专利名称：一种机械手的手爪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业用机械手，特别是关于一种用于传送片状物品机械手的手爪的改进。
背景技术：
一般的机械手(包括各种片状物品的自动化送料设备)包括控制手臂升降、平移、或旋转的驱动部分和用于拿取、卡持片状物品的手爪部分。片状物品包括各种尺寸的硅片，液晶薄片等，下面以硅片为例加以说明。目前机械手的手爪主要是采取真空吸附式手爪，即将手爪伸入硅片的底部，通过真空系统，吸附住硅片的底面，再通过驱动部分操作手臂运转输送。吸附式手爪在操作中具有许多优点，但是也存在一些问题1、吸附式的手爪在抓取硅片时需要将手爪向上抬起，靠近硅片再吸附，放下时需先关真空放开吸附，再向下移动手爪，也就是说整个动作需要四个步骤，使机械手的动作繁杂，而且手爪与硅片的背面接触面较大，容易对硅片背面造成损坏，也容易将手爪上由真空引起的污物粘附在硅片背面。2、这种真空吸附式手爪只具备吸附搬送功能，而不具备定圆心的功能，如果硅片在存放盒内稍有偏移，就不能保证取、放时，圆心在预定的位置上，因此对于需要定心操作时(如OCR、找缺口等)，就要另行配备圆心调整机构。3、由于硅片价格比较昂贵，而操作过程中机械手要高速运转，因此对于真空吸附系统的稳定性和安全系数要求较高，一旦出现停电或吸力不足，硅片就会滑落破碎，造成较大的经济损失。4、真空吸附式对工作环境要求较高，任何灰尘或污染物都会影响吸附的牢固度；同时由于真空系统中有许多阀件，因此不适合在高温条件下工作，比如卡持硅片进行热处理等。5、整套真空吸附设备比较复杂，成本也高，特别是随着电子工业的高速发展，电子产品的集成化程度越来越高，被输送的硅片尺寸也越来越大，比如高度集成的芯片制作；已由过去的3英时、5英时，变成现在的8英时、12英时，如果继续使用真空吸附式手爪，真空系统的结构及功率要求就更高，电气控置系统的成本费用也会进一步提高。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种操作系统简单，具有自动定圆心功能，稳定性好，安全系数高，成本费用低的机械手的手爪。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种机械手的手爪，其特征在于它包括一托架；一定位块，其固定连接在所述托架的中后部；两转杆，其分别穿过所述定位块的两侧，转动地连接在所述托架的前端上；两前卡爪，其分别固定连接在两所述转杆的前部；两具有斜面的后卡爪，其分别滑动地连接在所述转杆的后部；两弹簧，其分别套在所述转杆上，且其两端分别连接所述定位块和后卡爪；一动力装置，其设置在所述托架上；一转杆传动装置，其输入端连接所述动力装置，其输出端连接所述转杆的尾部。
所述动力装置可以是一减速电机，也可以是一旋转气缸。
所述转杆传动装置包括两曲柄，其分别以一端固定连接在所述转杆的尾部；两连杆，其分别以一端转动地连接所述曲柄的另一端；一圆盘，其固定连接在所述动力装置的输出端，所述两连杆的另一端分别连接在所述圆盘的两侧。
本实用新型还包括一定位杆，其两端分别固定连接在两所述后卡爪的侧面；一固定块，其固定连接在所述定位杆中间；一行程开关，其固定连接在所述托架的后部；一传感连杆，其一端固定连接在所述固定块上，另一端穿过所述定位块，当所述传感连杆向后运动时，其端部顶触所述行程开关。
本实用新型由于采取以上设计，其具有以下优点1、本实用新型由于设置了两具有斜面的后卡爪和两通过转杆带动的前卡爪，因此在手爪拿取硅片时，后卡爪的楔形面可以在机械手向前运动的同时，将硅片后部的下边缘逐渐向上托起，再由机械手的计算机系统启动动力装置通过转杆传动装置带动前卡爪快速转立起来，并在前卡爪转立的过程中，逐渐抬起硅片前部的下边缘，形成对硅片下边缘的四点支撑，使整个操作过程除被支撑的四点外，硅片的其它部位均不与手爪发生任何接触，避免了现有技术中存在的面接触问题，而且操作过程取消了向上抬和向下放的两个步骤，使机械手的操作程序简化。2、本实用新型在后卡爪托起硅片向前推时，可以使硅片的前边缘顶在标准硅片盒的圆弧形底部，对硅片产生一个定圆心的作用，同时在前后四卡爪卡住硅片时也对硅片有一个定圆心的作用，因此放置在标准硅片盒中的硅片既使在操作过程中受到振动稍有错位也可以得到纠正，而不必再设置任何定圆心机构，在加工中也减少了确定圆心的工序，提高了工作效率。3、本实用新型由于是采用机械式托架和卡爪抓取硅片的输送方式，因此稳定性好、安全系数高，即使遭遇突然停电，机器停转等故障，硅片也不会从卡爪上掉下来，造成不必要的损失；而且可以不设置繁琐的真空系统，不但可以有效地节省空间，降低设备成本，还可以放宽对操作环境的要求。4、本实用新型由于设置了传感连杆和行程开关，因此使本实用新型可以采取不同的控制方法，比如通过传感连杆触动行程开关直接启动动力装置，通过转杆带动前卡爪转立起来卡住硅片；又比如仅利用行程开关作为辅助检测手段，判断手爪在抓取硅片时是否发生了故障，如果没有取到硅片，或前卡爪有损坏，传感连杆在弹簧的作用下就会脱离行程开关，使计算机系统发出停止信号，手爪保持原位不动以确保硅片不受损坏。5、本实用新型由于不使用真空系统，托架、转杆、前后四个卡爪的材料都可以采用耐高温材料制作，因此可在更广阔的范围内应用，比如硅片的热处理等加工工序的使用。本实用新型可以与机械手的驱动部分配合广泛地应用于各种片状物品的输送中。
图1是安装有本实用新型的机械手整体结构示意图图2是本实用新型立体结构示意图图3是本实用新型平面结构示意图图4是本实用新型卡持片状物品时的侧视示意图图5是本实用新型转杆传动装置示意图具体实施方式
如图1所示，一般的机械手A都包括控制手臂升降、平移、或旋转的驱动机构A1和用于拿取、卡持物品的手爪A2，本实用新型改进的是卡持物品的手爪A2。
如图2、图3、图4所示，本实用新型包括一不锈钢或其它硬质材料制作的轻薄托架1，托架1的尾部通过螺钉或其它方式固定在驱动部分A1顶部的工作台上，一定位块2固定连接在托架1的中后部。两转杆3分别穿过定位块2的两侧，转动地连接在托架1的前端。在托架1前端可以设置一特殊非金属材料制成的护板4，护板4有两个作用，一是挡住两转杆3前端，使其不凸出托架1；二是护板4前部的上下楔形边在调试过程中不碰到硅片14，进而保护托架1。两前卡爪5分别固定在靠近托架1前端的转杆3上，前卡爪5与转杆3连接的一端具有方便硅片滑动的斜面，两具有斜面的后卡爪6，分别滑动地连接在靠近定位块2的转杆3上，前、后卡爪5、6的材料可以采用陶瓷、石英等耐高温材料。两弹簧7分别套在两转杆3上，且每一弹簧7的两端分别抵靠或固定在定位块2和后卡爪6上。在两后卡爪6的侧面分别固定连接一定位杆8的两端，固定块9固定连接在定位杆8的中间，一传感连杆10的一端固定连接在固定块9上，另一端穿过定位块2伸向后方。一微动行程开关11固定连接在托架1的后部，当传感连杆10向后滑移时其后端部可以触动行程开关11。一减速电机12固定连接在托架1上，其可以直接与行程开关11连接，也可以通过机械手的控制系统与行程开关11连接。在减速电机12和转杆13之间设置一转杆传动装置13，转杆传动装置13的输入端与减速电机12的输出端连接，转杆传动装置13的输出端与转杆3的后端部连接。
上述实施例中，如图5所示，转杆传动装置13可以是曲柄连杆机构，它包括两曲柄131，两曲柄131的一端分别固定连接在两转杆3的尾部，两曲柄131的另一端分别转动地连接一连杆132，两连杆132的另一端分别连接在一固定在减速电机12输出轴上的圆盘133上。
上述实施例中，转杆传动装置13也可以采用皮带、齿轮等其它传动机构，减速电机13也可以采用旋转气缸等其它动力装置。
操作的时候，手爪A2在驱动机构A1的带动下伸入预定的硅片14的下面，当手爪A2伸入到一定距离时，具有斜面的后卡爪6与硅片14接触，逐渐将硅片14托起并向前轻推，当硅片14的前部顶在标准硅片盒A3圆弧形底部上时，硅片14的中心被调正，同时硅片14的后部会挤压与后卡爪6连接的弹簧7，使固定块9上的传感连杆10触动行程开关11，计算机控制系统得到此开关信号后发出动作指令启动减速电机12，通过转杆传动机构13带动两转杆3分别顺时针、逆时针旋转90°，使本来平躺的两前卡爪5直立起来。当托架1慢慢后撤时，硅片14离开标准硅片盒A3圆弧底部，两后卡爪6在弹簧7的复位作用下推动硅片14向前卡爪5平移，并使硅片14的前下边缘被两前卡爪5的一端托起，被两前卡爪5的另一端卡住，与后卡爪6一起形成手爪A2对硅片14的四点支撑。
上述操作中，也可以将行程开关11与一电路连接，直接通过一启动减速电机12。还可以仅将传感连杆10和行程开关11作为检测手爪在抓取硅片过程中是否发生故障之用。比如如果手爪没有拿取到硅片14时，弹簧7就不会被压缩，而传感连杆也就不会接触到行程开关11，计算机系统就会判别出没有硅片14被拿到。再比如在前卡爪5立起后有一个微退的动作，如果发生前卡爪5断裂损坏，微退时，传感连杆10在弹簧7的作用下就会脱离行程开关，控制系统得到此信息后，就会发出停止信号，使手爪保持原位不动以确保硅片14不受损坏。
上述各实施例中，也可以不设置定位杆8、固定块9、传感连杆10和行程开关11，而直接通过机械手的计算机系统通过预先设置的程序控制手爪的拿取，即当手爪到达一定部位时，启动动力装置带动前卡爪立起。
权利要求1.一种机械手的手爪，其特征在于它包括一托架；一定位块，其固定连接在所述托架的中后部；两转杆，其分别穿过所述定位块的两侧，转动地连接在所述托架的前端上；两前卡爪，其分别固定连接在两所述转杆的前部；两具有斜面的后卡爪，其分别滑动地连接在所述转杆的后部；两弹簧，其分别套在所述转杆上，且其两端分别连接所述定位块和后卡爪；一动力装置，其设置在所述托架上；一转杆传动装置，其输入端连接所述动力装置，其输出端连接所述转杆的尾部。
2.如权利要求1所述的一种机械手的手爪，其特征在于所述动力装置为一减速电机。
3.如权利要求1所述的一种机械手的手爪，其特征在于所述动力装置为一旋转气缸。
4.如权利要求1或2或3所述的一种机械手的手爪，其特征在于所述转杆传动装置包括两曲柄，其分别以一端固定连接在所述转杆的尾部；两连杆，其分别以一端转动地连接所述曲柄的另一端；一圆盘，其固定连接在所述动力装置的输出端，所述两连杆的另一端分别连接在所述圆盘的两侧。
5.如权利要求1或2或3所述的一种机械手的手爪，其特征在于它还包括一定位杆，其两端分别固定连接在两所述后卡爪的侧面；一固定块，其固定连接在所述定位杆中间；一行程开关，其固定连接在所述托架的后部；一传感连杆，其一端固定连接在所述固定块上，另一端穿过所述定位块，当所述传感连杆向后运动时，其端部顶触所述行程开关。
6.如权利要求4所述的一种机械手的手爪，其特征在于它还包括一定位杆，其两端分别固定连接在两所述后卡爪的侧面；一固定块，其固定连接在所述定位杆中间；一行程开关，其固定连接在所述托架的后部；一传感连杆，其一端固定连接在所述固定块上，另一端穿过所述定位块，当所述传感连杆向后运动时，其端部顶触所述行程开关。
专利摘要本实用新型涉及一种机械手的手爪，其特征在于它包括一托架；一定位块，其固定连接在所述托架的中后部；两转杆，其分别穿过所述定位块的两侧，转动地连接在所述托架的前端上；两前卡爪，其分别固定连接在两所述转杆的前部；两具有斜面的后卡爪，其分别滑动地连接在所述转杆的后部；两弹簧，其分别套在所述转杆上，且其两端分别连接所述定位块和后卡爪；一动力装置，其设置在所述托架上；一转杆传动装置，其输入端连接所述动力装置，其输出端连接所述转杆的尾部。本实用新型对薄片状物品采用机械式四点支撑，在整个操作过程除被支撑的四点之外，其它部位均不与手爪发生任何接触，而且操作动作取消了向上抬和向下放的两道动作，使机械手的操作程序简化。本实用新型可以与机械手的驱动部分配合广泛地应用于各种片状物品的输送中。
文档编号B25J15/00GK2638939SQ0320667
公开日2004年9月8日 申请日期2003年8月1日 优先权日2003年8月1日
发明者陈百捷 申请人:陈百捷