一种外置式的晶棒自动夹持机构的制作方法

本实用新型是关于晶棒外圆滚磨领域，特别涉及一种外置式的晶棒自动夹持机构。

背景技术：

传统晶棒外圆滚磨加工中，大部分晶棒都是以端面为基准，夹持后加工外圆。而一般来说，夹持机构均位于设备内部，只在设备外圆加工时起到夹持作用。在晶棒外圆滚磨过程中，晶棒的上、下料，及晶棒对中时晶棒位置的调整只能靠人工来完成。人工上、下料受晶棒的质量影响极大，若晶棒质量稍重，就会存在人员搬不动或者体力消耗过大的情况，导致晶棒需要再次截断加工后，再进行滚磨，极其影响加工效率。同时人工上、下料，及时性不高，会存在机器闲置等待人工操作的情况，使整体工序进行不顺畅，浪费时间多。同时人工调节晶棒位置，对人员的素质要求和熟练度要求较高，否则会因为位置调节不佳，导致加工余量偏大。

由于人工上、下料及晶棒对中时人工调节晶棒位置存在以上弊端，急需实现上、下料及晶棒对中的自动化。而实现两者自动化的前提，是能够以机械结构代替人工，在设备外部自动夹持晶棒。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种外置式的晶棒自动夹持机构。

为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种外置式的晶棒自动夹持机构，包括机械手组件、机械手安装座、自动复位装置与驱动组件。

机械手安装座前侧设有机械手安装框架，机械手安装框架包括底板及四周的四块侧板。机械手安装框架上前侧板上设有横向的移动机械手导轨，移动机械手导轨端部设有固定侧机械手，移动机械手导轨上通过滑块设有移动侧机械手。机械手安装框架内部设有移动机械手丝杠组件，移动机械手丝杠组件端部连接同步带轮组件。移动机械手导轨上下两侧设有两与导轨平行的条形孔。条形孔内均设有移动机械手固定板，所述移动机械手固定板一端连接移动侧机械手的顶端与底端，另一端与移动机械手丝杠组件的丝杠副连接。

自动复位装置包括自动复位滑轨、自动复位调节装置与自动复位弹簧装置，自动复位滑轨水平安装于机械手安装框架后侧板顶端，机械手转接板通过滑块与自动复位滑轨相连；自动复位调节装置包括两块限位板，分别安装在机械手转接板和机械手安装框架后侧板上；安装在机械手安装框架后侧板上的限位板设有螺杆，该螺杆端面顶着另一块限位板，通过拧动螺杆可以调节机械手安装框架和机械手转接板之间的相对位置；自动复位弹簧装置包括限位板和弹簧安装座，弹簧安装座安装在机械手转接板上，限位板安装在机械手安装框架后侧板上；弹簧安装座内部设有弹簧，弹簧一端与其接触，另一端与限位板接触；通过自动复位调节装置的调整，可改变机械手安装框架和机械手转接板之间的相对位置，并调整弹簧的压缩量至合适值；

驱动组件包括驱动电机，驱动电机通过电机安装座固设于机械手安装框架底部，电机转接板分别与电机安装座和驱动电机相固定。同步带轮组件分别于驱动电机和移动机械手丝组件相连，用于传递扭矩和转动。同步带调节装置固定在电机安装座上，通过螺纹调节驱动电机与移动机械手丝杆组件之间的距离，从而调整同步带的松紧程度，使其可以有效传动，又不会影响其寿命。

作为进一步的改进，驱动电机选用伺服电机，使移动侧机械手位置控制更加精确。

作为进一步的改进，机械手安装框架顶部设有限位传感器，限位传感器数量为三个，分别用于前后限位及原点信号。

作为进一步的改进，机械手安装框架顶部还设有聚氨酯隔套，作为机械限位，防止因限位传感器失灵，导致干涉的情况发生。

作为进一步的改进，同步带防护罩固定在机械手安装框架前侧板底部，将同步带轮组件罩起来，防止外界因素影响其正常工作，同时也防止其高速转动时人员误触导致受伤。

作为进一步的改进，移动机械手丝杆组件中的丝杆选用滚珠丝杆，保证移动侧机械手位置的准确性。

作为进一步的改进，两个缓冲垫分别设于移动侧机械手和固定侧机械手上，作为晶棒夹持的缓冲部分，防止晶棒与移动侧机械手和固定侧机械手，硬碰硬接触，导致晶棒磕碰损坏。

作为进一步的改进，缓冲垫为尼龙缓冲垫，在保证缓冲的基础上，也保留一定硬度，防止晶棒产生歪斜。

作为进一步的改进，机械手调节装置包括固定块和调节螺钉，固定块上设有调节螺钉，安装在机械手安装座上，左右各一个，调节螺钉的端面紧贴机械手转接板的下表面，通过转动调节螺钉，可以调节机械手转接板左右的高低，从而保证固定处机械手平面与晶棒夹持面平行，保证夹持的精度，防止机械手夹歪晶棒。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型实现了在设备外部自动夹持晶棒的功能，使用本实用新型能够实现晶棒的自动上、下料及自动对中。有效的减少了人工操作，同时保证了装夹精度，从而可有效控制加工余量，减少晶棒损耗，提高加工效率。

2、本实用新型通过各类机械传动结构相连并与电机驱动，结构稳定，动作简单，夹持快速可靠。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的俯视图。

图中的附图标记为：1-固定侧机械手；2-电机安装座；3-电机转接板；4-同步带防护罩；5-驱动电机；6-同步带调节装置；7-机械手安装座；8-移动侧机械手；9-机械手调节装置；10-移动机械手导轨；11-机械手转接板；12-自动复位导轨；13-移动机械手丝杆组件；14-同步带轮组件；15-机械手安装框架；16-缓冲垫；17-移动侧机械手固定板；18-限位传感器；19-聚氨酯隔套；20-自动复位调节装置；21-自动复位弹簧装置。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1、图2所示的一种外置式的晶棒自动夹持机构，包括机械手组件、机械手安装座7、自动复位装置与驱动组件。

机械手安装座7前侧设有机械手安装框架15，机械手安装框架15包括底板及四周的四块侧板。机械手安装框架15上前侧板上设有横向的移动机械手导轨10，移动机械手导轨10端部设有固定侧机械手1，移动机械手导轨10上通过滑块设有移动侧机械手8，两个尼龙缓冲垫16分别设于移动侧机械手8和固定侧机械手1上，作为晶棒夹持的缓冲部分，防止晶棒与移动侧机械手8和固定侧机械手1，硬碰硬接触，导致晶棒磕碰损坏。机械手安装框架15内部设有移动机械手丝杠组件13，移动机械手丝杆组件13中的丝杆选用滚珠丝杆，保证移动侧机械手8位置的准确性。移动机械手丝杠组件端部连接同步带轮组件14。移动机械手导轨10上下两侧设有两与导轨平行的条形孔。条形孔内均设有移动机械手固定板17，所述移动机械手固定板17一端连接移动侧机械手8的顶端与底端，另一端与移动机械手丝杠组件13的丝杠副连接。

机械手安装框架15顶部设有限位传感器18，限位传感器18数量为三个，分别用于前后限位及原点信号。机械手安装框架15顶部还设有聚氨酯隔套19，作为机械限位，防止因限位传感器18失灵，导致干涉的情况发生。同步带防护罩4固定在机械手安装框架15前侧板底部，将同步带轮组件14罩起来，防止外界因素影响其正常工作，同时也防止其高速转动时人员误触导致受伤。机械手调节装置9包括固定块和调节螺钉，固定块上设有调节螺钉，安装在机械手安装座7上，左右各一个，调节螺钉的端面紧贴机械手转接板11的下表面，通过转动调节螺钉，可以调节机械手转接板11左右的高低，从而保证固定侧机械手1平面与晶棒夹持面平行，保证夹持的精度，防止机械手夹歪晶棒。而机械手转接板11作为过渡板，保证机械手安装座7不会跟随机械手组件的高低变动而变动。

自动复位装置包括自动复位滑轨、自动复位调节装置20与自动复位弹簧装置21，自动复位滑轨水平安装于机械手安装框架15后侧板顶端，机械手转接板11通过滑块与自动复位滑轨相连。自动复位调节装置20包括两块限位板，分别安装在机械手转接板11和机械手安装框架15后侧板上。安装在机械手安装框架15后侧板上的限位板设有螺杆，该螺杆端面顶着另一块限位板，通过拧动螺杆可以调节，机械手安装框架15和机械手转接板11之间的相对位置。自动复位弹簧装置21包括限位板和弹簧安装座，弹簧安装座安装在机械手转接板11上，限位板安装在机械手安装框架15后侧板上，弹簧安装座内部设有弹簧，弹簧一端与其接触，另一端与限位板接触。通过自动复位调节装置20的调整，改变机械手安装框架15和机械手转接板11之间的相对位置，改变弹簧的压缩量至合适值。

驱动组件包括驱动电机5，驱动电机5选用伺服电机，使移动侧机械手8位置控制更加精确。驱动电机5通过电机安装座2固设于机械手安装框架15底部，电机转接板3分别与电机安装座2和驱动电机5相固定。同步带轮组件14分别于驱动电机5和移动机械手丝组件相连，用于传递扭矩和转动。同步带调节装置6固定在电机安装座2上，通过螺纹调节驱动电机5与移动机械手丝杆组件13之间的距离，从而调整同步带的松紧程度，使其可以有效传动，又不会影响其寿命。

用于外置式的晶棒自动夹持机构的使用方法为：

当晶棒需要夹持的时候，此时晶棒移动侧机械手8和固定侧机械手1均不与晶棒接触，信号给到驱动电机5使其旋转，驱动电机5通过同步带轮组件14带动移动机械手丝杆组件13转动。移动侧机械手8与移动机械手丝杆组件13相连，随着移动机械手丝杆组件13的转动而移动，直至贴到晶棒的一端。由于初始状态下，机械手安装框架15在自动复位弹簧21的作用在，处于被顶向左侧的状态(在主视图上看)。而移动侧机械手8上安装的缓冲垫16已接触晶棒端面，移动侧机械手8不再移动，驱动电机5产生的扭矩通过移动机械手丝杆13转化为轴向力传递到机械手安装框架15上，再由机械手安装框架15传递到自动复位弹簧装置21上，自动复位弹簧装置21受力压缩，从而使机械手安装框架15移动，固定侧机械手1跟随机械手安装框架15移动，从而使固定侧机械手1上安装的缓冲垫16与晶棒的另一个端面接触，驱动电机5产生的扭矩通过移动机械手丝杆13转化为压力，压在晶棒的两个端面，从而夹紧晶棒。

当晶棒运送到合适的位置后，驱动电机5反转，通过同步带轮组件14带动移动机械手丝杆组件13反转，自动复位弹簧21上的压力逐渐减小，开始复位，使机械手安装框架15移动，从而使固定侧机械手1上安装的缓冲垫16脱开晶棒端面，自动复位弹簧21受到自动复位调节装置20的限制，达到初始位置后，不再变化，机械手安装框架15不再移动，驱动电机5持续反转，带动移动机械手丝杆组件13持续反转，使移动侧机械手8上安装的缓冲垫16与晶棒另一侧端面脱开，移动侧机械手8持续远离，直到抵达限位传感器18的位置，限位传感器18中的原点传感器产生感应，产生信号给到驱动电机5，驱动电机5停止转动，所有动作结束。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。