CN1933943A - 真空抽吸单元 - Google Patents

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Abstract

可移动通道(14)与用于真空吸附工件(W)的抽吸器(13)相连。负压气体通过真空供给控制阀(15)而从真空供给源(11)供给至可移动通道(14)。真空供给控制阀(15)在以下两个位置之间进行切换：用于将负压气体供给至可移动通道(14)的抽吸位置，以及用于中断负压气体供给的息止位置。可移动通道(14)与用于检测可移动通道(14)中气体流动的流动传感器(29)相连。如果流动传感器(29)的检测值不高于指定的标准值，则确定工件(W)被吸附。

Description

真空抽吸单元
技术领域
本发明涉及一种设置有能够真空固定工件的抽吸装置的真空抽吸单元。
背景技术
当在检验板上安装诸如IC或LSI的工件或在印刷电路板上安装已经经过检验的工件时，会使用用于输送待设置在托盘等中的工件的输送装置。
在以上所述的输送装置中，存在这样一种装置，其中，能够在Z方向上运动的抽吸装置附接于能够在X和Y方向上运动的输送头，工件在真空固定于抽吸装置的情况下被输送至预定位置。在以上所述的抽吸装置中，存在这样一种装置，其能够在装置中供给负压，并通过大气压与所述负压之间的压差而真空固定工件。在抽吸装置中形成的气流通道的开口部分作为用于真空固定工件的抽吸口。作为用于向抽吸口供给负压气体(亦即，真空)的负压源，存在使用真空泵的情况以及使用可被提供压缩气体以产生负压的喷射器的情况。在将真空泵作为负压源来使用的情况下，在抽吸口与负压源之间的气流通路中设置有开启和关闭流动通路的阀。另一方面，在将喷射器作为负压源来使用的情况下，在向喷射器供给正压气体时，从喷射器经由气流通路向抽吸口供给负压，而在停止向喷射器供给正压气体时，则停止负压的供给。当真空固定于抽吸装置的工件与该抽吸装置分离时，工件的分离性能不仅可通过停止向抽吸装置供给负压、而且可通过从气流通路向抽吸装置供给正压气体来改进。
在输送装置中，在进行了关于工件是否真空固定于抽吸装置或工件是否与抽吸装置分离的真空固定判断之后，需要移动该抽吸装置。通常，如专利文件1中所述，通过检测抽吸装置中的气压改变来进行真空固定判断。这种判断方法利用了这一现象：如果工件真空固定于抽吸装置的抽吸口，则不会从抽吸口吸入外界气体，由此抽吸装置中的负压增加。通过利用该方法，当使用压力传感器检测的负压增加到等于或大于预定判断值的水平时，能够判断出工件处于真空固定。
专利文件1：日本未决专利申请，公开号为11-214893。
发明内容
附带地，当真空泵被用作真空供给源时，通过真空泵的脉动、真空调节器的波动、由于负压气体被分配给其它线路而引起的负压的降低等，使得供给至抽吸装置的负压气体的压力改变。因此，在通过抽吸装置中的压力改变来进行真空固定判断的传统的判断方法中，需要根据所供给的负压气体的压力来改变判断值，因此这种判断方法变得复杂。近些年，电子部件变得非常小，而通过图像识别装置来进行真空固定判断变得昂贵。
本发明的目的在于提供一种真空抽吸单元，其能够不受供给至抽吸装置的负压气体的压力改变的影响，稳定地进行真空固定判断。
根据本发明的真空抽吸单元，包括：单元块，其设置有与用于真空固定工件的抽吸装置相连的真空固定口，在所述单元块中形成有附接/分离流动通路；真空供给控制阀，其安装在所述单元块中，并工作在向所述附接/分离流动通路供给负压气体的状态以及停止所述供给的状态；真空截止控制阀，其安装在所述单元块中，并工作在向所述附接/分离流动通路供给正压气体的状态以及停止所述供给的状态；以及流量传感器，其安装在所述单元块中，并检测所述附接/分离流动通路中流动的气体的流量，其中，通过所述附接/分离流动通路内的气体流量来判断所述工件在所述抽吸装置上的真空固定情况。
在根据本发明的真空抽吸单元中，通过所述真空供给控制阀与真空供给源相连的真空输入口被切换为与所述附接/分离流动通路连通的状态以及阻断所述连通的状态。
在根据本发明的真空抽吸单元中，所述单元块设置有喷射器，所述喷射器包括与正压供给源相连的气体供给口以及与所述附接/分离流动通路连通的抽吸口，所述真空供给控制阀被切换为向所述气体供给口供给压缩气体、以通过所述抽吸口向所述附接/分离流动通路供给负压气体的状态，以及停止向所述气体供给口供给压缩气体、以停止向所述附接/分离流动通路供给负压气体的状态。
在根据本发明的真空抽吸单元中，所述单元块设置有过滤器，所述过滤器用于去除流入所述附接/分离流动通路内的杂质。
根据本发明，由于真空固定判断是利用如下现象来进行的，即：在工件被真空固定时，与抽吸装置相连的附接/分离流动通路内的气体流量会减小，因此，能够可靠地进行真空固定判断，而不会受到供给至抽吸装置的负压气体的压力改变的影响。另外，由于能够不受供给至抽吸装置的负压气体的压力改变的影响来设定判断值，因此能够稳定地进行真空固定判断。
附图说明
图1A和1B是示出根据本发明的一个实施方案的真空抽吸单元的气压线路的线路图，其中，图1A示出了处于真空供给情况下的切换位置，而图1B示出了处于真空截止情况下的切换位置；
图2是示出根据本发明的一个实施方案的真空抽吸单元的局部剖视图；
图3是沿图2中的线A-A获得的剖视图；
图4A和4B是示出根据本发明的另一实施方案的真空抽吸单元的线路图，其中，图4A示出了处于真空供给情况下的切换位置，而图4B示出了处于真空截止情况下的切换位置；
图5是示出根据本发明的另一实施方案的真空抽吸单元的局部剖视图。
具体实施方式
在下文中，将结合附图详细描述根据本发明的实施方案。
图1A和1B是示出根据本发明的一个实施方案的真空抽吸单元的气压线路的线路图，其中，图1A示出了处于真空供给情况下的切换位置，而图1B示出了处于真空截止情况下的切换位置。如图1所示，真空抽吸单元10与具有作为真空发生源的真空泵的真空供给源11和具有作为正压发生源的压缩泵的正压供给源12相连，并且真空抽吸单元10具有与诸如真空垫的抽吸装置13相连的附接/分离流动通路14。通过从真空供给源11向附接/分离流动通路14供给负压气体，工件W被真空吸附至抽吸装置13。另一方面，当需要使工件W与抽吸装置13分离时，通过停止从真空供给源11向附接/分离流动通路14供给负压气体，工件W与抽吸装置13分离，并且通过从正压供给源12供给正压气体，工件W被强制分离。
真空抽吸单元10具有真空供给控制阀15，真空供给控制阀15相对于附接/分离流动通路14工作在从真空供给源11向抽吸装置13供给负压气体的状态或工作在停止上述供给的状态。真空供给控制阀15是三端双位开关阀，包括与真空供给源11相连的真空输入口16、通过真空流动通路17与附接/分离流动通路14连通的真空输出口18以及与外部连通的大气开放口19。因此，当真空输入口16与真空输出口18连通时，向附接/分离流动通路14供给负压气体，而如果真空输入口16与附接/分离流动通路14之间的连通被阻断，则停止向附接/分离流动通路14供给负压气体。
通过对设置在真空供给控制阀15中的螺线管20进行通电控制，执行对于真空供给控制阀15的两个位置的切换控制，例如，当向螺线管20通电流时，真空供给控制阀15被切换为停止向附接/分离流动通路14供给负压的分离位置，或者，当电流阻断时，真空供给控制阀15被切换为向附接/分离流动通路14供给负压的真空固定位置。如图所示，在真空供给控制阀15中设置有手动按钮21，以使得能够通过按下手动按钮21而从真空固定位置切换为分离位置。
真空抽吸单元10具有真空截止控制阀22，真空截止控制阀22工作在从正压供给源12向附接/分离流动通路14供给压缩气体(亦即，正压气体)的状态以及停止上述供给的状态。真空截止控制阀22是双端双位开关阀，包括与正压供给源12连通的正压输入口23以及通过真空截止流动通路24与附接/分离流动通路14连通的正压输出口25。因此，当正压输入口23与正压输出口25彼此连通时，正压气体被供给至附接/分离流动通路14，而当正压输入口23与正压输出口25之间的连通阻断时，对附接/分离流动通路14的正压气体供给被阻断。
通过对设置在真空截止控制阀22中的螺线管26进行通电控制，执行对于真空截止控制阀22的两个位置的切换控制。当向螺线管26通电流时，真空截止控制阀22被切换为向附接/分离流动通路14供给正压气体的真空截止位置，而当电流阻断时，真空截止控制阀22被切换为停止向附接/分离流动通路14供给正压气体的息止位置。此外，在真空截止控制阀22中设置有手动按钮27，以使得能够通过按下手动按钮27而将真空截止控制阀22强行切换为分离位置。
附带地，对于真空供给控制阀15，可使用与真空截止控制阀22类似的双端阀来代替以上所述的三端阀，在这种情况下，真空供给控制阀15工作在两个位置，即，真空输入口16与真空输出口18相连通的状态以及该连通被阻断的状态。
真空抽吸单元10具有用于调节真空截止流动通路24的流动通路面积的节流阀28。通过节流阀28，可调节从正压供给源12供给的正压气体的流量。
为了检测附接/分离流动通路14中是否有气体流动或者其中是否几乎没有气体流动，真空抽吸单元10具有流量传感器29。在附接/分离流动通路14中流动的气体流量由流量传感器29在每个单位时间检测。检测的气体流量被转换为电压值并被输送给控制部件30以作为检测信号。控制部件30设置有：计算检测信号的微处理器；存储控制程序、数据表等的ROM；暂时存储数据的RAM；以及其它部件。用于进行真空固定判断的判断值也存储在控制部件30中。控制部件30执行对真空供给控制阀15和真空截止控制阀22的螺线管20和26的通电控制。
在附接/分离流动通路14中，流量传感器29与抽吸装置13之间设置有过滤器31。通过过滤器31，能去除附接/分离流动通路14中流动的杂质，例如灰尘或污水，以保护控制阀15和22，并避免流动通路14、17和24的内部发生堵塞。
图2是示出根据本发明的一个实施方案的真空抽吸单元的局部剖视图，而图3是沿着图2的线A-A获取的剖视图。真空抽吸单元10具有单元块32，单元块32设置有基座块32a、连接块32b和连通块32c。块32a至32c中每一个都具有四边形截面，从而能形成长方体形状。连接块32b和连通块32c具有与图3中所示的基座块32a的厚度“D”相应的厚度。真空供给控制阀15和真空截止控制阀22组装到基座块32a的一个侧表面33a上，而连接块32b和连通块32c组装到相反的侧表面33b上，以彼此分隔。如上所述，多个部件相对于单元块32组装，从而使得真空抽吸单元10成为一体。
流量传感器29以夹在连接块32b与连通块32c之间的方式组装至单元块32。过滤器31组装至连接块32b。过滤器31具有过滤器壳31a以及并入过滤器壳31a中的滤芯31b，通过将螺母34b拧在固定至连接块32b的螺纹件34a上而使过滤器壳31a组装至连接块32b。
在基座块32a中形成有与真空供给控制阀15的真空输入口16连通的真空供给孔35、以及与大气开放口19连通的大气连通孔36，并且真空供给孔35通过流动通路与真空供给源11相连。在基座块32a中形成有与真空截止控制阀22的正压输入口23连通的正压供给孔37，该正压供给孔37通过流动通路与正压供给源12相连。
真空固定口38设置在连接块32b中，而抽吸装置13直接地或通过真空固定管或真空固定软管而附接于真空固定口38。附接/分离流动通路14、真空流动通路17以及真空截止流动通路24形成于单元块32中，而附接/分离流动通路14通过形成于基座块32a中的流动通路14a、形成于连通块32c中的流动通路14b和形成于连接块32b中的流动通路14c和14d而形成。用于调节真空截止流动通路24的流动通路面积的节流阀28安装于在基座块32a中形成的螺纹孔39中。节流阀28是一种可变节流阀，其设置有通过转动操作部分28a而往复插入真空截止流动通路24中的针28b。因此，节流阀28能够通过改变真空截止流动通路24的流动通路面积来调节真空截止流动通路24中流动的正压气体的流量。
如图2所示，流量传感器29具有附接于单元块32的传感器壳29a，与流动通路14b和14c连通并构成了附接/分离流动通路14的一部分的流动通路形成于传感器壳中，用于检测该流动通路内的气体流动的检测体29b设置在传感器壳29a中。
为了通过使用以上所提及的真空抽吸单元10将工件W真空固定于抽吸装置13，如图1A所示，真空供给控制阀15被切换为真空固定位置，而真空截止控制阀22被切换为息止位置。通过上述方式，与抽吸装置13相连的附接/分离流动通路14通过真空流动通路17而与真空供给源11连通，工件W则通过将抽吸装置13内部设置为负压状态而被吸附。这时，在工件W未真空固定于抽吸装置13的状态下，抽吸装置13抽吸外部气体，从而在附接/分离流动通路14中形成气流。该气流由流量传感器29的检测体29b检测，检测信号被发送至控制部件30。
另一方面，如果工件W真空固定于抽吸装置13的抽吸口13a，则不会从抽吸口13a吸入外部气体，附接/分离流动通路14中的气体流量变为接近于零，从而根据来自流量传感器29的检测体29b的检测信号判断出抽吸装置13已经真空固定了工件W。根据本发明，当根据附接/分离流动通路14内气体的流动状态判断出由流量传感器29检测的气体的流量值等于或小于预定的判断值时，可以确定工件W被真空固定于抽吸装置13。所述判断值是在真空固定和判断之前预先确定的值，考虑到测量误差和真空固定部分的泄漏，可将判断值设定为接近于零。
如上所述，供给至抽吸装置13的负压气体的压力由真空泵的脉动(在使用真空泵作为真空供给源11的情况下)、真空调节器的波动、因向其它线路分配负压气体而引起的负压的降低或类似因素而改变。因此，抽吸力和由流量传感器29检测的气体流量值并非恒定。然而，附接/分离流动通路14中的气体流量变为接近零的现象总是在工件W被真空固定于抽吸装置13时形成的，因此可利用这种现象来可靠地作出真空固定判断。另外，由于可不受供给至抽吸装置13的负压气体的压力改变的影响来设定稳定的判断值，因此能够可靠地进行真空固定判断。
工件W的输送是在工件W真空固定判断之后进行的。如果工件W到达预定位置，则通过启动真空供给控制阀15而停止对抽吸装置13的负压气体供给。同时，如图1B所示，当工件W重量较轻，不能仅通过其自身重量来分离时，可通过将真空截止控制阀22切换为真空截止位置来将工件W安装在预定位置。
通过将多个元件组装至单元块32，如图1至3所示的真空抽吸单元10成为组件并被使用，其还进一步形成有总体厚度D。因此，真空抽吸单元不仅可作为单体使用，还可通过叠置多个真空抽吸单元10并结合多个必需的拉杆、装配螺丝、金属链接装配等而形成为集合形状。
图4A和4B是示出根据本发明的另一实施方案的真空抽吸单元的线路图，其中，图4A示出了处于真空供给的切换位置，而图4B示出了处于真空截止的切换位置。以上所述的真空抽吸单元10向抽吸装置13供给由真空供给源11提供的负压。与之相对，真空抽吸单元41具有用作真空发生源的喷射器42，使得在喷射器42中生成的负压气体能够被导入与抽吸装置13相连的附接/分离流动通路43中，从而使得工件W被真空吸附于抽吸装置13，以及使得来自正压供给源44的正压气体能够被导入真空截止流动通路45中，从而工件W可与抽吸装置13强制分离。
喷射器42具有构成喷射器主体的扩散器46a和用于将压缩气体喷至扩散器46a的喷嘴46b，而已经通过扩散器46a的气体的声音被消声器47消声并释放至外部。喷嘴46b通过压缩气体流动通路50与正压供给源44相连，而压缩气体流动通路50设置有真空供给控制阀48，真空供给控制阀48使喷射器42工作在将负压气体供给至附接/分离流动通路43的状态以及停止上述供给的状态。真空供给控制阀48是双端双位开关阀，包括与正压供给源44相连的正压输入口49以及与压缩气体流动通路50相连的正压输出口51。当真空供给控制阀48工作在真空固定位置时，向喷嘴46b供给压缩气体，扩散器46a中形成真空，并向附接/分离流动通路43供给负压气体；当真空供给控制阀48工作在息止位置时，停止向喷嘴46b供给压缩气体，并停止向附接/分离流动通路43供给负压气体。
通过对设置在真空供给控制阀48中的螺线管52进行通电控制，执行真空固定位置与停止位置的切换控制，从而在通电流时，真空供给控制阀48被切换为真空固定位置，而在电流阻断时，真空供给控制阀48被切换为息止位置。如图所示，在真空供给控制阀48中也设置有手动按钮53，以使得能够通过按下手动按钮53而从息止位置切换为真空固定位置。
真空截止控制阀54设置在真空截止流动通路45中，而真空截止流动通路45通过真空截止控制阀54和节流阀55与附接/分离流动通路43相连。真空截止控制阀54是双端双位开关阀，包括与正压供给源44连通的正压输入口56和与真空截止流动通路45连通的正压输出口57，并具有连通正压输入口56和正压输出口57的真空截止位置，以及阻断正压输入口56与正压输出口57之间的连通的息止位置。
通过对设置在真空截止控制阀54中的螺线管58进行通电控制，执行真空截止位置与息止位置的切换控制，从而在通电流时，真空截止控制阀54被切换为强制分离位置，而在电流阻断时，真空截止控制阀54被切换为息止位置。如图所示，在真空截止控制阀54中也设置有手动按钮59，以使得能够通过按下手动按钮59而从息止位置切换为真空截止位置。
在真空截止流动通路45中设置有节流阀55，从而能够调节从正压供给源44供给的正压气体的流量。另外，在附接/分离流动通路43中分别设置有与图1A、1B和2所示相同的流量传感器29和过滤器31。
图5是示出根据本发明的另一实施方案的真空抽吸单元的局部剖视图。通过与图2中所示的真空抽吸单元10的相同方式，真空抽吸单元41具有设置有基座块32a、连接块32b和连通块32c的单元块32，其中，真空供给控制阀48、真空截止控制阀54、流量传感器29以及过滤器31可组装在单元块32中。
为了使用真空抽吸单元41而使抽吸装置13真空固定工件W，如图4A所示，真空供给控制阀48被切换为真空固定位置，而真空截止控制阀54被切换为息止位置。通过上述方式，喷射器42中形成的真空被供给至附接/分离流动通路43，以使抽吸装置13内部变为负压状态，从而能够吸附工件W。
通过与上述真空抽吸单元10的相同方式来进行工件W的真空固定判断。换言之，附接/分离流动通路43中的气体流量由流量传感器29来检测，检测信号发送至控制部件30，通过将检测信号与预定的判断值进行比较，进行工件W的真空固定判断。供给至抽吸装置13的负压气体的压力可根据供给至作为真空供给源的喷射器42的压缩气体的压力变化而变化。然而，在真空固定工件W时，通过判断附接/分离流动通路43中的气体流动，可稳定地进行可靠的真空固定判断。真空供给控制阀48和真空截止控制阀54的启动通过来自于控制部件30的控制信号来控制。
工件W的输送是在工件W真空固定判断之后进行的。如果工件W到达预定位置，则将真空供给控制阀48切换为分离位置。如图4B所示，即使工件W重量较轻，不能仅通过其自身重量来分离时，也能通过将真空截止控制阀54切换为真空截止位置来将工件W安装在预定位置。
本发明并不受上述实施方案的限制，可在不脱离本发明要点的范围内对其进行各种修改。例如，所示的、由真空供给控制阀15和48以及真空截止控制阀22和54进行的切换方法仅仅是一个实施方案，上述方法被修改为利用直接作用类型阀、双螺线管类型阀或类似类型的阀。待连接的抽吸装置13并不限于一个，可将多个抽吸装置连接至过滤器31的端部。在未向抽吸装置13提供正压气体即可分离工件W的情况下，可省略设置正压供给源12和14、真空截止控制阀22和54以及节流阀28和55。
工业应用性
当真空吸附诸如IC和LSI等工件，同时将其输送至检验板、印刷电路板等时，本发明的真空抽吸单元可用来稳定地检测工件的真空固定和释放，而不会受到供应至抽吸装置的负压气体压力改变的影响，本发明的真空抽吸单元还可用来可靠地执行对工件的真空固定和释放。

Claims (4)

1.一种真空抽吸单元，其设置有用于真空固定工件的抽吸装置，所述单元包括：
单元块，其设置有与所述抽吸装置相连的真空固定口，在所述单元块中形成有附接/分离流动通路；
真空供给控制阀，其安装在所述单元块上，并工作在向所述附接/分离流动通路供给负压气体的状态以及停止所述供给的状态；
真空截止控制阀，其安装在所述单元块中，并工作在向所述附接/分离流动通路供给正压气体的状态以及停止所述供给的状态；以及
流量传感器，其安装在所述单元块上，并检测所述附接/分离流动通路中流动的气体的流量，
其中，通过所述附接/分离流动通路内的气体流量来判断所述工件在所述抽吸装置上的真空固定情况。
2.如权利要求1所述的真空抽吸单元，其中，通过所述真空供给控制阀与真空供给源相连的真空输入口被切换为与所述附接/分离流动通路连通的状态以及阻断所述连通的状态。
3.如权利要求1所述的真空抽吸单元，其中，所述单元块设置有喷射器，所述喷射器包括与正压供给源相连的气体供给口以及与所述附接/分离流动通路连通的抽吸口，所述真空供给控制阀被切换为向所述气体供给口供给压缩气体、以通过所述抽吸口向所述附接/分离流动通路供给负压气体的状态，以及停止向所述气体供给口供给压缩气体、以停止向所述附接/分离流动通路供给负压气体的状态。
4.如权利要求1所述的真空抽吸单元，其中，所述单元块设置有过滤器，所述过滤器用于去除流入所述附接/分离流动通路内的杂质。
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