TWI825939B - 正負壓切換迴路 - Google Patents

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Abstract

正負壓切換迴路(10)具備有：第1電磁閥(14)及第2電磁閥(16)；第1電磁閥(14)，可切換到：將壓縮機(12)的排出口(122)朝大氣開放的位置、與將壓縮機的排出口連接到正壓輸出通口(30)的位置；第2電磁閥(16)，可切換到：將壓縮機的吸入口(121)連接到負壓輸出通口(32)的位置、與將壓縮機的吸入口朝大氣開放的位置。

Description

正負壓切換迴路
本發明是關於用來將正壓及負壓供給或輸出到氣缸裝置等的流體機器的流體迴路。
例如在真空吸附裝置，當吸附工件時供給負壓。而當使工件脫離時有時會供給破壞真空的正壓。
在國際公開第2017/216859號記載了一種電子零件安裝機，利用負壓以吸附噴嘴來吸附電子零件，並將該電子零件安裝在電路基板上。在該電子零件安裝機，當吸附電子零件時，將供給到吸附噴嘴的空氣切換成負壓。當將吸附噴嘴所吸附的電子零件安裝於電路基板時，將供給到吸附噴嘴的空氣切換成正壓。
可是在將正壓及負壓供給到流體機器的情況，如專利文獻1的電子零件安裝機所示，需要用來供給正壓的供給源及用來供給負壓的供給源的兩種供給源(動力源)。因此可能讓裝置大型化。
本發明的目的是要解決上述課題。
本發明的正負壓切換迴路，將正壓及負壓選擇性地輸出到流體機器。該正負壓切換迴路，具備有：壓縮機、配置在壓縮機的排出口與正壓輸出通口之間的第1電磁閥、及配置在壓縮機的吸入口與負壓輸出通口之間的第2電磁閥。第1電磁閥可切換到：將壓縮機的排出口朝大氣開放的第1位置、與將壓縮機的排出口連接於正壓輸出通口的第2位置。第2電磁閥可切換到：將壓縮機的吸入口連接到負壓輸出通口的第1位置、與將壓縮機的吸入口朝大氣開放的第2位置。
藉由上述正負壓切換迴路，只要具備一個壓縮機，則可將正壓及負壓輸出到流體機器，達成裝置的小型化。
藉由本發明的正負壓切換迴路，藉由將第1電磁閥及第2電磁閥都切換到第2位置，則成為可輸出正壓的狀態。而且藉由將第1電磁閥及第2電磁閥都切換到第1位置，則可輸出負壓。因此能以一個壓縮機將正壓及負壓輸出到流體機器。
參考附圖所說明的以下實施方式能容易瞭解上述目的、特徵、及優點。
本發明的實施方式的正負壓切換迴路10，具備有正壓輸出通口30及負壓輸出通口32，可將正壓及負壓選擇性地輸出到未圖示的流體機器。正負壓切換迴路10，例如用於選擇性地使在機器手臂的前端安裝的兩個握爪(以正壓進行動作的握爪與以負壓進行動作的握爪)進行動作。
如圖1所示，正負壓切換迴路10具有：壓縮機12、第1電磁閥14、第2電磁閥16、第3電磁閥18、及氣槽26。壓縮機12具備有：將空氣吸入的吸入口121及將空氣排出的排出口122。當壓縮機12作動時，藉由壓縮機12的泵浦作用，週期性地反覆進行空氣的吸入與排出。
第1電磁閥14、第2電磁閥16、及第3電磁閥18，均為二位三通切換閥，由未圖示的控制器進行切換控制。在本實施方式中，第1電磁閥14、第2電磁閥16及第3電磁閥18為外部先導式電磁閥，但這些電磁閥也可以是直動型電磁閥。
第1電磁閥14的第1通口141藉由排出配管34連接於壓縮機12的排出口122。第1電磁閥14的第2通口142是經由第1消音器20而開放到大氣。第1電磁閥14的第3通口143連接於正壓儲存配管42的一端。第1電磁閥14可在以下所述的第1位置與第2位置之間切換。在第1位置，將第1通口141連接於第2通口142並且將第3通口143封閉。在第2位置，將第1通口141連接於第3通口143並且將第2通口142封閉。第1電磁閥14，當被供給電力時(開啟時)切換到第1位置，當停止電力供給時(關閉時)則切換到第2位置。
第2電磁閥16的第1通口161藉由吸入配管36連接於壓縮機12的吸入口121。第2電磁閥16的第2通口162藉由負壓輸出配管40連接於負壓輸出通口32。第2電磁閥16的第3通口163是經由第2消音器22而開放到大氣。第2電磁閥16可在以下所述的第1位置與第2位置之間切換。在第1位置，將第1通口161連接於第2通口162並且將第3通口163封閉。在第2位置，將第1通口161連接於第3通口163並且將第2通口162封閉。第2電磁閥16，當被供給電力時(開啟時)切換到第1位置，當停止電力供給時(關閉時)則切換到第2位置。
第3電磁閥18的第1通口181連接於正壓儲存配管42的另一端。第3電磁閥18的第2通口182是經由第3消音器24而開放到大氣。第3電磁閥18的第3通口183藉由正壓輸出配管38連接於正壓輸出通口30。第3電磁閥18可在以下所述的第1位置與第2位置之間切換。在第1位置，將第3通口183連接於第1通口181並且將第2通口182封閉。在第2位置，將第3通口183連接於第2通口182並且將第1通口181封閉。第3電磁閥18，當被供給電力時(開啟時)切換到第1位置，當停止電力供給時(關閉時)則切換到第2位置。
在正壓儲存配管42的中途部配置有具有預定容量的氣槽26。正壓儲存配管42分為：位於氣槽26的上游側的第1正壓儲存配管421、與位於氣槽26的下游側的第2正壓儲存配管422。在氣槽26的入口的第1正壓儲存配管421安裝有用來檢測氣槽26的氣壓的壓力感應器28。當藉由壓力感應器28檢測出的氣槽26的氣壓小於設定值時，將第3電磁閥18保持在第2位置。當藉由壓力感應器28檢測出的氣槽26的氣壓為設定值以上時，將第3電磁閥18保持在第1位置。在第2正壓儲存配管422連接有：用來將先導壓力供給到第1電磁閥14、第2電磁閥16及第3電磁閥18的先導壓力供給配管46。
在本實施方式，在氣槽26的入口的第1正壓儲存配管421安裝有壓力感應器28。而壓力感應器28可安裝在只要是可實質檢測出氣槽26的氣壓的任何部位。例如也可安裝在氣槽26的出口的第2正壓儲存配管422，也可安裝於氣槽26本體。在排出配管34的中途部配置有單向閥44。單向閥44，允許空氣從壓縮機12的排出口122朝向第1電磁閥14流動，阻止空氣從第1電磁閥14朝向壓縮機12的排出口122流動。
正負壓切換迴路10，可採取圖1所示的正壓儲存模式、圖2所示的正壓輸出模式、及圖3所示的負壓輸出模式的三種模式。以下針對各模式說明。
(正壓儲存模式) 正壓儲存模式，是將從壓縮機12排出的空氣儲存於氣槽26且使其提高至預定壓力的模式。如圖1所示，在正壓儲存模式，第1電磁閥14、第2電磁閥16及第3電磁閥18，都切換到第2位置。正壓儲存模式的空氣流動如圖1的虛線箭頭所示。
正壓儲存模式，伴隨著壓縮機12的作動，將大氣中的空氣通過第2消音器22與第2電磁閥16與吸入配管36，而吸入到壓縮機12的吸入口121。被吸入口121吸入的空氣，藉由壓縮機12的泵浦作用，從排出口122通過排出配管34與第1電磁閥14與第1正壓儲存配管421，而儲存於氣槽26。由於第3電磁閥18在第2位置，所以不會將氣槽26的空氣朝向正壓輸出通口30供給。藉由壓力感應器28檢測到的氣槽26的氣壓逐漸上升，正壓儲存模式持續到氣槽26的氣壓達到設定值為止。
(正壓輸出模式) 正壓輸出模式，是從正壓輸出通口30將正壓輸出到流體機器的模式。如圖2所示，在正壓儲存模式，第1電磁閥14及第2電磁閥16，切換到第2位置，將第3電磁閥18切換到第1位置。正壓輸出模式的空氣流動如圖2的虛線箭頭所示。
在正壓輸出模式，使儲存於氣槽26的空氣，通過第2正壓儲存配管422與第3電磁閥18與正壓輸出配管38與正壓輸出通口30，朝向流體機器供給。且同時將從壓縮機12的排出口122排出的空氣，通過排出配管34與第1電磁閥14與第1正壓儲存配管421而供給到氣槽26。也就是說，氣槽26的空氣是藉由來自壓縮機12的空氣所補充而朝向流體機器供給。
(負壓輸出模式) 負壓輸出模式，是從負壓輸出通口32將負壓輸出到流體機器的模式。如圖3所示，在負壓輸出模式，第1電磁閥14及第2電磁閥16，切換到第1位置，將第3電磁閥18切換到第2位置。負壓輸出模式的空氣流動如圖3的虛線箭頭所示。
在負壓輸出模式，伴隨壓縮機12的作動，從負壓輸出通口32將存在於流體機器的空氣，通過負壓輸出配管40、第2電磁閥16、吸入配管36吸入到壓縮機12的吸入口121。被吸入口121吸入的空氣，從壓縮機12的排出口122通過排出配管34與第1電磁閥14與第1消音器20，而排出到大氣。藉由從負壓輸出通口32將存在於流體機器的空氣吸入到壓縮機12的吸入口121，而在負壓輸出通口32產生負壓(真空壓)。也就是說，從負壓輸出通口32將負壓輸出到流體機器。
在負壓輸出模式，將經由第1正壓儲存配管421而與氣槽26連接的第1電磁閥14的第3通口143封閉。而且將經由第2正壓儲存配管422而與氣槽26連接的第3電磁閥18的第1通口181封閉。藉此將氣槽26的空氣封閉。於是，儲存於氣槽26的空氣既不會排放到大氣中，也不會流向流體機器，而盡可能地減少空氣消耗量。
接著，說明在啟動正負壓切換迴路10之後在各模式之間切換時，以何種順序切換第1電磁閥14、第2電磁閥16及第3電磁閥18。正負壓切換迴路10的啟動，是藉由在第1電磁閥14、第2電磁閥16、及第3電磁閥18都關閉的狀態將壓縮機12啟動所進行的。也就是說，正負壓切換迴路10的啟動是藉由在正壓儲存模式將壓縮機12啟動所進行。
在正負壓切換迴路10啟動之後，在要求在流體機器使用正壓的情況，首先將正壓儲存模式持續直到氣槽26的氣壓到達設定值。當氣槽26的氣壓上升而到達設定值時，將第3電磁閥18從關閉調整成開啟，而從正壓儲存模式轉往正壓輸出模式。藉此將氣槽26的空氣從正壓輸出通口30朝向流體機器供給，而可在流體機器使用正壓。
(從正壓輸出模式轉往負壓輸出模式) 在要求流體機器從使用正壓的狀態要變更成使用負壓的狀態的情況，首先，將第3電磁閥18從開啟調整成關閉，將正壓輸出通口30開放到大氣。藉此，停止從正壓輸出通口30朝向流體機器的空氣供給。
接著將第1電磁閥14從關閉調整成開啟，將儲存於氣槽26的空氣封閉，並且將壓縮機12的排出口122開放於大氣。藉由將氣槽26的空氣封閉，可以再次準備向正壓輸出模式的轉換，而能減少空氣消耗量。藉由將壓縮機12的排出口122開放於大氣，而將殘留於壓縮機12的內部的高壓空氣排出，減輕壓縮機12的負荷。
接著，將第2電磁閥16從關閉調整成開啟，使負壓輸出通口32經由負壓輸出配管40與第2電磁閥16與吸入配管36，而連通於壓縮機12的吸入口121。壓縮機12，從負壓輸出通口32將存在於流體機器的空氣，經由負壓輸出配管40與第2電磁閥16與吸入配管36吸入。而且壓縮機12，將所吸入的空氣經由排出配管34與第1電磁閥14與第1消音器20而排出到大氣。藉此在負壓輸出通口32產生負壓，而在流體機器可使用負壓。
(從負壓輸出模式轉往正壓輸出模式) 在要求流體機器從使用負壓的狀態要變更成使用正壓的狀態的情況，首先，將第2電磁閥16從啟動調整成關閉，將壓縮機12的吸入口121從負壓輸出通口32斷開而開放到大氣。藉由將壓縮機12的吸入口121從負壓輸出通口32斷開，停止從負壓輸出通口32輸出的負壓。藉由將壓縮機12的吸入口121開放到大氣，來減輕壓縮機12的負荷。
接著，將第1電磁閥14從開啟調整成關閉，使壓縮機12的排出口122經由排出配管34與第1電磁閥14與第1正壓儲存配管421，而與氣槽26連通。此時，如果氣槽26的氣壓為設定值以上，則將第3電磁閥18從關閉調整成開啟。當第3電磁閥18變成開啟時，讓正壓輸出通口30經由正壓輸出配管38與第3電磁閥18與第2正壓儲存配管422，而與氣槽26連通。藉此將氣槽26的空氣，藉由來自壓縮機12的空氣補充，且朝向流體機器供給，而可在流體機器使用正壓。
如果在第1電磁閥14關閉之前氣槽26的氣壓成為設定值以上的話，則在第1電磁閥14從開啟調整成關閉的幾乎同時讓第3電磁閥18從關閉調整成開啟。如上述，當從正壓輸出模式轉往負壓輸出模式時，由於將氣槽26的空氣封閉，所以在第1電磁閥14關閉之前氣槽26的氣壓成為設定值以上的機率很高。
在正負壓切換迴路10啟動之後，在要求在流體機器使用負壓的情況，也是將正壓儲存模式持續直到氣槽26的氣壓到達設定值之後再轉往負壓輸出模式。當轉往負壓輸出模式時，首先將第1電磁閥14從關閉調整成開啟，將儲存於氣槽26的空氣封閉，並且將壓縮機12的排出口122開放於大氣。接著，將第2電磁閥16從關閉調整成開啟，使負壓輸出通口32經由負壓輸出配管40與第2電磁閥16與吸入配管36，而連通於壓縮機12的吸入口121。藉此在負壓輸出通口32產生負壓，而在流體機器可使用負壓。在第1電磁閥14、第2電磁閥16、及第3電磁閥18為直動型電磁閥的情況，也可無需等待氣槽26的氣壓到達設定值，而從正壓儲存模式立刻轉往負壓輸出模式。
藉由本實施方式的正負壓切換迴路10，將第1電磁閥14及第2電磁閥16都切換到第2位置，且將第3電磁閥18切換到第1位置，藉此可使用氣槽26對流體機器輸出正壓。而且可將第1電磁閥14及第2電磁閥16都切換到第1位置，且將第3電磁閥18切換到第2位置，藉此可對流體機器輸出負壓。因此能以一個壓縮機12將正壓及負壓輸出到流體機器。
藉由本實施方式的正負壓切換迴路10，當第1電磁閥14在第1位置時，將經由第1正壓儲存配管421而與氣槽26連接的第1電磁閥14的第3通口143封閉。而且，當第3電磁閥18在第2位置時，將經由第2正壓儲存配管422而與氣槽26連接的第3電磁閥18的第1通口181封閉。於是當輸出負壓時將氣槽26的空氣封閉，所以能減少空氣消耗量。
在本實施方式雖然是使用氣槽26來輸出正壓，而不一定需要具備氣槽26及第3電磁閥18。即使不具備氣槽26及第3電磁閥18，只要具備第1電磁閥14及第2電磁閥16，藉由將其切換，仍能以一個壓縮機輸出正壓及負壓。
本發明不限於上述實施方式，可採取不脫離本發明的主旨的各種構造。
10:正負壓切換迴路 12:壓縮機 121:吸入口 122:排出口 14:第1電磁閥 16:第2電磁閥 18:第3電磁閥 26:氣槽 28:壓力感應器 30:正壓輸出通口 32:負壓輸出通口
[圖1]是使用流體迴路圖來表示本發明的實施方式的正負壓切換迴路的圖面。
[圖2]是當輸出正壓時的圖1的流體迴路圖。
[圖3]是當輸出負壓時的圖1的流體迴路圖。
10:正負壓切換迴路
12:壓縮機
121:吸入口
122:排出口
14:第1電磁閥
141:第1通口
142:第2通口
143:第3通口
16:第2電磁閥
161:第1通口
162:第2通口
163:第3通口
18:第3電磁閥
181:第1通口
182:第2通口
183:第3通口
20:第1消音器
22:第2消音器
24:第3消音器
26:氣槽
28:壓力感應器
30:正壓輸出通口
32:負壓輸出通口
34:排出配管
36:吸入配管
38:正壓輸出配管
40:負壓輸出配管
42:正壓儲存配管
421:第1正壓儲存配管
422:第2正壓儲存配管
44:單向閥
46:先導壓力供給配管

Claims (3)

  1. 一種正負壓切換迴路(10)，將正壓及負壓選擇性地輸出到流體機器；上述正負壓切換迴路，具備有：壓縮機(12)、配置在上述壓縮機的排出口(122)與正壓輸出通口(30)之間的第1電磁閥(14)、配置在上述壓縮機的吸入口(121)與負壓輸出通口(32)之間的第2電磁閥(16)、氣槽(26)、及第3電磁閥(18)；上述第1電磁閥可切換到：將上述壓縮機的上述排出口朝大氣開放的第1位置、與將上述壓縮機的上述排出口連接於上述正壓輸出通口的第2位置；上述第2電磁閥可切換到：將上述壓縮機的上述吸入口連接到上述負壓輸出通口的第1位置、與將上述壓縮機的上述吸入口朝大氣開放的第2位置；上述氣槽配置於上述第1電磁閥與上述正壓輸出通口之間；上述第3電磁閥配置於上述氣槽與上述正壓輸出通口之間；上述第3電磁閥可切換到：將上述正壓輸出通口連接於上述氣槽的第1位置、與將上述正壓輸出通口朝大氣開放的第2位置。
  2. 如請求項1的正負壓切換迴路，其中，具備有用來檢測上述氣槽的氣壓的壓力感應器(28)；當藉由上述壓力感應器檢測出的氣壓成為設定值以上 時，則將上述第3電磁閥切換到上述第1位置。
  3. 如請求項2的正負壓切換迴路，其中，當上述第1電磁閥在上述第1位置時，將與上述氣槽連接的上述第1電磁閥的通口封閉，當上述第3電磁閥在上述第2位置時，將與上述氣槽連接的上述第3電磁閥的通口封閉。
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