本发明专利技术公开了一种多方式可切换夹持装置，包括切换装置、安装盘、三个升降装置，液体介质夹持器、非接触式夹持器和接触式夹持器分别通过一个升降装置固定在安装盘下端，切换装置通过轴与承重套与安装盘连接，并通过切换驱动机构驱动轴带动安装盘转动，实现夹持方式的切换。本发明专利技术装置包含接触式夹爪夹持、非接触式夹持以及液体介质夹持三种夹持方式的切换，可以根据情况切换使用不同的夹持器，完成加工前上料与加工后工件无接触回收，也可满足多种不同形状、重量及材质工件的夹持要求。重量及材质工件的夹持要求。重量及材质工件的夹持要求。
【技术实现步骤摘要】
一种多方式可切换夹持装置
[0001]本专利技术涉及夹持装置
，具体的说是一种多方式可切换夹持机构。
技术介绍
[0002]随着自动化技术的发展，抛光机械手以操作安全，精度高，逐渐取代人工抛光的地位。夹持机构示抛光机械手上的终端操作装置，目前已有的夹持装置多为单一夹持方式，如蜡粘、夹爪、负压吸附、非伯努利吸盘、漩涡流吸盘等，各自分别存在以下缺陷：难以彻底清洗会对工件表面造成污染、发生直接接触对加工完的工件表面产生不良影响、吸附压力分布不均匀造成工件发生翘曲、吸附压力不足等；另一方面，非接触式夹持的弱稳定性对夹持器横向移动速度限制大，在使用非接触夹持时为避免工件相对夹持器发生横向滑移及夹持过程稳定性需要慢速移动夹持器，一定程度上降低了加工效率，然而，加工前的工件可以视情况选择接触要求更低，移动速度快的接触式夹持方式来提高时效。在夹持装置的切换上目前以人工手动更换为主，该方式存在着很多弊端：一方面，会因为各夹持装置的设计和固定方式相对复杂繁琐，消耗大量的人力和时间，导致工作效率偏低；另一方面，每次人工更换完成后，又需要对工作夹具进行重新定位，以确保准确地对到工件上方，易造成严重的加工误差。
[0003]此外，随着我国半导体及光学相关行业不断发展，对各种半导体及晶体材料的表面加工质量也越来越高，各种半导体单晶和氧化物晶体是该领域的关键材料，这些材料在加工过程中极易受到其他工作表面的摩擦产生瑕疵，对其成品的性能有严重的负面影响，尤其在加工过程的夹持环节容易发生上述情况。有效率地实现非接触夹持对提高晶体表面质量有重要意义。现有专利提出的非接触夹持方案，如伯努利吸盘、漩涡流吸盘、超声驻波悬浮夹持器，其中伯努利吸盘与漩涡流吸盘较适合用于大表面薄片的夹持，这种非接触夹持方案依然存在一些问题：受制于内腔造型，只能通过调节通入气流的流速调节压力，这种小范围的压力调节可以针对重量一定的工件上下调整为期提供合适范围的吸附力，对于重量与内腔的设计目标有一定出入的工件就需要更换夹持器内腔。
[0004]现有技术中公开有用于工件钻孔或打磨的可切换的夹持装置，如申请号为CN112077801A公开了一种可切换的夹持装置，包括工作台、两个支撑座、两个夹持机构和两个旋转驱动机构，可以满足两个不同工件的夹持，但是其并不适合半导体晶体加工。现有技术中授权号为CN100595903C公开了非接触式硅片夹持装置，包括喷气腔、吸气腔、流通通道，实现了硅片的非接触式夹持，但是并不能适合大尺寸或较厚的硅片的夹持。现有技术申请公布号为CN111561510A公开了基于液体密封的真空吸盘及其吸附方法，包括吸盘本体、储液腔、多层密封环，可提高吸附能力，但是无法避免较大面积薄片状工件的翘曲。
技术实现思路
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种能够满足不同形状、重量及材质工件夹持要求的抛光夹持装置。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术是一种多方式可切换夹持装置，包括切换装置、安装盘、三个升降装置，液体介质夹持器、非接触式夹持器和接触式夹持器分别通过一个升降装置固定在安装盘下端，切换装置通过轴与承重套与安装盘连接，并通过切换驱动机构驱动轴带动安装盘转动，实现夹持方式的切换。
[0007]本专利技术的进一步改进在于: 切换装置包括轴、承重套和外壳，轴固定在外壳内，外壳下端处于无接触悬空状态，轴上端轴肩上设置有推力轴承，推力轴承上方承接承重套，承重套与安装盘固定。
[0008]本专利技术的进一步改进在于: 升降装置包括壳体，在壳体上设置有固定伺服电机的电机安装座，伺服电机与减速器通过同步带驱动，减速器驱动丝杠转动，在丝杠上设置有上下移动的连接法兰，连接法兰与主管道通过紧固件连接，端盖与壳体通过螺纹连接，金属波纹管上端安装在壳体上，下端安装在主管道内。
[0009]本专利技术的进一步改进在于: 接触式夹持器包括与主管道螺纹连接螺纹管，螺纹管与安装架一体成型，在安装架上设置有上层轨道和下层轨道，在上层轨道和下层轨道上均设置有夹爪机构，在安装架内设置有分别控制两个夹爪机构的夹爪收紧装置。
[0010]本专利技术的进一步改进在于: 夹爪机构包括固定在安装架两侧的两个限位套筒，每个限位套筒均与一个限位内轴可伸缩连接，每个限位内轴均与一个滑块连接，在每个限位套筒与对应的滑块之间的限位套筒上安装有复位弹簧，每个滑块均通过数个滚轮在上层轨道或下层轨道上滑动，在每个滑块下端均通过夹爪横梁连接有夹爪手指。
[0011]本专利技术的进一步改进在于: 夹爪收紧装置包括固定扭矩电机的安装座，安装座固定在安装架上，通过扭矩电机带动转动的绕线轴上固定有钢丝线，钢丝线端部与滑块连接。
[0012]本专利技术的进一步改进在于: 非接触式夹持器包括夹持器外罩，夹持器外罩通过紧箍件固定在主管道上，设置在夹持器外罩内部的夹持器内芯与主管道对接并连通，在夹持器外罩与夹持器内芯之间设置有供气流流动的间隙，通过紧箍件可调节夹持器内芯上的进气孔的开度以及夹持器内芯与夹持器外罩之间的间隙大小。
[0013]本专利技术的进一步改进在于: 在夹持器内芯上端侧壁上均匀设置有数个进气孔，在夹持器内芯中部的锥形壁上均匀设置有数个连通孔，在夹持器内芯底部均匀排布有数个吸气孔。
[0014]本专利技术的进一步改进在于: 液体介质夹持器包括液体吸附盘，液体吸附盘与金属波纹管通过输液管连接，液体吸附盘与主管道连接。
[0015]本专利技术的进一步改进在于:液体吸附盘表面材质为光滑玻璃，在液体吸附盘上设置有供液体介质流出的输水口。
[0016]本专利技术的有益效果是: 1.本夹持装置改变目前的单一夹持方式，实现接触式夹爪夹持、非接触式夹持以及液体介质夹持三种夹持方式的切换，可以根据情况切换使用不同的夹持器，完成加工前上料与加工后工件无接触回收，也可满足多种不同形状、重量及材质工件的夹持要求。
[0017]2.接触式夹爪夹持中单个夹爪选用两点接触，上下层夹爪共与工件产生8个接触点，夹持过程稳定性好；且上下两层夹爪独立驱动，可以夹取矩形、椭圆形等非正多边形工件。
[0018]3.非接触式加持器的吸盘底部产生吸力的气流由均匀分布的小孔进入，能提供分布更均匀的吸力。
[0019]4.非接触式加持器基于伯努利原理的气体交换行为发生在夹持器腔体内而非工件表面，这样的吸力产生方有利于避免夹持过程中工件产生的晃动。
[0020]5.非接触式加持器的吸盘颈上的紧箍环可调节进气孔开度及夹持器内芯与外罩之间的间隙大小，获取不同的夹持吸力。
[0021]6.液体介质夹持器使用液体介质吸附，吸附过程中工件与夹持器不直接接触，避免表面损伤。
[0022]7.液体介质夹持器工作过程中工件被吸取面压力处处相等，避免发生翘曲变形。
[0023]8.液体介质夹持器夹取压力一定范围内可以调整，且可得到的夹取压力上限较高。
附图说明
[0024]图1是本专利技术结构示意图。
[0025]图2是切换装置结构示意图。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多方式可切换夹持装置，包括切换装置、安装盘、三个升降装置，其特征在于：液体介质夹持器、非接触式夹持器和接触式夹持器分别通过一个升降装置固定在所述安装盘下端，所述切换装置通过轴和承重套与所述安装盘连接，并通过切换驱动机构驱动轴带动所述安装盘转动，实现夹持方式的切换。2.根据权利要求1所述一种多方式可切换夹持装置，其特征在于：所述切换装置包括所述轴、承重套和外壳，所述轴固定在所述外壳内，所述外壳下端处于无接触悬空状态，所述轴上端轴肩上设置有推力轴承，所述推力轴承上方承接所述承重套，所述承重套与所述安装盘固定。3.根据权利要求2所述一种多方式可切换夹持装置，其特征在于：所述升降装置包括壳体，在所述壳体上设置有固定伺服电机的电机安装座，所述伺服电机与减速器通过同步带驱动，所述减速器驱动丝杠转动，在所述丝杠上设置有上下移动的连接法兰，所述连接法兰与主管道通过所述紧固件连接，端盖与壳体通过螺纹连接，金属波纹管上端安装在所述壳体上，下端安装在所述主管道内。4.根据权利要求3所述一种多方式可切换夹持装置，其特征在于：所述接触式夹持器包括与主管道螺纹连接螺纹管，所述螺纹管与安装架一体成型，在所述安装架上设置有上层轨道和下层轨道，在所述上层轨道和所述下层轨道上均设置有夹爪机构，在所述安装架内设置有分别控制两个所述夹爪机构的夹爪收紧装置。5.根据权利要求4所述一种多方式可切换夹持装置，其特征在于：所述夹爪机构包括固定在所述安装架两侧的两个限位套筒，每个所述限位套筒均与一个限位内轴可伸缩连接，每个...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏晶，刘开勇，陈晨，周元凯，樊玉杰，杨志朋，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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