TWI523726B - 具翻轉功能的夾持機構及其翻轉工件的方法 - Google Patents

Description

具翻轉功能的夾持機構及其翻轉工件的方法

本提案係關於一種機械夾具，特別是一種具翻轉功能的夾持機構。

目前在許多加工製程中往往需要進行雙面加工，例如表面黏著加工或電路佈局等加工。雙面加工的過程為先於一工件之表面上進行第一面加工。接著，利用機械夾爪來翻轉工件，以便於進行第二面加工。其中，一般用來翻轉工件之機械夾爪包含二夾持件、二旋轉件、一位移驅動組件及一旋轉驅動組件。二旋轉件可轉動地設於二夾持件。位移驅動組件可驅動二夾持件相對位移以令二旋轉件夾持工件。旋轉驅動組件可驅動二旋轉件相對二夾持件轉動，以翻轉工件。

旋轉驅動組件雖然可以使機械夾爪具有翻轉工件的功能，但同時也會增加機械夾爪中驅動組件的數量。然而，驅動組件的數量增加卻會額外增加機械夾爪的設備成本及控制迴路的設計複雜度。因此，如何降低機械夾爪的設備成本及降低機械夾爪迴授設計的複雜度。將是研發人員應解決的問題之一。

本提案在於提供一種具翻轉功能的夾持機構及其翻轉工件與平移工件的方法，藉以降低機械夾爪的設備成本及簡化機械夾爪的控制迴路設計。

本提案所揭露的具翻轉功能的夾持機構包含一座體、二活動爪及二無動力夾持軸。二活動爪可活動地設於座體。每一活動爪具有一壁面及一軸孔。二壁面彼此相面對，且二軸孔分別位於二壁面。每一無動力夾持軸包含相連的一樞接部及一夾持部。二樞接部分別樞設於二軸孔，以令二無動力夾持軸分別可相對二活動爪轉動。

本提案所揭露的具翻轉功能的夾持機構之翻轉工件的方法。具翻轉功能的夾持機構包含二活動爪及二無動力夾持軸。二無動力夾持軸分別樞設於二活動爪。具翻轉功能的夾持機構之翻轉工件的步驟包含驅動二活動爪相對移動，以令二無動力夾持軸夾持置於一工作台上之一工件之相對兩側。工件具有相對的一第一面及一第二面。第一面貼覆於工作台。工件被夾持之兩夾持點的連線與工件之重心保持一距離。接著，將具翻轉功能的夾持機構朝遠離工作台的方向移動。二無動力夾持軸受工件之重力的牽引而相對活動爪轉動。二無動力夾持軸帶動工件相對工作台轉動一夾角。接著，將具翻轉功能的夾持機構沿第一面朝第二面的方向移動，以令工件轉動一角度而令工件之第二面面向工作台。

本提案所揭露的具翻轉功能的夾持機構之平移工件的方法。具翻轉功能的夾持機構包含二活動爪。每一活動爪具有一夾持槽。具翻轉功能的夾持機構之平移工件的步驟包含驅動二活動爪相對移動，以令二夾持槽夾持置於一工作台上之一工件之相對兩側。工件具有相對的一第 一面及一第二面。第一面貼覆於工作台。接著，將具翻轉功能的夾持機構朝遠離工作台的方向移動。使工件之第一面相對遠離工作台。接著，將具翻轉功能的夾持機構沿一平移方向移動，以令工件平移一距離。

根據上述本提案所揭露的具翻轉功能的夾持機構及其翻轉與平移工件的方法，基於二無動力夾持軸之夾持點偏離工件之重心時，工件之重力會自然產生讓二無動力夾持軸轉動之力矩的原因，我們可以不用在夾持機構上安裝用來驅動無動力夾持軸之驅動元件。由於本提案之夾持機構的驅動元件的需求量下降，故可降低夾持機構的設備成本及降低夾持機構的迴授設計的複雜度，以提高市場競爭力。

再者，可利用夾持機構之夾持槽來平移工件。

以上關於本提案內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本提案的原理，並且提供本提案的專利申請範圍更進一步的解釋。

10‧‧‧夾持機構

20、20’‧‧‧工作台

22、22’‧‧‧凹部

24、24’‧‧‧承載面

26、26’‧‧‧凹槽

30、30’‧‧‧工件

32、32’‧‧‧第一面

34、34’‧‧‧第二面

100‧‧‧座體

110‧‧‧滑軌

120‧‧‧滑塊

200‧‧‧活動爪

210‧‧‧壁面

220‧‧‧軸孔

230‧‧‧夾持槽

300‧‧‧無動力夾持軸

310‧‧‧樞接部

320‧‧‧夾持部

321‧‧‧夾持面

400‧‧‧軸承

500‧‧‧緩衝件

第1圖為根據本提案一實施例的具翻轉功能的夾持機構的立體示意圖。

第2圖為第1圖之分解示意圖。

第3圖為第1圖之具翻轉功能的夾持機構夾持一工件的平面示意圖。

第4圖至第6圖為第1圖之夾持機構翻轉工件的作動示意圖。

第7圖至第10圖為第1圖之夾持機構翻轉工件的作動示意圖。

第11圖與第12圖為第1圖之夾持機構平移工件的作動示意圖。

請參照第1圖至第3圖，第1圖為根據本提案一實施例的具翻轉功能的夾持機構的立體示意圖，第2圖為第1圖之分解示意圖。第3圖為第1圖之具翻轉功能的夾持機構夾持一工件的平面示意圖。

本實施例之具翻轉功能的夾持機構10係用平移或翻轉一工件30。夾持機構10包含一座體100、二活動爪200、二無動力夾持軸300及二軸承400。

座體100包含一滑軌110及二滑塊120。二滑塊120分別可滑動地設於滑軌110。滑塊120與滑軌110間之驅動方式例如為氣壓驅動、油壓驅動或電動驅動。

二活動爪200分別設於二滑塊120，以令二活動爪200相對滑軌110滑動。每一活動爪200具有一壁面210、一軸孔220及一夾持槽230。二壁面210彼此相面對，且二軸孔220及二夾持槽230分別位於二壁面210。

二軸承400分別設於二軸孔220。

二無動力夾持軸300包含相連的一樞接部310及一夾持部320。二樞接部310分別樞設於二軸承400，以令二樞接部310分別可相對二活動爪200轉動。二夾持部320各具有一夾持面321，二夾持面321彼此面對，且二夾持部320分別凸出於二壁面210而令二夾持面321能夠直接接觸工件30。

值得注意的是，讓本提案之無動力夾持軸300轉動之動力來源不是機電驅動元件(例如氣壓缸、油壓缸或電動馬達)。詳細來說，夾持機構10無額外設置旋轉驅動元件來驅動無動力夾持軸300轉動，而是受被夾持之工件30的重力W所產生之力矩的影響而轉動(詳細的作動方式，容 後一併描述)。由於本提案之夾持機構10的驅動元件的需求量下降，故可降低夾持機構10的設備成本及降低夾持機構10的迴授設計的複雜度。

然而，上述本實施例之無動力夾持軸300係透過軸承400樞設於軸孔220，以降低無動力夾持軸300與活動爪200間之摩擦阻力。但並不以此為限，在其他實施例中，無動力夾持軸300與活動爪200之間亦可以透過潤滑油來降低兩者之間摩擦阻力。

在本實施例及其他實施例中，夾持機構10更包含二緩衝件500。二緩衝件500分別設於二夾持面321，以降低工件30破損的機會。本實施例之緩衝件500例如為橡膠。

以下將繼續說明具翻轉功能的夾持機構10翻轉工件的方法，請繼續參閱第3圖至第6圖。第4圖至第6圖為第1圖之夾持機構翻轉工件的作動示意圖。

首先，如第3圖所示，一工作台20上放置有工件30。工件30具有一第一面32及一第二面34。第一面32面向工作台20。透過驅動二滑塊110相對滑軌120移動，以帶動二無動力夾持軸300夾持住工件30的相對兩側，且二無動力夾持軸300與工件30接觸之兩夾持點的連線與工件30之重心G保持一距離D。

接著，如第4圖所示，將具翻轉功能的夾持機構10朝遠離工作台20的方向(沿箭頭a所指示的方向)移動，使得工件30被二無動力夾持軸300夾持之一端會朝遠離工作台20的方向移動(沿箭頭a所指示的方向)，而另一端會受到工件30之重力的影響而自然垂置於工作台20上。也就是說，二無動力夾持軸300會受到工件30重力W所產生之力矩的影響而 相對活動爪200轉動(沿箭頭b所指示的方向)，而令工件30之第一面32與工作台20保持一夾角θ。當夾角為90度時，因二無動力夾持軸300與工件30之重心G位於同一垂直面上，故無動力夾持軸300不再受到工件30之重力W的影響而轉動。

接著，如第5圖所示，將具翻轉功能的夾持機構10沿第一面32朝第二面34的方向(沿箭頭c所指示的方向)移動，使得工件30被二無動力夾持軸300夾持之一端會朝靠近工作台20的方向移動(沿箭頭c所指示的方向)，且另一端受到工作台20的抵靠(反作用力F)，以帶動二無動力夾持軸300轉動(沿箭頭b所指示之方向)而令工件30之第二面32面向工作台20。

接著，如第6圖所示，將具翻轉功能的夾持機構10朝靠近工作台20的方向(沿箭頭d所指示的方向)移動，使第二面34貼覆於工作台20，以完成翻動工件30之作動。

上述之工件30的厚度大於無動力夾持軸300至活動爪200末端的距離，故夾持機構10能夠直接夾取此工件30。但並不以此為限，夾持機構10也能夠夾持厚度小於無動力夾持軸300至活動爪200末端之距離的工件30’。請參閱第7圖至第10圖。第7圖至第10圖為第1圖之夾持機構翻轉工件的作動示意圖。

如第7圖所示，在夾持厚度小於無動力夾持軸300至活動爪200末端之距離的工件30’時，先準備一工作台20’。此工作台20’具有一凹部22’。凹部22’具有一承載面24’及位於承載面24’之多個凹槽26’。工件30’放置於凹部22’之承載面24’。工件30’放置於工作台 20’之承載面24’上。接著，將夾持機構10移至其中一凹槽26’的位置。接著，透過驅動二滑塊110相對滑軌120移動，以帶動二無動力夾持軸300夾持住工件30’的相對兩側，且二無動力夾持軸300與工件30’接觸之兩夾持點的連線與工件30’之重心G保持一距離D。

接著，如第8圖所示，將具翻轉功能的夾持機構10朝遠離工作台20’的方向(沿箭頭f所指示的方向)移動且從凹部22’之一側移動至凹部22’之另一側，使得工件30’被二無動力夾持軸300夾持之一端會朝遠離工作台20’的方向移動(沿箭頭f所指示的方向)，而另一端會受到工件30’之重力的影響而自然垂置於凹部22’之承載面24’上。也就是說，二無動力夾持軸300會受到工件30’重力W所產生之力矩的影響而相對活動爪200轉動(沿箭頭b所指示的方向)，而令工件30’之第一面32’與工作台20’保持一夾角θ。當夾角為90度時，因二無動力夾持軸300與工件30’之重心G位於同一垂直面上，故無動力夾持軸300不再受到工件30’之重力W的影響而轉動。

接著，如第9圖所示，將具翻轉功能的夾持機構10平移(沿箭頭g所指示的方向)回至凹部22’相對一側，以帶動工件30’平移。

接著，如第10圖所示，將具翻轉功能的夾持機構10朝靠近工作台20’的方向(沿箭頭g所指示的方向)移動，使第二面34’貼覆於工作台20’，以完成翻動工件30’之作動。

以下將繼續說明具翻轉功能的夾持機構10平移工件30’的方法，請繼續參閱第11圖至第12圖。第11圖與第12圖為第1圖之夾持機構平移工件的作動示意圖。

如第11圖所示，工件30’位於其中一凹部22’。接著，將夾持機構10移至其中一凹槽26’的位置。透過驅動二滑塊110相對滑軌120移動，以帶動二夾持槽230夾持住工件30’的相對兩側。

接著，如第12圖所示，將夾持機構10朝遠離工作台20’的方向移動，使工件30’之第一面32’相對遠離工作台。接著，沿一平移方向移動(沿箭頭h所指示之方向)及朝靠近工作台20’的方向，以平移工件30’至另一凹部22’。接著，將具翻轉功能的夾持機構10朝靠近工作台20’的方向移動，使工件30’之第一面32’貼覆於工作台20’。

根據上述本提案所揭露的具翻轉功能的夾持機構及其翻轉與平移工件的方法，基於二無動力夾持軸之夾持點偏離工件之重心時，工件之重力會自然產生讓二無動力夾持軸轉動之力矩的原因，我們可以不用在夾持機構上安裝用來驅動無動力夾持軸之驅動元件。由於本提案之夾持機構的驅動元件的需求量下降，故可降低夾持機構的設備成本及降低夾持機構的迴授設計的複雜度，以提高市場競爭力。

再者，可利用夾持機構之夾持槽來平移工件。

雖然本提案的實施例揭露如上所述，然並非用以限定本提案，任何熟習相關技藝者，在不脫離本提案的精神和範圍內，舉凡依本提案申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數量當可做些許的變更，因此本提案的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧夾持機構

100‧‧‧座體

110‧‧‧滑軌

120‧‧‧滑塊

200‧‧‧活動爪

210‧‧‧壁面

220‧‧‧軸孔

230‧‧‧夾持槽

300‧‧‧無動力夾持軸

310‧‧‧樞接部

320‧‧‧夾持部

321‧‧‧夾持面

400‧‧‧軸承

500‧‧‧緩衝件

Claims (8)

1. 一種具翻轉功能的夾持機構，包含：一座體；二活動爪，可活動地設於該座體，每一該活動爪具有一壁面及一軸孔，該二壁面彼此相面對，且該二軸孔分別位於該二壁面；以及二無動力夾持軸，每一該無動力夾持軸包含相連的一樞接部及一夾持部，該二樞接部分別樞設於該二軸孔，以令該二無動力夾持軸分別可相對該二活動爪轉動。
2. 如請求項1所述之夾持機構，其中該二夾持部分別凸出於該二壁面。
3. 如請求項1所述之夾持機構，其中該座體包含一滑軌及二滑塊，該二滑塊分別可滑動地設於該滑軌，該二活動爪分別設於該二滑塊。
4. 如請求項1所述之夾持機構，更包含二軸承，該二軸承分別組設於該軸孔，且該二無動力夾持軸之該二樞接部分別設於該二軸承，以令該二樞接部可相對該活動爪樞轉。
5. 如請求項1所述之夾持機構，更包含二緩衝件，該二夾持部更各具有一夾持面，該二夾持面彼此相面對，該二緩衝件分別設於該二夾持面。
6. 如請求項1所述之夾持機構，其中該二活動爪更各包含一夾持槽，該二夾持槽位於該二壁面。
7. 一種具翻轉功能的夾持機構之翻轉工件的方法，該具翻轉功能的夾持機構包含二活動爪及二無動力夾持軸，該二無動力夾持軸分別樞設於該二活動爪，該具翻轉功能的夾持機構之翻轉工件的步驟包含：驅動該二活動爪相對移動，以令該二無動力夾持軸夾持於一工作台 上之一工件之相對兩側，該工件具有相對的一第一面及一第二面，該第一面貼覆於該工作台，該二無動力夾持軸與該工件接觸之兩夾持點的連線與該工件之重心保持一距離；將具翻轉功能的該夾持機構朝遠離該工作台的方向移動，該二無動力夾持軸受該工件之重力的牽引而相對該活動爪轉動，以令該工件相對該工作台轉動一夾角；以及將具翻轉功能的該夾持機構沿該第一面朝該第二面的方向移動，以使該工件轉動而令該工件之該第二面面向該工作台。
8. 如請求項7所述之具翻轉功能的夾持機構之翻轉工件的方法，在將具翻轉功能的該夾持機構沿該第一面朝該第二面的方向移動，以令該工件之該第二面面向該工作台的步驟後，更包含步驟：將具翻轉功能的該夾持機構朝靠近該工作台的方向移動，使該第二面接觸於該工作台。