TWI737329B - 真空吸附裝置 - Google Patents

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    • B65G47/91—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers

Abstract

本發明提供一種真空吸附裝置，包括：真空產生結構；吸附頭；每一吸附頭包括：定位塊，定位塊的第一表面上開設有一容置槽，容置槽具有遠離第一表面的底壁，定位塊中開設有貫孔，定位塊具有與第一表面相對設置的第二表面，貫孔一端貫穿第二表面，另一端與容置槽連通；吸嘴，吸嘴至少部分容置於容置槽，吸嘴具有一底部及一側部，底部固定於底壁上，底壁開設有第一開口，第一開口對應貫孔設置，側部連接底部邊緣，側部遠離定位塊一端形成一第二開口，第二開口突伸出容置槽，吸嘴用於吸附工件。

Description

真空吸附裝置
本發明涉及真空吸附技術領域，尤其涉及一種真空吸附裝置。
一種抓取裝置藉由抽真空的方式產生抓取力以抓取樣品。該抓取裝置還用於將該樣品移動至一操作臺的目標位置。該樣品例如為液晶顯示面板中的玻璃基板。然抓取裝置在移動樣品的過程中，由於自身的伸縮性，會導致樣品發生抖動。是故，一方面導致所述樣品形變或破損；另一方面還導致樣品被移動至目標位置的精度降低。
本發明一方面提供一種真空吸附裝置，包括： 至少一個真空產生結構；以及 至少一個吸附頭； 每一吸附頭包括： 定位塊，所述定位塊的第一表面上開設有一容置槽，所述容置槽具有遠離所述第一表面的底壁，所述定位塊中開設有貫孔，所述定位塊具有與所述第一表面相對設置的第二表面，所述貫孔一端貫穿所述第二表面，另一端與所述容置槽連通；以及 吸嘴，所述吸嘴至少部分容置於所述容置槽，所述吸嘴具有一底部及一側部，所述底部固定於所述底壁上，所述底壁開設有第一開口，所述第一開口對應所述貫孔設置，所述側部連接所述底部邊緣，所述側部遠離所述定位塊一端形成一第二開口，所述第二開口突伸出所述容置槽，所述吸嘴用於吸附工件； 每一真空產生結構至少與一貫孔連通，每一真空產生結構用於將其連通的貫孔抽真空或破真空，以使所述吸嘴產生吸附力以吸附所述工件，所述吸嘴吸附有所述工件時，所述工件與所述定位塊的所述第一表面抵持。
上述真空吸附裝置，包括定位塊，在定位塊上開設容置槽以容納吸嘴，真空吸附裝置未吸附工件時，吸嘴的第二開口突伸出容置槽，真空吸附裝置吸附工件時，由於工件本身的重力作用，吸嘴向定位塊方向收縮，直至工件靠近定位塊的表面與定位塊上開設容置槽的第一表面相互抵持，一方面有利於使得工件受力均勻，不易發生形變或破損；另一方面有利於使得工件被轉移的過程中保持平穩，避免工件隨吸嘴的收縮發生抖動，進而有利於提升轉移工件至目標位置的精確度。
請參閱圖1，本實施例提供的真空吸附裝置10，用於藉由抽真空的方式產生吸附力，借助所述吸附力吸附工件20，並將工件20轉移至目標位置。本實施例提供的真空吸附裝置10尤其適用於吸附並轉移薄板狀的工件20，例如用於吸附並轉移液晶顯示面板中的玻璃基板。所述目標位置例如為一操作臺上的預設位置。
請繼續參閱圖1，真空吸附裝置10包括至少一個轉移臂11。本實施例中，真空吸附裝置10包括三個轉移臂11。三個轉移臂11相互平行且間隔設置。每兩個相鄰排列的轉移臂11等間距設置，有利於提高工件20受力的均勻度，進而有利於避免工件20產生形變或破損。
請繼續參閱圖1，每個轉移臂11上固定設置有至少一個吸附頭12。本實施例中，每個轉移臂11上固定設置有三個吸附頭12。每個轉移臂11上，每相鄰的兩個吸附頭12之間的間距相等，有利於提高工件20受力的均勻度，進而有利於避免工件20產生形變或破損。
於其他實施例中，轉移臂11及每個轉移臂11上的吸附頭12可為其他數量，轉移臂11數量大於等於1即可，每個轉移臂11上吸附頭12數量大於等於1即可；每個轉移臂11上的吸附頭12的數量可不同；轉移臂11之間的間距、吸附頭12之間的間距可不同。於本發明其他實施例中，每個吸附頭12可拆卸地設置於一轉移臂11上，有利於根據工件20的尺寸選擇吸附頭12的數量。
請繼續參閱圖1，真空吸附裝置10產生吸附力時，所有吸附頭12遠離轉移臂11的一端吸附工件20，三個轉移臂11保持相對位置不變，同步位移以將工件20轉移至目標位置。轉移臂11的位移可藉由外接馬達（圖未示）進行控制。
真空吸附裝置10中每個吸附頭12的結構相同，以下將對其中一吸附頭12的結構進行介紹。
請參閱圖2，吸附頭12包括設置於轉移臂11上的定位塊121及固定設置於定位塊121上的吸嘴122。
請繼續參閱圖2，本實施例中定位塊121為一四棱柱。可以理解，定位塊121的形狀不限於四棱柱，於本發明其他實施例中，定位塊121可為其他形狀，例如為圓柱、五棱柱、圓臺等。定位塊121遠離轉移臂11的第一表面1211上開設有容置槽1212。容置槽1212具有底壁1215以及垂直連接於底壁1215邊緣的側壁1216。側壁1216具有均一的高度。
請參閱圖3，定義側壁1216高度（也即容置槽1212的深度）為h1。定位塊121內還開設有貫孔1213。貫孔1213一端貫穿定位塊121的第二表面1214，另一端貫穿底壁1215從而與容置槽1212連通。其中，第二表面1214與第一表面1211相對設置。
吸嘴122由柔性可形變材料形成，所述柔性可形變材料可為矽膠或者橡膠。請繼續參閱圖3，吸嘴122至少部分位於容置槽1212中。吸嘴122大致呈碗狀。吸嘴122具有一固定在底壁1215上的底部1221以及傾斜（非垂直）連接於底部1221的邊緣的側部1222。底部1221為平板狀，側部1222為一弧面。底部1221開設有第一開口1224。第一開口1224對應貫孔1213設置，也即第一開口1224暴露出貫孔1213。底部1221與側部1222圍合構成一具有第二開口1223的中空的結構。第二開口1223位於側部1222遠離定位塊121的一端。
請一併參閱圖2及圖3，本實施例中，底部1221的形狀為圓形。可以理解的，底部1221的形狀不限於圓形，還可以為其他各種形狀，例如方形、不規則形狀。
請再參閱圖3，吸嘴122的第二開口1223處用於吸附工件20，被吸附的工件20封住第二開口1223。定義側部1222遠離底部1221的端部與容置槽1212的底壁1215的垂直距離為h2。
請參閱圖4，吸附頭12未吸附工件20時，吸嘴122突伸出容置槽1212，第二開口1223突伸出容置槽1212。也即，h2大於h1。本實施例中，h2-h1=0.1㎜。於其他實施例中，h2與h1的高度差值可不同，具體根據工件20的重量、吸嘴122的收縮能力等參數確定。
請再參閱圖3，吸附頭12吸附有工件20時，吸嘴122向定位塊121方向收縮，吸嘴122的第二開口1223收縮至與定位塊121的第一表面1211高度相等，工件20靠近吸附頭12的表面與定位塊121的第一表面1211相互抵持。
真空吸附裝置10具有複數吸附頭12，真空吸附裝置10吸附有工件20時，每個吸附頭12皆吸附工件20，工件20靠近吸附頭12的表面與每個吸附頭12中定位塊121的第一表面1211相互抵持。
由於第一表面1211的抵持作用，工件20各處受力均勻性提升，工件20不易產生形變或損壞。並且，由於每個吸附頭12結構相同，則每個定位塊121高度相同，工件20靠近吸附頭12的表面與每個定位塊121的第一表面1211相互抵持時，工件20被固定於各個定位塊121的第一表面1211所確定的平面，有利於在轉移工件20過程中保持工件20平穩，有利於避免因為吸嘴122的收縮作用而抖動的問題，是故有利於提升轉移至上述目標位置的精確度。
請繼續參閱圖3，真空吸附裝置10包括至少一個真空產生結構13，本實施例中，真空吸附裝置10包括三個真空產生結構13（圖3中僅示出了一個）。每一真空產生結構13與位於同一轉移臂11上的三個吸附頭12中的貫孔1213連通，用於對同一轉移臂11上的三個吸附頭12中的貫孔1213抽真空或破真空。
於其他實施例中，真空吸附裝置10可包括其他數量的真空產生結構13，真空產生結構13的數量大於等於1；每個真空產生結構13可連通不同轉移臂11上的吸附頭12的貫孔1213；每個真空產生結構13可連通的貫孔1213的數量可不同，每個真空產生結構13可連通的貫孔1213的數量大於等於1。
真空產生結構13連通複數吸附頭12的貫孔1213時，若各個吸附頭12距離真空產生結構13的距離不同，各個吸附頭12的抽真空或破真空過程所需時間不同，會影響吸附效果，是故實際產品中，每一真空產生結構13所連通的吸附頭12中貫孔1213的數量、各吸附頭12與真空產生結構13的相對位置需要根據實際的參數計算得到。
請繼續參閱圖3，每一真空產生結構13包括真空電磁閥131及連接管132。每一真空電磁閥131用於連接一真空泵（圖未示），控制抽真空或破真空。連接管132一端連接真空電磁閥131，另一端與吸附頭12中的貫孔1213連通。吸嘴122上的第二開口1223被工件20封閉時，連接管132、貫孔1213以及吸嘴122的第一開口1224與第二開口1223之間的空間構成一封閉空間。真空電磁閥131抽真空時，可產生一由第二開口1223指向第一開口1224的真空吸附力，從而將工件20固定於吸嘴122。
請繼續參閱圖3及圖4，以下對真空吸附裝置10的工作過程進行闡述。
吸附頭12未吸附工件20時，吸嘴122上形成有第二開口1223的一端突伸出容置槽1212。控制工件20逐漸靠近吸附頭12的第二開口1223。工件20與吸附頭12的第二開口1223的距離小於等於預設值時，控制真空產生結構13開始抽真空。控制工件20與吸嘴122直接接觸，且工件20封閉第二開口1223。由於工件20自身的重力作用及真空產生結構13抽真空產生的真空吸附力，吸嘴122產生形變，向定位塊121的方向收縮，直至工件20與定位塊121的第一表面1211抵持。轉移臂11將工件20轉移至所述目標位置。控制真空產生結構13破真空，吸嘴122對工件20的吸附力消除，工件20可從吸嘴122上脫離。
於其他實施例中，也可在工件20封閉第二開口1223之後再控制真空產生結構13開始抽真空，有利於節省能耗。
請參閱圖5，一對比例中，真空吸附裝置30包括複數吸附頭31.每一吸附頭31用於吸附工件40。每一吸附頭31包括底座311及固定設置於底座311一表面的吸嘴312。底座311上設置吸嘴312的表面為一平面。吸嘴312用於吸附工件40。工件40被複數吸附頭31吸附時，工件40僅承載於吸嘴312上，導致工件40與真空吸附裝置30的接觸面積較小，受力相對集中於直接接觸吸嘴312的位置，也即受力不均勻。則，由於工件40自身的重力作用，工件40上位於相鄰吸嘴312之間的位置會向複數吸附頭31所在一側發生凹陷，導致工件40發生形變。並且，真空吸附裝置30在移動工件40過程中，工件40由於受力不均勻，會發生抖動，一方面進一步加重形變，另一方面會影響後續的放置位置的精凖度。
請參閱圖6，本實施例提供的真空吸附裝置10吸附工件20時，每一吸附頭12中定位塊121的第一表面1211與工件20靠近吸附頭12的表面抵持，有利於提高工件20上各處的受力均勻度，是故有利於保持工件20的形狀。由於工件20受力均勻度有效提升，真空吸附裝置10移動工件20時，工件20相對平穩，有利於解決抖動的問題。是故，本發明實施例提供的真空吸附裝置10，相較於對比例，一方面有利於保持工件20的形狀，另一方面有利於提高工件20放置位置的精凖度。
本實施例提供的真空吸附裝置10，包括定位塊121，在定位塊121上開設容置槽1212以容納吸嘴122，真空吸附裝置10未吸附工件20時，吸嘴122的第二開口1223突伸出容置槽1212，真空吸附裝置10吸附工件20時，由於工件20本身的重力作用，吸嘴122向定位塊121方向收縮，直至工件20靠近定位塊121的表面與定位塊121上開設容置槽1212的第一表面1211相互抵持，一方面有利於使得工件20受力均勻，不易發生形變或破損；另一方面有利於使得工件20被轉移的過程中保持平穩，避免工件20隨著吸嘴122的收縮發生抖動，進而有利於提升轉移工件20至上述目標位置的精確度。
本技術領域之普通技術人員應當認識到，以上之實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明之限定，只要於本發明之實質精神範圍之內，對以上實施例所作之適當改變及變化均落於本發明要求保護之範圍之內。
10、30:真空吸附裝置 11:轉移臂 12、31:吸附頭 121:定位塊 1211:第一表面 1212:容置槽 1215:底壁 1216:側壁 1213:貫孔 1214:第二表面 122、312:吸嘴 1221:底部 1222:側部 1223:第二開口 1224:第一開口 h1:高度 h2:距離 13:真空產生結構 131:真空電磁閥 132:連接管 20、40:工件 311:底座
圖1為本發明實施例提供的真空吸附裝置吸附工件時的平面結構示意圖。
圖2為圖1中真空吸附裝置的立體結構的部分示意圖。
圖3為圖1沿Ⅱ-Ⅱ線的剖面結構示意圖。
圖4為本發明實施例提供的真空吸附裝置未吸附工件時的結構示意圖。
圖5為一對比例中的真空吸附裝置吸附工件時的結構示意圖。
圖6為本發明實施例提供的真空吸附裝置吸附工件時的結構示意圖。
12:吸附頭
121:定位塊
1211:第一表面
1212:容置槽
1215:底壁
1216:側壁
122:吸嘴
1221:底部
1222:側部
1223:第二開口
1224:第一開口

Claims (10)

  1. 一種真空吸附裝置，其改良在於，包括： 至少一個真空產生結構；以及 至少一個吸附頭； 每一吸附頭包括： 定位塊，所述定位塊的第一表面上開設有一容置槽，所述容置槽具有遠離所述第一表面的底壁，所述定位塊中開設有貫孔，所述定位塊具有與所述第一表面相對設置的第二表面，所述貫孔一端貫穿所述第二表面，另一端與所述容置槽連通；以及 吸嘴，所述吸嘴至少部分容置於所述容置槽，所述吸嘴具有一底部及一側部，所述底部固定於所述底壁上，所述底壁開設有第一開口，所述第一開口對應所述貫孔設置，所述側部連接所述底部邊緣，所述側部遠離所述定位塊一端形成一第二開口，所述第二開口突伸出所述容置槽，所述吸嘴用於吸附工件； 每一真空產生結構至少與一貫孔連通，每一真空產生結構用於將其連通的貫孔抽真空或破真空，以使所述吸嘴產生吸附力以吸附所述工件，所述吸嘴吸附有所述工件時，所述工件與所述定位塊的所述第一表面抵持。
  2. 如請求項1所述的真空吸附裝置，其中，所述吸嘴的所述側部傾斜連接所述吸嘴的所述底部。
  3. 如請求項1所述的真空吸附裝置，其中，所述吸嘴的材質為柔性可形變材料。
  4. 如請求項1所述的真空吸附裝置，其中，每一所述真空產生結構包括真空電磁閥及連接管； 所述連接管一端連接所述電磁閥，另一端與至少一個貫孔連通。
  5. 如請求項1所述的真空吸附裝置，其中，還包括： 至少一個轉移臂，每一轉移臂上設置有至少一個所述吸附頭，所述吸附頭吸附有所述工件時，所述至少一個轉移臂用以移動以轉移所述工件至目標位置。
  6. 如請求項5所述的真空吸附裝置，其中，所述吸附頭可拆卸地設置於所述轉移臂上。
  7. 如請求項5所述的真空吸附裝置，其中，每一轉移臂上設置有複數吸附頭，每相鄰兩個吸附頭之間間距相等。
  8. 如請求項5所述的真空吸附裝置，其中，所述真空吸附裝置包括複數轉移臂，所述複數轉移臂的相對位置保持不變。
  9. 如請求項8所述的真空吸附裝置，其中，所述複數轉移臂平行設置，每相鄰兩個轉移臂之間的間距相等。
  10. 如請求項5所述的真空吸附裝置，其中，每一真空產生結構用於連通位於同一所述轉移臂上的所述吸附頭的貫孔。
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