专利名称：碟片抓取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光盘生产系统，更具体地涉及一种用于拿放传送碟片的抓取装置。
背景技术：
随着光存储媒介信息容量的不断扩大，其生产光存储媒介的生产技术也蓬勃发 展，以生产BD50的光盘生产系统和DVD9的光盘生产系统为例，生产BD50光盘系统由注塑 机注塑出1. Imm厚的基片经冷却皮带冷却后，进行全反射层溅镀，然后旋涂23um的space layer的胶水层，UV固化，然后旋涂2um的胶水复制层，进入碟片抓取装置，复制信息层，然 后进行半反射层溅镀，然后旋涂75um的cover layer, UV固化，然后旋涂2um的hardcoat 保护层，UV固化，反碟，溅镀SiN防水层，在线检测及分级储存。而另一种典型的生产DVD9 光盘系统包括由一个注塑机制造DVD9的LO基片，另一个注塑机制造DVD9的Ll基片，在 两个溅镀站中，LO在一个溅镀站中溅镀半反射层，Ll在另一个溅镀站中溅镀全反射层，在 粘合剂涂布站中LI碟片被涂布一层粘合剂，随后被送到粘合装置，把LO和Ll碟片粘合在 一起，该粘合装置包括具有自动调整偏心功能和施加高压静电装置的粘合组件，然后甩干 胶水，UV固化，粘合为完整的DVD碟片，最后通过在线检测和成品分级储存。在进行不同工艺加工时，需要通过抓取装置来实现碟片的拿放传送，从而实现碟 片在不同加工设备之间的传送，从而形成流畅的加工生产线，然而，现有的抓取装置一般采 用吸嘴或环形吸嘴吸附碟片中心区域的表面来实现拿放传送碟片，该过程吸嘴直接接触到 了碟片的表面，且由于吸嘴的材质多为橡胶，很容易吸附灰尘，当吸嘴直接接触到碟片表面 时，极易把粉尘粘到碟片上，影响力碟片的洁净度，从而影响成品率，同时由于吸嘴需定期 停机进行更换清洗，影响生产进程，生产效率不高。因此，有必要提供一种具有较高洁净度，能有效提高成品率及生产效率的碟片抓 取装置来克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较高洁净度，能有效提高成品率及生产效率的碟 片抓取装置。为实现上述目的，本发明的技术方案为一种碟片抓取装置，用于定位拿放及传 送碟片，所述碟片承载于托盘上，所述碟片抓取装置包括相互配合的定位机构和抓取机构， 所述定位机构安装在所述托盘中心，所述定位机构包括轴芯，所述轴芯穿过碟片的中心孔， 所述抓取机构包括基座、顶针、第一弹性元件、第二弹性元件、固定座、活塞及三个卡爪，所 述基座位于所述托盘的正上方且中心开设有安装槽，所述固定座固定在所述基座上并容置 在所述安装槽内，所述固定座上开设有与所述卡爪的轮廓相匹配的三个卡槽，所述卡爪呈 60度均布安装在所述卡槽内并分别与所述固定座枢接，所述卡爪分别沿径向向外凸伸形成 按钮臂，所述卡爪向下垂直延伸形成爪臂，所述爪臂穿过所述固定座且末端水平凸伸形成 抓取碟片的钩部，所述按钮臂与所述爪臂形成杠杆，所述按钮臂与所述卡槽之间分别设有第一弹性元件，所述活塞位于所述安装槽与所述固定座之间，所述活塞与所述基座密封枢 接并与所述安装槽之间形成气压腔，所述基座上开设有与所述气压腔连通的气压孔，所述 活塞的底部边缘与所述卡爪的按钮臂抵触，所述第二弹性元件设于所述活塞与所述卡爪之 间，所述顶针凸伸于所述基座与所述轴芯对准并穿过所述固定座的中心与所述活塞固定连 接，向气压腔通入气压，活塞向下运动并下压所述卡爪的按钮臂，三个所述爪臂所构成的圆 的外径小于所述碟片的中心孔直径，撤去气压腔内的气压，所述爪臂分别在所述活塞与所 述第一弹性元件及第二弹性元件的作用下沿径向向外张开，所述爪臂所构成的圆的外径大 于所述碟片的中心孔直径。较佳地，所述定位机构还包括顶块、第三弹性元件、安装座及三个钢珠，所述轴芯 呈中空结构，所述轴芯的上端的壁上贯穿开设有三个通孔且所述轴芯的上端沿端口向下开 设有与三个所述卡爪配合的缺口，所述通孔与所述缺口分别呈60度交错均布，所述轴芯的 中部沿径向凸伸形成承载部，所述安装座容置在所述轴芯的中空结构内，所述轴芯的下端 与所述安装座分别与所述托盘固定连接，所述顶块与所述顶针对准并卡置于所述轴芯内， 所述第三弹性元件容置于所述轴芯内并两端分别与所述顶块及所述安装座抵触，所述钢珠 位于所述通孔与所述顶块之间，所述顶块形成有与所述钢珠抵触的锥面，所述钢珠部分穿 过所述通孔并凸伸于所述轴芯，所述碟片承载于所述承载部上并由所述钢珠阻挡，下压所 述顶块，所述滚珠向轴芯内收缩，所述碟片可自由拿放。所述轴心的上端的直径略小于碟 片中心孔的直径，顶块被第三弹性元件的弹力作用向上凸伸使钢珠伸出轴心，从而使轴心 的上端的外径大于碟片中心孔的直径，碟片便不会因为做上下运动而掉碟，保证传送过程 的稳定性。当抓取机构向下运动从托盘上抓取碟片时，抓取机构的顶针先抵触到定位机构 的顶块，而当顶块被压下时，钢珠缩回，抓取机构的卡爪的爪臂在轴心的缺口处张开取走碟 片。较佳地，所述第一弹性元件、第二弹性元件及第三弹性元件均为弹簧。较佳地，所述活塞与所述基座之间设有密封圈。通过密封圈的设置，有效加强活塞 与基座安装槽之间的密封性，使气压腔内的气压能有效稳定的推动所述活塞做下降运动， 提高整个装置的稳定可靠性。较佳地，所述卡爪开设有销钉孔，所述卡爪通过销钉与所述固定座连接，所述卡爪 绕所述销钉转动。通过销钉连接实现卡爪可以绕销钉做旋转运动，形成以销钉为轴心的杠 杆，将卡爪的按钮臂受到的作用力灵活地传递到爪臂上，实现爪臂沿径向的张开跟收缩，从 而实现对碟片的自由快速拿放。较佳地，所述卡爪的爪臂呈圆柱T形，抓取碟片时，卡爪先穿过碟片的中心孔，再 沿径向向外张开，卡爪与碟片中心孔接触，碟片通过中心孔承载在三个T形的爪臂的末端 的钩部上，从而实现对碟片的抓取传送，结构简单，稳固可靠。较佳地，所述卡爪及所述顶针由不锈钢材料制成，由于碟片抓取装置的卡爪与顶 针的零件为不锈钢材质，表面光洁，不会吸附灰尘，保持了抓取过程的清洁度，且使用寿命 长，提高碟片抓取装置的工作性能。与现有技术相比，由于本发明的碟片抓取装置用于定位拿放及传送碟片，所述碟 片承载于托盘上，所述碟片抓取装置包括相互配合的定位机构和抓取机构，所述定位机构 安装在所述托盘中心，所述定位机构包括轴芯，所述轴芯穿过碟片的中心孔，所述抓取机构包括基座、顶针、第一弹性元件、第二弹性元件、固定座、活塞及三个卡爪，放下碟片时，向气 压腔通入气压，活塞向下运动并下压所述卡爪的按钮臂，三个所述爪臂所构成的圆的外径 小于所述碟片的中心孔直径，抓取机构垂直向下运动，通过顶针与轴芯的对位实现与碟片 中心孔的对位，卡爪的爪臂准确地穿过碟片的中心孔，碟片可自由从抓取机构上落入托盘 上；抓取碟片时，撤去气压腔内的气压，所述第二弹性元件由于弹力作用向上推动活塞，而 同时第一弹性元件由于弹力的恢复作用向上伸长使按钮臂上移，从而使三个爪臂分别沿径 向向外张开，所述爪臂所构成的圆的外径大于所述碟片的中心孔直径，并通过爪臂末端的 钩部承载所述碟片，向上运动使碟片脱离托盘与轴心，从而实现对碟片的抓取，该拿放及传 送过程利用碟片的中心孔定位，不会接触到碟片的上下表面，保证了碟片在传送过程中的 洁净度，提高碟片成品率，且该抓取过程准确可靠，实现碟片在不同加工设备之间的传送， 保证了碟片加工流水线的流畅性，提高生产效率。
图1是本发明碟片抓取装置的抓取机构的结构示意图。图2是图1中A部分的放大图。图3是本发明碟片抓取装置的抓取机构的固定座的立体结构图。图4是本发明碟片抓取装置的抓取机构的三个卡爪的立体结构图。图5是本发明碟片抓取装置的定位机构安装在托盘上的结构示意图。图6是本发明碟片抓取装置的定位机构的轴心的立体结构图。
具体实施例方式为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进 一步说明，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。如上所述本发明提供的碟片抓取装 置利用三个爪臂通过碟片中心孔来拿放传送碟片，避免接触到碟片的上下表面，保证了碟 片在工位上传送的洁净度，提高碟片成品率，且该抓取过程准确可靠，保证了碟片加工流水 线的流畅性，提高生产效率。参考图1及图5，本发明优选实施例的碟片抓取装置，用于定位拿放及传送碟片 20，所述碟片20承载于托盘10上，所述碟片抓取装置包括相互配合的定位机构30和抓取 机构40，所述定位机构30安装在所述托盘10中心，所述定位机构30包括轴芯310，所述轴 芯310穿过碟片20的中心孔。具体地，参考图2至图4，所述抓取机构40包括基座410、顶针420、第一弹性元件 430、第二弹性元件440、固定座450、活塞460及三个卡爪470，所述基座410位于所述托盘 10的正上方且底部中心开设有安装槽414，所述固定座450固定在所述基座410上并容置 在所述安装槽414内，如图3所示，所述固定座450上开设有与所述卡爪470的轮廓相匹 配的三个卡槽452，所述卡爪470呈60度均布安装在所述卡槽452内并分别与所述固定座 450枢接，如图4所示，所述卡爪470分别沿径向向外凸伸形成按钮臂472，所述卡爪470向 下垂直延伸形成爪臂474，所述爪臂474穿过所述固定座450并凸伸出所述基座410且末端 水平凸伸形成抓取碟片20的钩部4742，所述按钮臂472与所述爪臂474形成杠杆，较佳地， 所述卡爪470开设有销钉孔476，所述固定座450上对应开设有装配孔454，所述卡爪470通过销钉、销钉孔476及装配孔妨4的配合实现与所述固定座450连接，使所述卡爪470绕 所述销钉转动。通过销钉连接实现卡爪470可以绕销钉做旋转运动，形成以销钉为轴心的 杠杆，将卡爪470的按钮臂472受到的作用力灵活地传递到爪臂474上，实现爪臂474沿径 向的张开跟收缩，从而实现对碟片20的自由快速拿放。同样较佳地，所述卡爪470的爪臂 474呈圆柱T形，抓取碟片20时，卡爪470先穿过碟片20的中心孔，再沿径向向外张开，卡 爪470与碟片20中心孔接触，碟片20通过中心孔承载在三个T形的爪臂474的末端的钩 部4742上，从而实现对碟片20的抓取传送，结构简单，稳固可靠。继续参考图2，所述按钮臂472与所述卡槽452之间分别设有第一弹性元件430， 所述活塞460位于所述安装槽414与所述固定座450之间，所述活塞460与所述基座410 密封枢接且顶部与所述安装槽414之间形成气压腔462，较佳地，所述活塞460与所述基座 410之间设有0形的密封圈480。通过密封圈480的设置，有效加强活塞460与基座410安 装槽414之间的密封性，使气压腔462内的气压能有效稳定的推动所述活塞460做下降运 动，提高整个装置的稳定可靠性。所述安装槽414在所述活塞460的下端的部位凸伸出凸 块以阻挡所述活塞的上升运动，通过与第二弹性元件440的配合从而控制使在不通入气压 时抓取机构40的卡爪470也能处于张开状态。所述基座410上开设有与所述气压腔462 连通的气压孔412，所述活塞460的底部边缘与所述卡爪470的按钮臂472抵触，所述第二 弹性元件440设于所述活塞460与所述卡爪470之间，所述活塞460底部与第二弹性元件 440接触的部位向内凹以供卡置第二弹性元件440的顶部，所述顶针420凸伸于所述基座 410与所述轴芯310对准并穿过所述固定座450的中心与所述活塞460固定连接，向气压腔 462通入气压，活塞460向下运动并下压所述卡爪470的按钮臂472，三个所述爪臂474所 构成的圆的外径小于所述碟片20的中心孔直径，撤去气压腔462内的气压，所述爪臂474 分别在所述活塞460与所述第一弹性元件430及第二弹性元件440的作用下沿径向向外张 开，所述爪臂474所构成的圆的外径大于所述碟片20的中心孔直径。参考图5及图6，所述定位机构30还包括顶块320、第三弹性元件340、安装座350 及三个钢珠330，所述轴芯310呈中空结构，所述轴芯310的上端的壁上贯穿开设有三个通 孔314且所述轴芯310的上端沿端口向下开设有与三个所述卡爪470配合的缺口 312，所述 通孔314与所述缺口 312分别呈60度交错均布，所述缺口 312为抓取机构40的卡爪470 抓取碟片20时提供活动空间，所述轴芯310的中部沿径向向外凸伸形成承载部316，所述 安装座350容置在所述轴芯310的中空结构内，所述轴芯310的下端与所述安装座350分 别与所述托盘10固定连接，所述顶块320与所述顶针420对准并卡置于所述轴芯310内， 可以理解的，所述顶块320的顶端可开设有凹槽供顶针420伸入，顶块320的底部与所述顶 针420抵触。所述第三弹性元件340容置于所述轴芯310内并两端分别与所述顶块320及 所述安装座350抵触，所述顶块320底部开设有卡置第三弹性元件340上端的固定槽322， 所述安装座350用于卡置第三弹性元件340的下端。三颗所述钢珠330分别位于所述通孔 314与所述顶块320之间，所述顶块320形成有与所述钢珠330抵触的锥面324，所述钢珠 330部分穿过所述通孔314并凸伸于所述轴芯310，所述碟片20承载于所述承载部316上 并由所述钢珠330阻挡，下压所述顶块320，所述滚珠向轴芯310内收缩，所述碟片20可自 由被拿放。所述轴心的上端的直径略小于碟片20中心孔的直径，顶块320被第三弹性元件 340的弹力作用向上凸伸使钢珠330伸出轴心，从而使轴心的上端的外径大于碟片20中心孔的直径，碟片20便不会因为做上下运动而掉碟，保证传送过程的稳定性。当抓取机构40 向下运动从托盘10上抓取碟片20时，抓取机构40的顶针420先抵触到定位机构30的顶 块320，而当顶块320被压下时，钢珠330缩回，抓取机构40的卡爪470的爪臂474在轴心 的缺口 312处张开取走碟片20，所述轴芯310装配好后始终保持钢珠330伸出的状态。较佳地，所述第一弹性元件430、第二弹性元件440及第三弹性元件340均为弹簧。较佳地，所述卡爪470及所述顶针420由不锈钢材料制成，由于碟片抓取装置的卡 爪470、钢珠330与顶针420的零件为不锈钢材质，表面光洁，不会吸附灰尘，保持了抓取过 程的清洁度，且使用寿命长，提高碟片抓取装置的工作性能。与现有技术相比，本发明的碟片抓取装置用于准确稳定地拿放及传送碟片20，所 述碟片20承载于托盘10上，所述碟片抓取装置包括相互配合的定位机构30和抓取机构 40，所述定位机构30安装在所述托盘10中心，所述定位机构30包括轴芯310，所述轴芯310 穿过碟片20的中心孔，通过顶针420与轴芯310的对位实现与碟片20中心孔的对位，所述 抓取机构40包括基座410、顶针420、第一弹性元件430、第二弹性元件440、固定座450、活 塞460及三个卡爪470，抓取机构40的顶针420与定位机构30的轴心对准，放下碟片20 时，向气压腔462通入气压，活塞460向下运动并下压所述卡爪470的按钮臂472，第一弹性 元件430及第二弹性元件440被压缩收缩，按钮臂472被下压绕销钉在固定座450的卡槽 452内旋转，通过杠杆作用，三个卡爪470的爪臂474同时沿径向轴心收缩，从而使三个所述 爪臂474所构成的圆的外径小于所述碟片20的中心孔直径，碟片20的中心孔可自由地套 入或套出爪臂474。与此同时，卡爪470的爪臂474准确地穿过碟片20的中心孔，所述爪 臂474位于轴芯310的缺口 312内，顶针420抵触到定位机构30的顶块320，第三弹性元件 340受力被压缩，顶块320下移，由于顶块320具有锥面324的结构，随着顶块320的下移， 钢珠330缩回轴芯310内，轴芯310的上端的外径小于碟片20中心孔的直径，碟片20从抓 取机构40上顺利落入到托盘10上且碟片20的中心孔套于所述轴芯310上。移走抓取机 构40后，顶块320受第三弹性元件340作用上升，并推动钢珠330露出轴芯310，实现对碟 片20的中心孔的卡置，从而使碟片20稳定地承载在托盘10上。抓取碟片20时，顶块320 被顶针420压缩，钢珠330缩回，撤去气压腔462内的气压，所述第二弹性元件440由于弹 力作用向上推动活塞460，而同时第一弹性元件430恢复弹力伸长从而使卡爪470的按钮臂 472上移，从而使三个爪臂474分别沿径向向外张开，所述爪臂474所构成的圆的外径大于 所述碟片20的中心孔直径，并通过爪臂474末端的钩部4742承载所述碟片20，向上运动 使碟片20脱离托盘10与轴心，从而实现对碟片20的抓取，碟片生产流水线上的不同设备 可对应安装有若干托盘及碟片抓取装置，碟片通过碟片抓取装置传送到下一个工艺流程的 设备的托盘上，该拿放及传送过程利用碟片20的中心孔定位，不会接触到碟片20的上下表 面，保证了碟片20在传送过程中的洁净度，提高碟片20成品率，且该抓取过程准确可靠，保 证了碟片20加工流水线的流畅性，提高生产效率。以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种碟片抓取装置，用于定位拿放及传送碟片，所述碟片承载于托盘上，其特征在 于，所述碟片抓取装置包括相互配合的定位机构和抓取机构，所述定位机构安装在所述托 盘中心，所述定位机构包括轴芯，所述轴芯穿过碟片的中心孔，所述抓取机构包括基座、顶 针、第一弹性元件、第二弹性元件、固定座、活塞及三个卡爪，所述基座位于所述托盘的正上 方且中心开设有安装槽，所述固定座固定在所述基座上并容置在所述安装槽内，所述固定 座上开设有与所述卡爪的轮廓相匹配的三个卡槽，所述卡爪呈60度均布安装在所述卡槽 内并分别与所述固定座枢接，所述卡爪分别沿径向向外凸伸形成按钮臂，所述卡爪向下垂 直延伸形成爪臂，所述爪臂穿过所述固定座且末端水平凸伸形成抓取碟片的钩部，所述按 钮臂与所述爪臂形成杠杆，所述按钮臂与所述卡槽之间分别设有第一弹性元件，所述活塞 位于所述安装槽与所述固定座之间，所述活塞与所述基座密封枢接并与所述安装槽之间形 成气压腔，所述基座上开设有与所述气压腔连通的气压孔，所述活塞的底部边缘与所述卡 爪的按钮臂抵触，所述第二弹性元件设于所述活塞与所述卡爪之间，所述顶针凸伸于所述 基座与所述轴芯对准并穿过所述固定座的中心与所述活塞固定连接，向气压腔通入气压， 活塞向下运动并下压所述卡爪的按钮臂，三个所述爪臂所构成的圆的外径小于所述碟片的 中心孔直径，撤去气压腔内的气压，所述爪臂分别在所述活塞与所述第一弹性元件及第二 弹性元件的作用下沿径向向外张开，所述爪臂所构成的圆的外径大于所述碟片的中心孔直 径。
2.如权利要求1所述的碟片抓取装置，其特征在于，所述定位机构还包括顶块、第三 弹性元件、安装座及三个钢珠，所述轴芯呈中空结构，所述轴芯的上端的壁上贯穿开设有三 个通孔且所述轴芯的上端沿端口向下开设有与三个所述卡爪配合的缺口，所述通孔与所述 缺口分别呈60度交错均布，所述轴芯的中部沿径向凸伸形成承载部，所述安装座容置在所 述轴芯的中空结构内，所述轴芯的下端与所述安装座分别与所述托盘固定连接，所述顶块 与所述顶针对准并卡置于所述轴芯内，所述第三弹性元件容置于所述轴芯内并两端分别与 所述顶块及所述安装座抵触，所述钢珠位于所述通孔与所述顶块之间，所述顶块形成有与 所述钢珠抵触的锥面，所述钢珠部分穿过所述通孔并凸伸于所述轴芯，所述碟片承载于所 述承载部上并由所述钢珠阻挡，下压所述顶块，所述滚珠向轴芯内收缩，所述碟片可自由拿 放。
3.如权利要求2所述的碟片抓取装置，其特征在于，所述第一弹性元件、第二弹性元件 及第三弹性元件均为弹簧。
4.如权利要求1所述的碟片抓取装置，其特征在于，所述活塞与所述基座之间设有密 封圈。
5.如权利要求1所述的碟片抓取装置，其特征在于，所述卡爪开设有销钉孔，所述卡爪 通过销钉与所述固定座连接，所述卡爪绕所述销钉转动。
6.如权利要求1所述的碟片抓取装置，其特征在于，所述卡爪的爪臂呈圆柱T形。
7.如权利要求1所述的碟片抓取装置，其特征在于，所述卡爪及所述顶针由不锈钢材 料制成。
全文摘要
本发明公开了一种碟片抓取装置，包括相互配合的定位机构和抓取机构，其中，抓取机构包括基座、顶针、弹性元件、固定座、活塞及三个卡爪，基座位于托盘正上方，基座开设有安装槽，固定座固定在安装槽内，活塞容置在安装槽内，卡爪呈60度均布枢接安装在固定座内，卡爪具有形成杠杆的按钮臂与爪臂，爪臂具有抓取碟片的钩部，活塞底部与按钮臂抵触，活塞与安装槽之间形成气压腔，活塞与卡爪之间以及固定座与卡爪之间设有弹性元件，放下碟片时，通入气压，活塞下移，弹性元件被压缩，三个爪臂收拢；拿取碟片时，撤去气压，弹性元件恢复伸长，活塞上移，三个爪臂张开。本发明的碟片抓取装置具有较高洁净度，能有效提高成品率及生产效率。
文档编号G11B17/022GK102054502SQ20101061457
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者刘惠森, 杨明生, 杨杨, 范继良, 蓝海锋, 邢三军, 陈贵青 申请人:东莞宏威数码机械有限公司