[发明专利]一种多方式可切换夹持装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及夹持装置技术领域，具体的说是一种多方式可切换夹持机构。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

为了解决上述问题，本发明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。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明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。

本发明的进一步改进在于: 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。

本发明的进一步改进在于: 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箍件连接，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。