CN213259486U - 一种真空镀膜机工件治具转舱机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空镀膜机工件治具转舱机械手，所述机械手通过其自身所具有的前后伸缩上下升降和旋转及沿导轨平移的运动功能，上、下爪手的卡口以及治具设计对应插杆上的卡块，以及上、下爪手之间的支撑板提供有力支撑和主框架及其底座的承载,实现了单个大型治具的夹取，并能精准转移到达某一功能舱室安装后再返回进行下一治具的夹取，所述真空镀膜机的机械手适用于单挂体积或重量较大的治具，且该类镀膜机由于不需要将整个工件架整体输送，故不需要特别设计尺寸过大的舱门，降低了造价，所述治具的转舱方法，有效减少了破真空的次数，通过对治具在加热舱加热再分送至各不同膜系的镀膜舱同时进行不同膜系的镀膜，大幅度提升了加工效率。

Description

一种真空镀膜机工件治具转舱机械手

技术领域

本实用新型涉及一种机械手，特别涉及一种多舱室式的真空镀膜机工件治具转舱机械手。

背景技术

传统单镀舱立式真空镀膜机，需要将待镀工件在炉外人工装挂在治具（或工件架的装挂板或挂杆） 上，然后人工将治具逐件挂装入炉内的工件架上，进行镀膜。

近年来，为了提高镀膜效率，出现多舱室式真空镀膜机，其舱室布局包括如下两种：第一种是中央为直线传送轨导舱，前后两端分别为进料舱和出料舱，而其左右两侧布置多个功能舱；另一类是中心对称卫星型布局，多个功能舱围绕中心周转舱放射式环形分布。多舱室式镀膜机的各舱室能同时实施镀膜工艺不同阶段的功能，提高了产能，节约了破真空、抽真空的辅助时间，且镀膜舱室始终处于真空状态，降低破真空时充入杂气的影响，提高镀膜质量和稳定性。

上述多舱室式真空镀膜机为了提升镀膜效率，其镀膜舱的工件架直径较大，达1500mm以上，要容纳多达20个或以上的治具，而每个冶具高达一米多，宽近150mm—200mm，一个治具装料后重达几十kg，整体工件架直径达1500mm以上。上述多舱室式镀膜机的冶具要在真空状态下转舱。转舱运送方式有两种：一种是把整个工件架的冶具整体一起传送，一种是把工件架上的冶具逐挂传送。前一种方式多采用工件架整车转移，其速度较快、工效高，但对于大型工件架因其体积大重量大，对结构设计求要高些；最大的困难是各舱室真空舱门要求更大的尺寸,其设计和制造难度高，造价高。而后一种方式可以避开大尺寸真空舱门的难题，但必须配备炉内治具逐挂转移舱室的机械手装置。

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种真空镀膜机工件治具转舱机械手，其能适应各种类型的镀膜生产线，且结构简单紧凑，可对应于较小的镀膜舱室舱门，以降低成本。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种真空镀膜机工件治具转舱机械手，所述工件治具设置有位于治具上端面的上插杆和位于治具下端面下插杆，其特征在于，

包括用于夹持所述治具的夹持机构，以及分别控制所述夹持机构伸缩、升降的伸缩机构、升降机构，以及控制所述夹持机构转舱的旋转机构和平移机构，其中：

所述夹持机构，包括支撑板和爪手，所述爪手包括设置于所述支撑板顶端的、且用于夹持所述上插杆的上爪手，和设置于所述支撑板底端的、用于夹持所述下插杆的、且平行于所述上爪手的下爪手；上爪手和下爪手的前端均开有卡口，用于卡住夹持冶具上、下插杆。

所述伸缩机构，包括平行于水平面的横向气缸，用于固定所述横向气缸的横向气缸固定座，设置于所述横向气缸固定座之上、下端并与所述爪手同方向延伸的横轨固定板，设置于所述横轨固定板面向所述爪手的一侧的横轨，用于连接所述横轨和爪手的横轨滑块，所述横向气缸的横向活塞推杆末端与所述支撑板固定连接；

所述升降机构，包括主框架固定座，固定于所述主框架固定座的主框架设置于主框架固定座上端面的纵向气缸固定座，设置于所述纵向气缸固定座上端面的纵向气缸，设置于所述主框架内侧壁上的纵轨，用于连接所述纵轨与所述伸缩机构上的纵轨滑块，所述纵向气缸的纵向活塞推杆竖直向上延伸，所述纵向活塞推杆的末端与所述伸缩机构的底部固定连接；

所述旋转机构，包括设置于所述主框架固定座下方的移动底板，用于连接主框架固定座与所述移动底板的交叉滚子轴承，设置于移动底板下端面的转动装置，所述转动装置的转轴贯穿移动底板与主框架固定座固定连接，使主框架固定座能随转轴的转动而旋转；

所述平移机构，包括设置于所述移动底板下端面的一对平移导轨，设置于所述平移导轨外侧的滑台固定板，固定于所述滑台固定板上且平行于平移导轨的滑台组件，用于连接移动底板和滑台固定板的连接块。

进一步地，所述支撑板为T型板，所述T型支撑板的腹板朝向与所述上爪手、下爪手的延伸方向相同，且位于上爪手、下爪手延伸方向的中轴线上。

进一步地，所述横向气缸的横向活塞推杆末端与所述支撑板通过螺栓固定连接，支撑板的腹板于螺栓所在位置开挖一用于容纳螺栓头部的缺口。

进一步地，所述横轨固定板为两块，分别设置于所述横向气缸固定座的顶部和底部，分别为上横轨固定板和下横轨固定板，所述横轨固定板于所述支撑板的两侧所在方向的、横轨固定板的侧壁上均设置有用于与所述纵轨滑块相连接的竖板，于所述的上横轨固定板和下横轨固定板朝上、下爪手方向端的侧壁开挖一个用于允许上、下插杆通过的凹槽；所述横轨包括设置于所述上横轨固定板下端面的上横轨，以及设置于所述下横轨固定板上端面的下横轨；所述横轨滑块包括用于连接上横轨和所述上爪手的上横轨滑块，以及用于连接下横轨和所述下爪手的下横轨滑块。

进一步地，所述主框架固定座的上端面中心处开挖一台阶式通孔，所述转轴与主框架固定座通过一连接座进行固定连接，所述连接座为其上端两侧带有凸肩的套筒，所述连接座套接转轴后通过平键相连接，所述凸肩与所述台阶式通孔的台阶相对应，并在所述台阶处通过紧固螺栓实现连接座与主框架固定座的连接。

进一步地，所述主框架包括位于所述支撑板两侧的侧板，位于两所述侧板顶端且连接两侧板的顶板，至少一块位于所述横向气缸所在一侧的用于连接两侧板的连接板，所述侧板、顶板和连接板均开有至少一个圆孔。

本实用新型具有如下技术效果：

（1）该真空镀膜机工件治具转舱机械手，通过其自身所具有的前后伸缩上下升降的运动功能，上、下爪手的卡口以及治具设计对应插杆上的卡块，以及上下爪手之间的支撑板提供有力支撑和主框架及其底座的承载,实现了单个大型治具的夹取；

（2）结合机械手自身所具有的前后伸缩、上下升降功能以及伸缩和升降机构的支撑系统的整体旋转和平移运动功能，能逐一将分布于各舱室中的工件治具一一夹取并实现逐一转舱，不需要将整个工件架整体输送，这样对于真空镀膜机的舱门尺寸不大要求不高，故避开了因设计、制造大尺寸的真空舱门带来的技术工艺高要求，減少了加工难度和降低了造价，进而提高了多舱室式真空镀膜机的运行可靠性和降低了运行成本。

（3）机械手的爪手在X、Y和Z轴方向上的移动，均通过导轨来实现，使得工件治具在转舱过程中能平稳运动，避免了对治具内工件的晃动或碰撞，且其结构简单紧凑，维护成本较低，其可靠性较高。

（4）本机械手方案适用于多个功能舱分布在中央平移导轨的前后两端和左右两侧的布局镀膜机，也适用于由中心向周边放射分布多舱布局镀膜机。

附图说明

图1为机械手的俯视图；

图2为图1中的A-A向剖视图；

图3为图1中的B方向的侧视图；

图4为图2中的C处区域的放大图；

图5为图3中的D处区域的放大图；

图6为图3中的E处区域的放大图；

图7为机械手的其中一个角度的轴测图；

图8为机械手的另一角度的轴测图；

其中：治具1；上插杆1-2；下插杆1-3；卡头1-4；2-1支撑板；2-11腹板；2-12缺口；2-21上爪手；2-22下爪手；2-23卡口；2-3横向气缸；2-31横向活塞推杆；2-4横向气缸固定座；2-51上横轨固定板；2-52下横轨固定板；2-53U型凹槽；2-54竖板； 2-61上横轨；2-62下横轨；2-71上横轨滑块；2-72下横轨滑块；3-1主框架固定座；3-21侧板；3-22顶板；3-23连接板；3-3圆孔；3-4纵向气缸固定座；3-5纵向气缸；3-51纵向活塞推杆；3-6纵轨；3-7纵轨滑块；4-1移动底板；4-2交叉滚子轴承；4-3转动装置；4-31转轴；4-4连接座；4-41凸肩；4-5平键;4-6紧固螺栓；5-1平移导轨；5-2导轨固定板；5-3滑台固定板；5-4滑台组件；5-5连接块。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本实用新型提出一种真空镀膜机工件治具转舱机械手。

如图1至图8所示，该用于工件治具转舱机械手包括用于夹持治具1的夹持机构，以及分别控制夹持机构伸缩、升降和旋转的伸缩机构、升降机构，以及控制夹持机构转舱的旋转机构和平移机构，该机械手所夹持的治具1设置有位于治具1上端面的上插杆1-2和位于治具1下端面下插杆1-3，上插杆1-2和下插杆1-3的中部位置分别设置一卡头1-4。

夹持机构包括支撑板2-1，设置于支撑板2-1之上的爪手，爪手包括用于夹持上插杆1-2的上爪手2-21，和用于夹持下插杆1-3的下爪手2-22，上爪手2-21和下爪手2-22分别设置于支撑板2-1的顶端和底端，上、下爪手2-21、2-22对应设置一与卡头1-4对应的卡口2-23，支撑板2-1为T型板，其腹板2-11的朝向与上、下爪手2-21、2-22的延伸方向相同，腹板2-11位于上、下爪手2-21、2-22延伸方向的中轴线上。

伸缩机构包括平行于水平面的横向气缸2-3，用于固定横向气缸2-3的横向气缸固定座2-4，设置于横向气缸固定座2-4之上并与爪手同方向延伸的横轨固定板，该横轨固定板所述横轨固定板为两块，分别设置于所述横向气缸固定座2-4的顶部和底部，分别为上横轨固定板2-51和下横轨固定板2-52，横轨固定板于支撑板2-1的两侧所在方向的、横轨固定板的侧壁上均设置有用于与纵轨滑块3-7相连接的竖板2-54，上、下横轨固定板2-51、2-52于上、下爪手2-21、2-22末端所在侧的侧壁开挖一用于容纳插杆的U型凹槽2-53，允许上、下爪手2-21、2-22夹持冶具的上插杆1-2和下插杆1-1作后退运动时通过进入，同时也增大上、下爪手2-21、2-22的伸缩行程，使得机械手能往各舱室更深入的地方进行作业，从而适应大容量舱室的真空镀膜机。

伸缩机构还包括设置于横轨固定板面靠向爪手的方向端的两侧边的横轨，该横轨包括设置于所述上横轨固定板2-51下端面的一对上横轨2-61，以及设置于所述下横轨固定板2-52上端面的一对下横轨2-62。

伸缩机构还包括用于连接横轨和夹持装置的横轨滑块，横轨滑块包括用于连接上横轨2-61和上爪手2-21的上横轨滑块2-71，以及用于连接下横轨2-62和下爪手2-22的下横轨滑块2-72，横向气缸2-3的横向活塞推杆2-31末端与所述支撑板2-1通过螺栓固定连接，支撑板2-1的腹板2-11于螺栓所在位置开挖一用于容纳螺栓头部的缺口2-12，以方便螺栓连接横向活塞推杆2-31和支撑板2-1，也方便用于对螺栓的紧固度进行调整。

升降机构包括主框架固定座3-1，固定于主框架固定座3-1的主框架，设置于主框架固定座3-1上端面的纵向气缸固定座3-4，设置于纵向气缸固定座3-4上端面的纵向气缸3-5，设置于主框架内侧壁上的纵轨3-6，用于连接纵轨3-6与伸缩机构的纵轨滑块3-7，其固定在横轨固定板的竖板2-54外侧壁，纵向气缸3-5的纵向活塞推杆3-51竖直向上延伸，纵向活塞推杆3-51的末端与下横轨固定板2-52固定连接。

固定于主框架固定座3-1的主框架，具体为，包括位于支撑板2-1两侧的侧板3-21，位于所述侧板3-21顶端的连接两侧版的顶板3-22，五块位于所述横向气缸2-3所在一侧的用于连接两侧板3-21的连接板3-23，侧板3-21、顶板3-22和连接板3-23均开有大面积的圆孔3-3，以减轻整个机械手的自重。

设置于主框架内侧壁上的纵轨3-6，具体地，其数量为八条，主框架的两块侧板3-21内侧壁的底部和顶部分别设置一对。

旋转机构还包括设置于主框架固定座3-1下方的移动底板4-1，用于连接主框架固定座3-1与移动底板4-1的交叉滚子轴承4-2，设置于移动底板4-1下端面的转动装置4-3，转动装置4-3的转轴4-31贯穿移动底板4-1与主框架固定座3-1固定连接，使主框架固定座3-1能随转轴4-31的转动而旋转。

转动装置4-3的转轴4-31与主框架固定座3-1的固定连接，具体为，主框架固定座3-1的上端面中心处开挖一台阶式通孔，转轴4-31与主框架固定座3-1通过一连接座4-4进行固定连接，该连接座4-4为上端两侧带有凸肩4-41的套筒，连接座4-4套接转轴4-31后通过平键4-5相连接，凸肩4-41与所述台阶式通孔的台阶相对应，并在所述台阶处通过紧固螺栓4-6实现连接座4-4与主框架固定座3-1的连接，而转动装置4-3可以采用旋转气缸或者电动机。

平移机构包括设置于移动底板4-1下端面的一对平移导轨5-1（两条平移导轨5-1位于转动装置4-3的两侧），设置于这一对平移导轨5-1外侧的滑台固定板5-3，固定于滑台固定板5-3上且平行于平移导轨5-1的滑台组件5-4，用于连接移动底板4-1和滑台固定板5-3的连接块5-5；

固定于滑台固定板5-3上且平行于平移导轨5-1的滑台组件5-4，可以采用无杆气缸滑台，是定型的外购件；或者，滑台组件5-4可以采用模组滑台组件5-4和电动驱动组件，其中模组滑台是成套外购件。

Claims (6)

1.一种真空镀膜机工件治具转舱机械手，所述工件治具设置有位于治具上端面的上插杆和位于治具下端面下插杆，其特征在于，

包括用于夹持所述治具的夹持机构，以及分别控制所述夹持机构伸缩、升降的伸缩机构、升降机构，以及控制所述夹持机构转舱的旋转机构和平移机构，其中：

所述夹持机构，包括支撑板和爪手，所述爪手包括设置于所述支撑板顶端的、且用于夹持所述上插杆的上爪手，和设置于所述支撑板底端的、用于夹持所述下插杆的、且平行于所述上爪手的下爪手；上爪手和下爪手的前端均开有卡口，用于卡住夹持冶具上、下插杆；

所述伸缩机构，包括平行于水平面的横向气缸，用于固定所述横向气缸的横向气缸固定座，设置于所述横向气缸固定座之上、下端并与所述爪手同方向延伸的横轨固定板，设置于所述横轨固定板面向所述爪手的一侧的横轨，用于连接所述横轨和爪手的横轨滑块，所述横向气缸的横向活塞推杆末端与所述支撑板固定连接；

所述升降机构，包括主框架固定座，固定于所述主框架固定座的主框架设置于主框架固定座上端面的纵向气缸固定座，设置于所述纵向气缸固定座上端面的纵向气缸，设置于所述主框架内侧壁上的纵轨，用于连接所述纵轨与所述伸缩机构上的纵轨滑块，所述纵向气缸的纵向活塞推杆竖直向上延伸，所述纵向活塞推杆的末端与所述伸缩机构的底部固定连接；

所述旋转机构，包括设置于所述主框架固定座下方的移动底板，用于连接主框架固定座与所述移动底板的交叉滚子轴承，设置于移动底板下端面的转动装置，所述转动装置的转轴贯穿移动底板与主框架固定座固定连接，使主框架固定座能随转轴的转动而旋转；

所述平移机构，包括设置于所述移动底板下端面的一对平移导轨，设置于所述平移导轨外侧的滑台固定板，固定于所述滑台固定板上且平行于平移导轨的滑台组件，用于连接移动底板和滑台固定板的连接块。

2.根据权利要求1所述的真空镀膜机工件治具转舱机械手，其特征在于：所述支撑板为T型板，所述T型支撑板的腹板朝向与所述上爪手、下爪手的延伸方向相同，且位于上爪手、下爪手延伸方向的中轴线上。

3.根据权利要求2所述的真空镀膜机工件治具转舱机械手，其特征在于：所述横向气缸的横向活塞推杆末端与所述支撑板通过螺栓固定连接，支撑板的腹板于螺栓所在位置开挖一用于容纳螺栓头部的缺口。

4.根据权利要求1-3任一所述的真空镀膜机工件治具转舱机械手，其特征在于：所述横轨固定板为两块，分别设置于所述横向气缸固定座的顶部和底部，分别为上横轨固定板和下横轨固定板，所述横轨固定板于所述支撑板的两侧所在方向的横轨固定板的侧壁上均设置有用于与所述纵轨滑块相连接的竖板，于所述的上横轨固定板和下横轨固定板朝上、下爪手方向端的侧壁开挖一个用于允许上、下插杆通过的凹槽；所述横轨包括设置于所述上横轨固定板下端面的上横轨，以及设置于所述下横轨固定板上端面的下横轨；所述横轨滑块包括用于连接上横轨和所述上爪手的上横轨滑块，以及用于连接下横轨和所述下爪手的下横轨滑块。

5.根据权利要求4所述的真空镀膜机工件治具转舱机械手，其特征在于：所述主框架固定座的上端面中心处开挖一台阶式通孔，所述转轴与主框架固定座通过一连接座进行固定连接，所述连接座为其上端两侧带有凸肩的套筒，所述连接座套接转轴后通过平键相连接，所述凸肩与所述台阶式通孔的台阶相对应，并在所述台阶处通过紧固螺栓实现连接座与主框架固定座的连接。

6.根据权利要求5所述的真空镀膜机工件治具转舱机械手，其特征在于：所述主框架包括位于所述支撑板两侧的侧板，位于两所述侧板顶端且连接两侧板的顶板，至少一块位于所述横向气缸所在一侧的用于连接两侧板的连接板，所述侧板、顶板和连接板均开有至少一个圆孔。

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