具有：能够相对于抽吸载台12旋转及摆动的保持载台32。检查对象的工件100载置于所述保持载台32。关于使保持载台32旋转及摆动的机构，在下文中进行叙述。

控制器18控制抽吸泵22及检查头14、检查照相机24的驱动，并且对由检查照相机24获得的图像进行分析，而判断工件100的品质。所述控制器18在物理方面而言是具有处理器18a及存储器18b的计算机。所述控制器18也原本设置于检查装置中。

继而，对工件保持装置16的结构详细进行说明。使用工件保持装置16时，将所述工件保持装置16载置于抽吸载台12。工件保持装置16具有：底板30、保持载台32、使保持载台32旋转的旋转致动器34、及使保持载台32摆动的倾斜机构。

底板30是载置于抽吸载台12的上表面的板材。如图2所示，底板30的外形大于抽吸载台12的外形，底板30从上侧完全覆盖抽吸载台12。底板30通过固定螺栓40固定于抽吸载台12。再者，在本例中，使底板30大于抽吸载台12，但只要底板30覆盖至少一个抽吸孔20，则其形状及尺寸可适当进行变更。例如，于在抽吸载台12形成有两个抽吸孔20的情况下，底板30也可制成仅覆盖一个抽吸孔20而未覆盖另一抽吸孔20的形状。在此情况下，为了防止空气泄露，只要在未经覆盖的抽吸孔20配置某种封闭构件(例如堵塞抽吸孔20的接着带等)即可。

而且，如图1所示，在底板30形成有沿厚度方向贯通的连通孔38a。所述连通孔38a形成于将底板30固定于抽吸载台12时与抽吸孔20连通的位置。中继端口38b插入连通孔38a的上端开口，在中继端口38b进而连接有连接配管38c。在中继端口38b的内部形成有使连通孔38a与连接配管38c连通的通路。以下，将包含连通孔38a、中继端口38b、及连接配管38c的通路称为抽吸通路38。

保持载台32是供载置工件100的载台。在本例中，工件100接着于保持载台32的上表面(以下称为“载置面46”)。保持载台32如图2所示，形成为如将圆板沿直径方向分成3份时的正中部分的形状。换言之，保持载台32在俯视下是上缘及下缘为圆弧状的大致长方形。

所述保持载台32可绕垂直轴旋转，而且，可绕水平轴摆动。参照图2、图3对此进行说明。图3是图2的A-A剖视图。如图2、图3所示，在保持载台32的下侧配置有棘轮齿轮84。从棘轮齿轮84的上表面(以下称为“基准面84a”)竖立了两个支撑构件88。两个支撑构件88配置于保持载台32的水平方向两侧。换言之，保持载台32成为在俯视下夹在一对支撑构件88之间的状态。各支撑构件88具有沿水平方向突出的载台摆动轴48。保持载台32可相对于支撑构件88摆动地由所述载台摆动轴48支撑。

而且，如上所述，支撑构件88固定于棘轮齿轮84的基准面84a。因此，在棘轮齿轮84绕沿着垂直方向延伸的旋转轴42旋转的情况下，支撑构件88、及由支撑构件88支撑的保持载台32也绕旋转轴42旋转。

继而，对旋转致动器34进行说明。旋转致动器34是用于使保持载台32绕旋转轴42旋转的致动器。所述旋转致动器34具有：气缸60、进退杆78、摆动块80(在图1中未图示)、及棘轮齿轮84。棘轮齿轮84如上所述，而且，如图3等所示，配置于保持载台32的下侧。棘轮齿轮84经由单向离合器43安装于旋转轴42。单向离合器43在俯视下，容许棘轮齿轮84沿顺时针方向旋转，阻碍棘轮齿轮沿逆时针方向旋转。以下，将单向离合器43所容许的旋转方向称为“正旋转方向”。

气缸60通过使活塞杆66进退，而使棘轮齿轮84沿正旋转方向旋转。在本例中，使所述气缸60进退的动力源是通过经由抽吸通路38抽吸空气而产生的负压的空压，使供给至抽吸载台12的抽吸力。参照图6对此进行说明。图6是气缸60的示意图。气缸60具有：缸筒62、活塞64、及活塞杆66。活塞64将缸筒62的内部空间分割成两份。以下，将比活塞64靠纸面右侧的空间称为第一压力室68f，将比活塞64靠纸面左侧的空间称为第二压力室68s。活塞64可在缸筒62的内部进退。通过使活塞64进退，第一压力室68f及第二压力室68s的体积变动。活塞杆66从活塞64突出。活塞杆66突出至缸筒62的外侧为止。活塞杆66的前端固定于连结板76，且在连结板76进而固定有进退杆78。在连结板76与缸筒62之间，设置有将两者向相互远离的方向弹推的辅助弹簧74。

在第一压力室68f及第二压力室68s分别形成有与外部相连的端口70、端口72。在形成于第二压力室68s中的开放端口72未连接配管，第二压力室68s开放大气压。另一方面，在形成于第一压力室68f中的抽吸端口70连接有连接配管38c。换言之，第一压力室68f经由抽吸通路38(连接配管38c、中继端口38b、连通孔38a)与抽吸孔20连通。因此，通过驱动抽吸泵22，能够对第一压力室68f赋予负压的空压、即抽吸力。

对所述结构中的气缸60的动作进行说明。若驱动抽吸泵22，则第一压力室68f的压力降低，活塞64向纸面右侧(以下称为“退避方向S-”)移动。随之，活塞杆66及连结于活塞杆66的进退杆78也向退避方向S-移动。然后，停止驱动抽吸泵22，打开大气压释放阀23。在此情况下，作用于活塞64的抽吸力消失，通过辅助弹簧74的弹推力，而进退杆78及与其连结的活塞杆66及活塞64向纸面左侧(以下称为“进出方向S+”)移动。即，根据本例，通过交替地切换抽吸泵22的驱动与大气压释放，能够使气缸60、以及进退杆78进退。再者，在本例中，打开大气压释放阀23来使活塞杆66进出，但也可反驱动抽吸泵22，并经由抽吸通路38对第一压力室68f供给空气来代替如上所述的处理。而且，在本例中，是利用抽吸力、即负压的空压使气缸60移动，但也可利用正压的空压使气缸60移动。即，也可反驱动抽吸泵22，并经由抽吸通路38对第一压力室68f供给空气，由此使气缸60伸长，利用辅助弹簧74的弹推力使气缸60收缩。而且，作为另一形态，也可不利用辅助弹簧74，而仅利用空压使气缸60进退。例如，也可为利用负压的空压使气缸60收缩，利用正压的空压使气缸60伸长。

如图2所示，在进退杆78安装有摆动块80。摆动块80是能以垂直方向的轴即块摆动轴81为中心在水平面内摆动的构件。在摆动块80的前端附近，设置有沿垂直方向延伸的棘轮销82(在图2中省略符号)。棘轮销82位于棘轮齿轮84的周缘附近，与棘轮齿轮84的齿卡合。

参照图7对如上所述的摆动块80与棘轮齿轮84的结构进行说明。图7是抽出棘轮齿轮84及摆动块80的示意图。如上所述，棘轮齿轮84经由单向离合器43安装于旋转轴42，仅容许向纸面顺时针方向、即正旋转方向R+的旋转。如图7所示，在棘轮齿轮84的周缘形成有锯状的齿85。各齿85是由与直径方向大致平行的第一边86a及相对于直径方向大幅倾斜的第二边86b包围的大致三角形状。再者，第二边86b位于比属于相同齿85的第一边86a更靠正旋转方向R+下游侧。

棘轮销82通常进入棘轮齿轮84的齿85与齿85之间、即凹部。进退杆78沿与所述凹部中的棘轮齿轮84的切线方向大致平行的方向进退。摆动块80由弹簧83向将棘轮销82与棘轮齿轮84密接的方向弹推。

继而，参照图8对棘轮齿轮84及摆动块80的动作进行说明。在图8的第一段中，棘轮销82位于第一齿85f与第二齿85s之间的凹部。此时，气缸60为收缩状态。设在所述状态下，气缸60伸长，进退杆78向进出方向S+移动。在所述情况下，如图8的第二段所示，棘轮销82也向进出方向移动。此时，因齿85的形状的关系，棘轮销82随着向进出方向S+的移动，能够容易地越过第二齿85s。棘轮销82由弹簧83向与棘轮齿轮84密接的方向弹推。因此，当棘轮销82越过第二齿85s时，如图8的第三段所示，棘轮销82进入第二齿85s与第三齿85t之间的凹部。

继而，使气缸60收缩。若气缸60收缩，则摆动块80及棘轮销82也向退避方向S-移动。此时，因齿85的形状的关系，棘轮销82无法越过第二齿85s。结果，随着棘轮销82向退避方向S-移动，棘轮齿轮84被按压至棘轮销82，仅沿正旋转方向R+旋转一齿量。

根据以上说明明确，每进行一次气缸60的进退时，棘轮齿轮84仅旋转一齿量。并且，通过使棘轮齿轮84旋转，设置于所述棘轮齿轮84的上侧的保持载台32也旋转。

接着，对倾斜机构的结构进行说明。如上所述，而且，如图3所示，保持载台32由载台摆动轴48支撑，能够以所述载台摆动轴48为中心摆动。为了使所述保持载台32摆动以使保持载台32倾斜，在工件保持装置16设置有倾斜杆90。倾斜杆90如图2所示，其前端(即，下述的作用点部96的附近部分)配置于如位于保持载台32的正下方的部位。图9是从图2的箭头C方向对倾斜杆90进行观察的图。

如图9所示，倾斜杆90由沿水平方向延伸的杆摆动轴92支撑，能够以所述杆摆动轴92为中心摆动。在倾斜杆90中远离保持载台32的方向的端部附近，设置有力点部94。力点部94是由检查头14的按压体26从上侧按压的部分。而且，隔着杆摆动轴92在力点部94的相反侧，设置有作用点部96。作用点部96位于保持载台32的正下方。在力点部94的下侧设置有弹簧98。弹簧98将力点部94向上方弹推。因此，在力点部94未被按压体26按压的情况下，力点部94向上方升起，作用点部96下降至其底面部与底板30抵接的位置为止。另一方面，若与弹簧98的弹推力对抗而由按压体26按压力点部94，则作用点部96向上方升起，将保持载台32上推至上侧。由此，使保持载台32摆动。

此处，在本例中，在保持载台32的底面设置具有互不相同的斜率的第一底面部50f及第二底面部50s，以使随着保持载台32的摆动而变更载置面46的斜率。参照图4、图5对此进行说明。图4、图5是图2的B-B剖视图。

第一底面部50f及第二底面部50s隔着载台摆动轴48设置于180度对称的位置。在第一底面部50f如图4所示那样与棘轮齿轮84的上表面(即基准面84a)抵接的情况下，载置面46具有如成为大致水平的斜率。而且，在第二底面部50s如图5所示那样与基准面84a抵接的情况下，载置面46具有如相对于基准面84a倾斜的斜率。

而且，在第一底面部50f固接有第一磁铁52f，在第二底面部50s固接有第二磁铁52s。在基准面84a的至少一部分设置有使所述第一磁铁52f及第二磁铁52s之间产生磁性吸引力的磁性元件。例如，也可利用强磁性体(例如钢材等)形成整个棘轮齿轮84。而且，也可将强磁性体或磁铁固接于基准面84a的一部分。而且，作为另一形态，也可在底面部50f、底面部50s配置强磁性体，在基准面84a配置磁铁。不管怎样，均是使第一磁铁52f或第二磁铁52s与基准面84a抵接，由此，在磁铁52f、磁铁52s与基准面84a之间产生磁性吸引力，来维持保持载台32的倾斜状态。

此处，设在图4的状态下对倾斜杆90的力点部94进行按压，而使作用点部96升起。在此情况下，作用点部96上推保持载台32的第一底面部50f。随之，保持载台32如图5所示，以载台摆动轴48为中心摆动，从而使第二底面部50s抵接至基准面84a。并且，由此变更为载置面46相对于基准面84a倾斜的状态。

在欲从倾斜状态返回至水平状态的情况下，使棘轮齿轮84旋转180°，使第二底面部50s移动至作用点部96的附近。接下来，在所述状态下摆动倾斜杆90，使第二底面部50s向上方升起即可。

根据以上说明可以清楚地知道，通过本例，能够利用原本设置于检查装置中的检查头14使保持载台32摆动。而且，如上所述，在本例中，利用原本设置于检查装置中的抽吸泵22使保持载台32旋转。结果是，通过本例，无须另外准备专用动力源或用于驱动所述动力源的专用驱动器等，来变更工件100的位置及姿势。结果是，可抑制成本，并且可利用简易结构变更工件100的位置及姿势。

再者，上述结构是一个例子，只要能够利用经由抽吸载台12的抽吸孔20供给的抽吸力来变更工件100的姿势即可，其他结构也可进行变更。例如，在所述说明中，利用气缸60与棘轮齿轮84使保持载台32旋转。但是，也可使用其他机构(例如活塞-曲柄机构等)使保持载台32旋转。而且，在本例中，将空压用于保持载台32的旋转，也可将空压用于保持载台32的摆动。例如，也可设为随着伸缩，而利用气缸60对倾斜杆90的力点部94进行按压的结构。而且，在本例中，是使保持载台32旋转及摆动，也可省略其中任一者的动作。而且，所述工件保持系统10只要为具有抽吸载台12的装置即可，并不限于组入检查装置中，也可组入其他装置中。

符号的说明

10：工件保持系统

12：抽吸载台

14：检查头

16：工件保持装置

18：控制器

18a：处理器

18b：存储器

20：抽吸孔

22：抽吸泵

23：大气压释放阀

24：检查照相机

26：按压体

30：底板

32：保持载台

34：旋转致动器

38：抽吸通路

40：固定螺栓

42：旋转轴

43：单向离合器

46：载置面

48：载台摆动轴

50f：第一底面部

50s：第二底面部

60：气缸

62：缸筒

64：活塞

66：活塞杆

70：抽吸端口

72：开放端口

74：辅助弹簧

76：连结板

78：进退杆

80：摆动块

81：块摆动轴

82：棘轮销

83、98：弹簧

83a：基准面

84：棘轮齿轮

88：支撑构件

90：倾斜杆

92：杆摆动轴

94：力点部

96：作用点部

100：工件

Claims (9)

1.一种工件保持系统，其特征在于，包括：

抽吸载台，形成有一个以上的抽吸孔，用于抽吸载置于上表面的载置物；以及

工件保持装置，载置于所述抽吸载台之上，并保持工件，

其中，所述工件保持装置具有：

底座，载置于所述抽吸载台之上；

保持载台，供载置所述工件，且能够相对于所述底座变更姿势；

抽吸通路，与所述抽吸孔连通；以及

致动器，利用通过经由所述抽吸通路抽吸或供给空气而产生的空压进行驱动，且变更所述保持载台的姿势。

2.根据权利要求1所述的工件保持系统，其特征在于，

所述保持载台设置为能够绕上下方向轴旋转，

所述致动器接收所述空压而使所述保持载台旋转。

3.根据权利要求2所述的工件保持系统，其特征在于，

所述致动器包含气缸，所述气缸接收所述空压而伸长或收缩。

4.根据权利要求3所述的工件保持系统，其特征在于，

所述致动器包含棘轮齿轮，所述棘轮齿轮随着所述气缸的伸缩，仅沿一方向旋转，

所述保持载台与所述棘轮齿轮一起旋转。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的工件保持系统，其特征在于，还包括：

倾斜机构，使所述保持载台相对于所述底座倾斜。

6.根据权利要求5所述的工件保持系统，其特征在于，还包括：

工具头，设置于所述抽吸载台的上侧，能够相对于所述抽吸载台升降来对所述工件实施规定处理，

所述倾斜机构具有：

力点部，是能够绕水平轴摆动的杆，且能够由所述工具头按压；以及

作用点部，隔着所述水平轴位于所述力点部的相反侧，通过按压所述力点部而上推所述保持载台。

7.根据权利要求6所述的工件保持系统，其特征在于，

所述保持载台的底面具有：第一底面部，以第一角度倾斜；以及

第二底面部，以与所述第一角度不同的第二角度倾斜，

在上推所述第一底面部的情况、及上推所述第二底面部的情况下，所述抽吸载台的上表面的斜率变化。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的工件保持系统，其特征在于，包括：

基准面，与所述保持载台一起旋转，即便所述保持载台的斜率变更，所述基准面也不会倾斜，

在所述保持载台的底面及所述基准面分别设置有一个以上的磁性元件，所述一个以上的磁性元件是通过相互磁性抽吸来维持所述保持载台的倾斜状态。

9.一种工件保持装置，载置于抽吸载台之上，并保持工件，所述工件保持装置的特征在于，包括：

底座，载置于所述抽吸载台之上；

保持载台，供载置所述工件，且能够相对于所述底座变更姿势；

抽吸通路，与形成于所述抽吸载台的抽吸孔连通；以及

致动器，利用通过经由所述抽吸通路抽吸或供给空气而产生的空压进行驱动，且变更所述保持载台的姿势。