TWI353907B - Vacuum suction apparatus - Google Patents

Description

1353907 九、發明說明： ' 【發明所屬之技術領域】 • 本發明是關於一種真空吸著裝置（vacuum suction apparatus)，係用於對如真空塾（vacuum pad)等類的運作裝 置供給負壓。 【先前技術】 到目前為止，例如以真空吸著裝置，使用於工件運送 的機構（workpiece transport mechanism)、定位機構 (positioning mechanism)等，已經為習知的技術。如曰本專 利案公開號11-226679所揭露的真空吸著裝置，該裝置包 含：抽氣器（ejector)，係從供給的壓力流體產生負壓，而 該抽氣器連接到由吸著塾（suction pad)等製成的吸著機構 (suction mechanism)，藉此，工件會在藉由該吸氣器產生 負壓的吸著機構之吸著下被吸引。此外，工件的運送也會 以下述方式實施：當維持在被吸引的狀況下時，工件會被 #位移，並且再進一步，藉由釋放吸著狀態下被吸引的工件， 該工件會被放在一預定的位置。 附帶一提，一般來說，這種型式的真空吸著裝置，即 使在該工件已經被吸著機構所吸引，還是會有一固定量的 壓力流體連續地被供給至該抽氣器以在抽氣器中產生負 壓。然而，既然於藉由該吸著機構的吸著下，該工件早已 經被吸引了，無需再從該抽氣器供給負壓，而且供給至該 抽氣器的負壓是單純不需要地消耗。除此之外，習知的真 空吸著裝置，不管供給至該真空墊的負壓狀態，通常都需 5 319777 1.353907 要去供給連續地一定量的壓力流體。 - 因此，最近幾年’當以在吸著下來吸引工件時，有很 •多減少壓力流體消耗量的需求，以及減少能量的需求。 【發明内容】 本發明的技術特徵大致是提供一具有簡單結構的真空 吸著裝置’而在當工件在吸著下被吸引時，能夠避免該裝 置中之壓力流體的過量消耗。 φ 以下參照表示本發明最佳實施例之圖示所作之詳細說 明’將使得本發明之上述的和其他的優點和技術特徵將變 得更明顯。 【實施方式】 第1圖中’元件符號10為根據本發明第一個實施例之 真空吸著裝置。 第1至4圖所圖示之該真空吸著裝置10包含：壓力流 體供給源12，係用於供給壓力流體、開關閥（switching 籲valve)(開關機構（switching mechanism))14，藉由該閥來開 關從該壓力流體供給源12來之該壓力流體的供給狀態、抽 氣器（真空產生器（vacuum generator))16，係連接至該開關 閥14並且導致從該壓力流體所產生的負壓（真空壓）、真空 破除閥（vacuum break valve)l8a、18b、18c，能使藉由該抽 氣器16產生的負壓回復到大氣壓力、吸著墊（sucti〇n pad)(吸著元件（sucti〇n member))20a、20b、20c，係連接至 真空破除閥1 8a、1 8b、18c，並且該吸著墊藉由所供給的 負壓在吸著之下吸引該工件，以及排出單元（exhaust 319777 6 1.3-53907 unit)22，係排出被導入到該抽氣器丨6之壓力流體至外部。 如第1圖至第2圖所圖示，在此應可敘述一種情形， 該真空破除閥Wa、18b、18c和該吸著墊2〇a、20b、20c 相對於負壓通路52係分別平行地連接。 如第3圖和第4圖所圖示，該開關閥丨4包括：閥主體 (主體）30’係包含供給埠（第丨埠）24、出口埠（第2部分）26、 真空埠（第3埠）28。 φ 該開關閥M更包含：閥主體34，係藉由安裝在該閥 主體30内部之汽缸主體32而可移動、調整螺絲（調整機 構）36，可藉由該螺絲調整該閥主體34的位移量，以及彈 簧（spring)38 ’係插入在該閥主體34和該調整螺絲36之間。 通孔（through hole)40，係沿著軸向（箭頭A和B的方 向）延伸’形成在該閥主體30的内部裡，以及該汽缸主體 32和該閥主體34係配置在該通孔40的内部。該通孔4〇 在該閥主體30的一端面（在箭頭a的方向）上開口，並且更 鲁經由入口 /出口埠42聯繫外部，而該入口 /出口埠42係形 成在該閥主體30的另一端面（在箭頭b的方向）。另外，覆 蓋板46 ’係具有一螺絲孔44，並安裝在該閥主體3〇的一 端上，藉此以該覆蓋板46來封閉該通孔40的該端。 §亥供給蟑24在該閥主體3 0之一側表面上開啟，並且 連通該通孔40，而該供給埠24係經由供給通路48連接至 該壓力流體供給源12。 另外’該出口埠26在該閥主體30之另一側表面上開 啟’以使付連通該通孔4 0。該出口蜂2 6大致設在該閥主 319777 7 1.353907 方向）之中央部位 至該抽氣器16。 該出

體30之中心轴向（箭頭a和b的 口埠26係經由該出口通路5〇連接 之涊端表面上 但從該供料24隔開有—預定距離。該真空蟑28連通歹 通广I並二係經由該負壓通路52連接至真空破除闕 18a、18b、18c。 該汽缸主體32係以鄰接該通孔4()_w 設置該汽缸主體32的外周表面設有：第一凹處54，係面 對該供給埠24、第二凹處56，係面對該出口埠％和第三 凹處’係面對該真空埠28。該第—至第三凹處MU 對汽缸主體32的外周面以預定的深度形成圓環凹槽狀。 ,另外，連接通路（communicate PaSsages)60a、60b、6〇c， 係各分別穿透通過第一至第三凹處54、56、58而到該汽缸

主體32的内周面。該汽缸主體32的内周面和外周面經由 遠連接通路60a、60b、60c連通。 另外’一對密封件（seal members)62a、62b，係分別設 置在形成於该况紅主體32的外周面之環槽内，該環槽係形 成在第一和第三凹處54、58的兩邊上。該密封件62a、62b 緊靠著通孔40中之該供給埠24和該真空埠28的外側。因 此’藉由該雄、封件62a、62b，可避免通過該閥主體30和 該汽缸主體32之壓力流體的洩漏。 更具體的說，將沒有壓力流體（從該供給埠24被供給 至该苐一凹處54)之外部洩漏。經由該負壓通路52導入該 真空埠28的負壓之外部洩漏也會被避免。 8 319777 i.切 907 . 該間主體3 4係配置成靠接著該汽k主體3 2的内周表 -面。該閥主體34的一端’係形成圓柱 ·.的形狀，而插入到該閥主體3〇的另一端面(在箭頭3的方 向）内，而該闕主體30附設有該供給埠24。該閥主體34 的另-端，係面對著朝向該間主體3〇的一個端面(在箭頭 =方向），並形朗π的圓筒形狀，而在該開口⑽具有 貫接收件（spring receiving member)64。 鲁另外，環狀凹部（annular recess)66係大致形成在該閥 =體34的中心部份面對著該汽缸主體32的内周表面。該 衣狀凹。p 66沿著該閥主體34的軸向（箭頭A和b的方 向）’以一預定的寬度形成，並且對於該閥主體34的外周 表面以一預定的深度形成。該環狀凹部66係設定為一寬 度尺寸，以致能分別面對朝向該供給埠24和該 並使該供給璋24與該出口痒26能夠在其中之間相互阜連接。 调整螺絲36具有：一螺紋部份68，而該螺紋部份和 •該覆蓋板46的螺紋洞44做螺紋接合、凸緣部分⑽吻 ^〇rti〇n)7G，係设置在該通孔4()的内部並且增加其在徑向 往外的方向之寬度，以及引導部分72，該引導部分Μ具 有比凸緣部分70較小之直經，並且朝該閥主體34的方^ 延伸。該凸緣部分70之外周表面上形成環狀溝槽而在該環 ^溝槽内裝設封環（sealring)74。另外，藉由旋轉該調整螺 絲36，並經由該螺紋部分68與該覆蓋板的螺紋洞料 之喷合動作使該調整螺絲36移動，而能沿著該軸向伸入與 退出。 319777 另外，於該凸緣部分7〇的上 該閥主體34的彈簧接收件64 有彈^3分70和 38的彈力向促使該閥主们4從該調裝二7二=彈菁 向(箭頭B的方向)作用。更且體36分離開之方 更具體的舌兄，由於該彈菩38俜蕤 % ST二調整螺絲36和在該轴向上移動該調整心 以及錯由該調整螺絲36朝向該閥主體34的 頭B的方向），所以相對於該 Bi 台H w 更 38 的壓力（Pressing force) Γ4 = Γ 此，能夠使從該彈簧％相對於該間主體 34所轭加的彈力為可調整的。 “另外，該彈簧38係套插在構成該調整螺絲的外周面而 延著軸向被引導（朝向A與B箭頭方向卜 該抽氣器16經由該出口通路5〇連接至該開關闕14 的下游（d0wnstream)端，並且，該麗力流體係經由該開關 閥14的出口埠26被引導出去，而被導入到該抽氣器心 產生在5亥抽氣器16中的負壓通過該負壓通路”，而被引 •至真空破除閥18a、18b、18c。連同該壓力流體通過該排 出通路76’而被引至排出單元22，而將壓力流體排到外面 另外，在該抽氣器16和該真空破除閥i8a、i8b、i8c 之間設有止回閥（check valve)78(見第2圖），其中，該止回 間78藉著該抽氣器〗6所產生的負壓被設成閥開的狀態， 以使得連接該抽氣器16和該真空破除閥2 8a、丨8b、】8c 之間的負壓通路52能夠連通。 根據本發明的第一個實施例之真空吸著裝置1 〇的架 319777 L353907 構方式大致上如上所述。接著說明該真空吸著裝置1〇的運 作和效果。 ， 首先，藉由供應從該壓力流體供給源12至該供給通路 48的壓力流體，該壓力流體通過該供給埠24，並且被導入 至該開關閥14的通孔40之内部。此時，由於該彈菁％ 的彈力，和因為該閥主體34被設置在從該調整螺絲遠 離開的方向（箭頭B的方向），當該壓力流體通過該閥主體 _ 34的裱狀凹部66時，該被導入到供給埠24的壓力流體被 引導朝向該出口埠26。該壓力流體接著通過該出口通路 5〇 ’並且被供給至該抽氣器16。 此時’由於該真空埠28被該閥主體34所封閉，並且 相對於該供給埠24和出口埠26是在不連通 (non-Communicative)的狀態，該壓力流體並不會流經過該 真空埠28。 再且，該在抽氣器16中產生的負壓通過該負壓通路 鲁2刀別到達真空破除閥18 a、1 8 b、18 c，並且分別地被 供給至該吸著墊（suction pads)20a、20b、20c。因此，一個 或多個工件（未表現）即被吸著，並且被吸著墊20a、20b、 2 0 c吸握住。 另一方面，供給至該抽氣器16的壓力流體，在通過該 排出通路76和被引導至該排出元件22之後，被排出到外 面。 接下來，在該工件藉由該吸著墊2〇a、20b、20c的吸 引後’由於該負壓的壓力相對於該預定能夠在吸著下吸引 11 319777 1.353907 該工件的壓力升高，供給至該負壓通路52的負壓壓力會變 得更大。因此，通過該開關閥14(於與該負壓通路52丄= 的狀態下）的真空埠28之負壓被供給至該通孔4〇，藉此， 該閥主體34抵抗該彈簧38的彈力而被拉向該調整螺曰㈣ 的一端（在箭頭A的方向）（見第4圖）。也因此，該供仏埠 24被該閥本體34的一端鎖住，並且該供給埠^和該出°口 槔26之間的連通也被遮斷。由於此，通過該供給谭^和 該出口痒26至該抽氣器16的壓力流體的供給被遮斷，以 =該吸著墊2〇a、爲、施（吸引該工件）中的負㈣維持 在大致為常數值的壓力（參考第5圖的實線）。 =酌第5圖’以下說明工件被真空吸著裳置之吸著墊 :，丁的關於壓力流體的消耗量，和該吸引時間的關係。 弟5圖中的實線C表示根據本發明實施例之真空吸著裝置 ::寺f生’而第5圖中的虛線D係表示一習知的真空吸著 裝置的特徵。 如第5圖令所圖示的虛線D之習知的真空吸著裝置， 到’當該工件在吸著下被吸引之吸著時間增加，該 :力-體的消耗量也等比例地增加。換言之 =已經吸引了該工件’該麗力流體仍不間斷的持續被供 吸著：對於此’根據實施例的該真空吸著裝置，在藉由該 導致門二”之吸著因而吸引工件的情況下，會 =Μ 14的開關動作，切斷該壓力流體的供給，如在 圖中實線所示，甚至即使在藉由該吸著塾2〇a、遍、 3)9777 12 20c之吸著時間増加 常數。 該壓力流體的消耗量大致還是維持 調整S菁:藉::力轉和广動該調整螺絲“ Μ之間的距離。’即可調整該調整螺絲36和闕主體 例如」在需要增加供給至該吸著塾族、、⑽〇的 主=預設壓力時’將該調整螺絲％螺轉，使其朝向該閥 ，34移動（箭頭δ的方向），由此壓縮了在該調整螺絲 °該閥主體34之間的該彈簧％，則該彈簧％所產生的 彈力也能夠增加。 口此田該閥主體34被移動朝向該調整螺絲36的那 邊時（在箭頭/的方向），需要較大的移動之力f。更具體 來說，直到藉由該負壓而施加到該闊主體34上的拉力變到 足夠地大之别，忒閥主體34是不會被移動，並且直到這種 倩形發生W ’該供給4 24和該出口彳26料通狀態係被 該閥主體34所維持。因此，供給至該吸著墊2〇a、2叻、 20c之負壓的壓力會變大。 另外，在藉由該吸著墊2〇a、20b、20c所吸引的工件 已經完成運送後，當該工件的吸引被釋放時，該真空破除 間18a、1 8b、18c會開始運作，以使該負壓通路52能和外 面連通，並且，由於在該負壓通路52中的負壓變得和大氣 壓力一樣’因此至該吸著墊20a、20b、20c的負壓之供給 也停止，而該工件在吸著的狀態也被釋放。 另一方面’當工件被吸引時，如果在該吸著墊2〇a、 319777 13 L353907 20b、20c中之負壓的壓力低於預設的壓力，該彈簧刊的 --彈力會超過該負壓的壓力，並且該閥主體34即被向離開該 ·,調整螺絲36的方向（箭頭B的方向）彈壓。由於此，該供給 埠24和該出口埠26經由該環狀凹部66再一次被引至相互 連通的狀況，且由於該壓力流體經由該出口通路5〇被供給 至该抽氣器16 ’所以分別對於該吸著墊2〇a、2〇b、2〇c產 生並供給負壓。因此，於該吸著墊2〇a、2〇b、2〇c内部負 鲁壓的壓力被維持在預先設定的壓力下。 於之前所敘述之方法，根據該第一實施例，該開關閥 14係設置於該壓力流體供給源12和該抽氣器16之間。而 在工件被該吸著墊20a、20b、20c吸引之後，藉由該抽氣 器1 6產生的負壓導致該開關閥14的閥主體3 4之位移，以 及，遮斷了於該壓力流體供給源12和該抽氣器16之間的 連通。因此，當該工件在被吸引的狀態時，至該抽氣器Μ 的壓力流體之供給可停止，而且該工件還能被保持在吸握 •住的狀態。 在這個方法中，利用簡單的結構，在用以供給該壓力 流體之供給通路48中設置該開關閥14，因而避免在該工 件已被吸引之後，無益的壓力流體的消耗’以及能夠抑制 該消耗總量。因此’該真空吸著裝置的功率能明顯地改善。 另外’因為該開關閥14能由以下元件構成：該閥主體 3〇，係具有連同該閥主體34設置之該供給埠24 '該出口 埠26和該真空埠28 ’而該閥主體34係可移動地設在該汽 缸主體32内，而該汽缸主體32係安裝在該閥主體30中； 14 3]9777 1353907 另有調整螺絲36，係能夠使該閥主體34的位移總量被調 整，以及彈簧38，係裝置在該閥主體34和該調整螺絲％ 之間；因此，不用增大該真空吸引裝置的尺寸也能夠抑制 該壓力流體的消耗量。 另外，因為能夠藉由設置在該開關閥14中的調整螺絲 36，來選擇性調整該閥主體34的移動時機（dispiacement timing)，於該壓力流體供給源丨2和該抽氣器〗6之間的連 _通狀態可以在需要的時機遮斷，並且，供給至該吸著墊 20a、20b、20c的設定的壓力能夠自由地設定。結果，該 工件能夠以相對於工件的尺寸和重量而所需要的壓力，藉 由該吸著墊20a、20b、20c適當和簡單地來吸引。 另外，比較習知的真空吸著裝置，由於流過該真空吸 著裝置10之壓力流體的流量能夠減少，因此從該排出單元 22的高壓流體排出的噪音也被減少。也因為這樣，可以抑 制為了減低噪音而設置之消音器（silencer)之堵塞。 泰 考复另外’藉由在該抽氣器16的下游側上的該負壓通路 52令設置氣箱（air tank)(未顯示），該裝置可以用來替代真 空果。 根據上述第一個實施例的真空吸著裝置1〇，以提供該 二個真空破除閥l8a ' l8b、l8c和三個吸著墊、2〇b、 來說明。然而，本發明並不限制在這樣的架構。分別 平行地連接於連接至抽氣器16並經由該抽氣器供給負壓 之負壓通路52的吸著墊和真空破除閥的確實數量並不受 到限制。 319777 15 L353907 —接著，根據第二個實施例之真空吸著裳置ι〇〇顯示於 第6圖#中和根據第一個貫施例的真空吸著裝置相同的 π構it it件’使用_樣的元件符號而省略詳細的敛述。 根據第二實施例的真空吸著裝置1〇〇和根據第一個實 把例的真空吸著裝£ 1〇的不同處為在該壓力流體供給源 12和該吸著塾20a、鳩、20c之間，設置一對開關闕黯、 102b和抽氣器1〇4a、1〇4b，其中藉由該抽氣器1⑽a、〗⑽b 產生的負壓分別供給到該吸著墊20a、20b、20e。 如第6圖顯示，該對開關閥1〇2a、1〇2b分別連接到相 關的係供給通路1G6a、祕，而該通路係連接到㈣力流 體供應源12。該開關閥102a、1〇2b經由連接至該開關閥 黯、1G2b的出σ埠26之出口通路⑽&、嶋分別連接 到該抽氣器l〇4a、l〇4b。 另外，負壓通路11〇a、110b分別連接到該對抽氣器 4a 1〇4b。連接至其中之抽氣器104a的負壓通路ll〇a 和連接至另一抽氣器104b的負壓通路110b連接。更具體 的來說’藉由該對抽氣器1G4a、1()4b產生的負壓分別被供 給到該負壓通路110a、110b並且和流過其t的流體結合， 並因此根據，該負壓通過該真空破除閥18a、l8b、， 並，別供給到該吸著墊20a、2〇b、2〇c。再者，供給至該 抽氣器104a、l〇4b的壓力流體通過該排出通路％，之 被引到排出單元22，而排出到外面。 如上所述，根據第二實施例的真空吸著裝置，就 由提供複數的抽氣器1(Ma、lG4b，即使是在具有多個該^ 319777 16 1353907 著塾、20b、20c或等類的裝置時，可以供給一個有效 的負壓。同時，透過調整設置在該開關閥102a、102b中的 '· ^正螺絲36 ’根據供給的負壓的需求量能夠選擇地使用該 複數抽氣器l〇4a、l〇4b。於是，於真空吸著裝置1〇〇中的 壓力流體能更進-步地減少，而能夠避免浪費性的支出。 根據第二實施例，於上述中所提的真空吸著裝置⑽ 中，敘述了設置一對的開關閥1〇2a、1〇2b和抽氣器1〇4&、 φ b的例子。然而，本發明並不限制於此特徵。只要是將 任意複數個開關閥分別平行連接於連接至廢力流體供給源 12的供給通路’而抽氣器分別平行連接至開關閥其數量並 無特別限制。 —^另外，根據本發明的真空吸著裝置並不限制在上述的 只把例並且，，、要沒有從本發明的必要特徵和概念脫離 的多種結構都可以被採用。 【圖式簡單說明】 _ 帛1®是根據本發明第-實施例的真空吸著裝置的示 /¾結構圖。 第2圖是顯示於第i圖中的真空吸著裝置的流體線路 之不意結構圖。 第3圖是-開關閥之整體的垂直剖面圖，該開關閥構 成第1圖的真空吸著裝置的組件。 第4圖疋整體的垂直剖面圖，顯示第2圖的該開關 閥的閥主m被位移以堵塞供給埠和出口埠之間的連通。 第5圖是一特性曲線圖，顯示於該真空吸著裝置中的 319777 17 1353907 壓力流體消耗量和該吸引時間之間的關係；而 第6圖是根據第二實施例的真空吸著裝置的 不意結構 【主要元件符號說明】 10、100真空吸著裝置12 壓力流體供給源 14、 l〇2a 、 l〇2b 開關閥 16 - 104a、104b 抽氣器 18a 、18b、18c 真空破除閥 20a 、20b 、 20c 吸著墊22 排出單元 24 供給埠 26 出口蟑 28 真空埠 30、 34 閥主體 32 汽紅主體 36 調整螺絲 38 彈簧 40 通孔 42 入口 /出口埠 44 螺紋洞 46 覆蓋板 48、106a、i〇6b供給通路 鲁 50、108a、108b 出 口通路

52、110a、110b 負壓通路 第一凹處 第三凹處 62b 密封件 環狀凹部 凸緣部分 封環 止回閥 54 58 62a 66 70 74 56 第二凹處 60a、60b、60C連接通路 64 彈簧接收件 68 螺紋部分 72 引導部分 76 排出通路 319777 78

Claims (1)

1. 第96147153號專利申請案 100年7月6曰修正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種真空吸著裝置，包括： 壓力流體供給源（12)，用以供給壓力流體； 真空產生器（16)，用以藉由在其中供給該壓力流體 而產生負壓； 吸著元件（20a、20b、20c)，係從該真空產生器（16) 被供給負壓，並且能夠於藉由該負壓的吸著下吸引工 件；以及 開關機構，係連接至該真空產生器（16)，用以根據 供給至該吸著元件（20a、20b、20c)的負壓狀態，開關被 供給該負壓流體經過的通路（48、50)的連通狀態， 其中，該開關機構包括： 主體（30)，係具有被供給該壓力流體經過的第 一埠（24)、連接至該真空產生器（16)的第二埠（26)， 且該壓力流體經由該第二埠被導出、連接至該負壓 通路（52)的第三埠（28)，由該真空產生器（16)的產生 的負壓流經過該負壓通路；以及 開關閥（14):包括閥主體（34)，係設置在該主 體（30)内部而能軸向移位，該閥主體（34)改變該第 一埠（24)和第二埠（26)之間的連通狀態， 其中，該開關閥包含： 彈簧（38)，係在該閥主體（34)上施加彈性力量， 該彈簧（38)維持該閥主體（34)於該第一埠（24)和第 二埠（26)之間的連通狀態，其中，於該第一埠（24) 和第二埠（26)之間的連通狀態被藉由該負壓的該閥 19 319777修正本 1353907 - 第96147153號專利申請案 '· 100年7月6曰修正替換頁 . 主體（34)對抗該彈簧（38)的彈性力的位移而堵塞， 其中，該開關閥（14)復包括： 調整機構（36)，係能調整施加在該閥主體（34) 上之該彈簧（38)的彈性力量， 其中，當工件於藉由該負壓的吸著下被吸引，並且 該吸著元件（20a、20b、20c)内部到達了預定的壓力時， 該通路（48、50)的連通狀態於藉由該開關機制的開關動 作下被遮斷，而中斷至該真空產生器（16)的壓力流體的 鲁 供給。 2. 如申請專利範圍第1項的真空吸著裝置，復包括： 汽缸引導主體（32)，係設置於該主體（30)中，該閥 主體（34)設置於該引導主體（32)的内部而能轴向移位。 3. 如申請專利範圍第2項的真空吸著裝置，其中，連接通 路（60a、60b、60c)設置在該引導主體（32)中，沿著徑向 穿透以及連通該引導主體（32)的外部和内部部份，並且 其中該連接通路（60a、60b、60c)設置在面對該第一到第 鲁 三埠（24、26、28)的位置。 4. 如申請專利範圍第3項的真空吸著裝置，其中， 該閥主體（34)之外周面設有凹處（66)，該凹處面對 該第一埠和第二埠（24、26)的至少一個，使該第一埠（24) 和第二埠（26)經由該凹處（66)連通。 5. 如申請專利範圍第1項的真空吸著裝置，其中，該開關 機構和該真空產生器（104a、104b)分別成對地被設置。 20 319777修正本