吸附装置的制作方法

本实用新型公开一种吸附装置，具体涉及到用于拾取带有型面的产品的吸附装置，属于夹持工具生产制造领域。

背景技术：

在现有生产线上或研发测试实验室中，经常使用机械手等夹持工具对产品进行拾取、夹持、转移到指定位置等操作，以加工或组装产品。对于薄型产品，如手机后壳、手表显示盘等零部件，因产品本身壳体薄，使用机械手等夹持工具抓取时，产品容易变形，尽管操作者提高了对机械手夹持力度的控制，也无法遏制因机械手的操作不当而对产品造成的损害。

对此，本领域技术人员改用吸盘通过吸附作用来拾取、转移薄型产品。现有的吸盘一般为包括圆柱形的本体和吸嘴。本体内开设贯通的气体通道，吸嘴为盘状或碗状橡胶制品，固定在本体的一端，本体的另一端连接真空系统的气管。产品的表面为平面，其侧面如图1A所示，当需要用吸盘吸取该产品时，将吸盘移动至吸嘴与产品接触的状态，真空系统通过气管从吸盘内抽气，吸嘴内的气压减小，产品就会被吸嘴吸附，接下来维持或继续减小吸盘内的气压，以便吸盘能够稳定吸附产品，操作吸盘动作，即可进行产品的拾取、转移等操作。

但是，对于吸附表面具有凸起的产品，产品的侧面如图1B所示，在吸附区表面上具有凸起型面，为了便于操作，现有技术中一般需要将吸嘴吸附到凸起上。但是，在使用现有的吸嘴拾取这类具有凸起的产品时，经常出现由于产品在被吸附前的原始位置有所偏移(由于固定产品的定位工装必然与被固定的产品之间存在一定的间隙，特别是定位工装使用一段时间出现磨损后，该间隙值必然会增大，因此会出现产品的位置出现偏移的情况)，则吸盘的吸嘴与产品接触的吸附区也会随之偏移，偏移的吸附区跨越产品的型面突变区域，容易造成吸盘与型面接触处不严，吸盘漏气，导致无法吸附产品，或者吸附产品后产品滑移，位移偏差增大，甚至产品滑落等拾取失败的现象。一旦出现无法吸取产品、产品滑移或产品滑落后，需要人工干涉排除故障，由此引发生产线停产，延误生产，降低生产效率，并且滑落的产品也可能被损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种吸附装置，能够有效平稳地吸取表面具有凸起型面、或者凹陷型面的产品。

本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的的：

一种吸附装置，包括：本体、吸嘴和弹性件；所述本体内开设贯通的通道，所述本体的一端为吸嘴安装端，所述通道在所述吸嘴安装端的部分为内腔；所述吸嘴可移动地安装在所述内腔中，并连接于所述本体；所述吸嘴与所述通道连通；所述弹性件设置在所述内腔中，以提供所述吸嘴向所述内腔外移动的推力。

在生产线上使用机械手操作本实用新型吸附装置工作。当将本实用新型提供的吸附装置移动至需要吸附的产品的吸附位置时，该吸附位置可以为凸起型面，或者也可以为凹陷型面，如果产品放置的初始位置有所偏差，则吸附装置在产品上的吸附位置(下文所称吸附区A)也会随之产生偏差，本体的吸嘴安装端的端面与型面不对称接触，即吸嘴安装端的端面部分与型面的边缘接触，部分不与凸起的边缘接触，当继续使得吸嘴安装端接近产品时，吸嘴安装端的端面对凸起的边缘产生侧向力，使得产品在侧向力的作用下，在吸附的过程中向正确吸附位置移动。同时，通过吸嘴在吸嘴安装端的内腔中移动，可以避免吸嘴在吸嘴安装端接近产品时阻挡吸附装置的运动；通过设置弹性件，可以保持吸嘴与凸起充分接触。因此，通过本实用新型提供的吸附装置，不但能够吸附带型面的产品，而且能够使得产品的吸取位置得以纠正，保证可以有效平稳地吸取表面具有型面的产品。

具体地，本实用新型所述吸嘴通过连接单元连接于所述本体；所述连接单元包括：柱状限位销和活动块；活动块为中空筒体，在所述活动块侧壁上开设封闭凹槽；所述活动块固定在所述吸嘴上，位于所述吸嘴和所述弹性体之间并与所述内腔的内壁间隙配合，所述活动块连同所述吸嘴在所述内腔内移动；其中，在所述本体侧壁上开设通孔，所述限位销穿过所述通孔插入所述封闭凹槽，当所述活动块在所述内腔中移动时，所述限位销能够在所述封闭凹槽内移动阻止所述吸嘴脱离所述本体。

本实用新型通过限位销与封闭凹槽的配合，使得吸嘴与活动块的整体能够在本体内腔中封闭凹槽长度范围内移动。

本实用新型可以针对具有不同凸起高度的型面，通过计算，设置合适强度，合适原始长度的弹性体，合适长度的封闭凹槽，来确定吸嘴的移动范围。

为了吸嘴在本体内腔中的移动平稳，设对应设置的一个所述限位销、一个所述封闭凹槽与一个所述通孔为一组连接单元，在所述本体截面的圆周方向等距设置2至4组连接单元。本实用新型不限制本体为圆柱形，所述的“圆周方向”是指在本体截面所在的平面上，以通道的轴线为圆心，连接单元等角度分布。以设置3组为例，以通道的轴线为圆心，间隔120度设置一组连接单元。

本实用新型进一步还包括储气罐，所述储气罐为气体通道的一部分，所述储气罐为所述通道的一部分，所述储气罐位于所述通道的进气端和内腔之间，所述储气罐的直径大于所述通道的直径。与不设置储气罐的吸附装置相比较，储气罐提供充足空气，使得在连接到相同的真空系统时，延长从吸嘴接触产品到产品被吸附起来的吸附过程所用时间，为产品纠偏提供充足的时间。

优选地，本实用新型所述吸嘴包括吸嘴本体和软胶部，所述吸嘴本体形成半开放的空腔，所述空腔的开放端朝向所述本体外部，所述吸嘴本体上设孔，所述吸嘴本体上的孔将所述空腔与所述通道连通；所述软胶部固定在所述吸嘴本体的开放端，所述软胶部的材质可以为硅胶、硅橡胶、聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物。本实用新型可根据吸附产品的不同，软胶部的材质在上述举例中选择。相较于现有的橡胶吸嘴，本实用新型增强了抗磨损能力，减少停产更换频率，提高了生产效率，避免大量废弃橡胶的产生，节能环保；硅胶材质更加柔软，在同等吸力作用下，变形更大，与产品的密封效果更好，面对带有型面的吸附表面，也能减少产品滑脱的情况发生。

优选地，所述软胶部依据待吸附产品吸附面处的型面仿形设计。使得吸嘴更严密地与产品接触、密封，吸附效果更好。

优选地，当吸附具有凹陷型面或部分具有凸起型面的产品时，在无负压的自然状态下，吸嘴突出于本体吸嘴安装端，而对一些如具有凸起表面的产品时，在无负压的自然状态下，吸嘴缩入所述本体吸嘴安装端内。

所述弹性体为受力可伸缩的零件，常见的选择可为聚氨酯块，所述聚氨酯块中心设有通孔，将所述吸嘴和所述通道连通，保证吸嘴正常工作。

作为另一种实施方式，所述弹性体也可以选择常见的压簧，压簧中心的中空部分，将所述吸嘴本体的孔和所述通道连通，保证吸嘴正常工作。

为了保障无负压的自然状态下，弹性体也能处于工作位置，可以在所述活动块与所述压簧的接触面上设置第一凸台，所述第一凸台伸入所述压簧中心，阻止所述压簧错位。

基于相同的理念，也可以在所述压簧与本体的抵顶面上设置第二凸台，所述第二凸台伸入所述压簧中心，阻止所述压簧错位。

或者，也可同时设置所述第一凸台和所述第二凸台。

所述本体的吸嘴安装端的端面位于同一平面内，主体的吸嘴安装端的端面为平面，无仿形设计，使得吸取产品后，产品吸附表面四周的面与吸嘴安装端的端面完全贴合。当本实用新型吸附装置垂直布置时，则产品的上表面能够保持水平，此时产品处于被平稳吸附的状态，不会出现吸附不稳掉落的现象。

对于型面分布范围更大，超出吸附区域的产品，作为另一种实施方式，本实用新型可将所述软胶部依据待吸附产品吸附面处的型面仿形设计，甚至将所述本体的吸嘴安装端的端面也依据待吸附产品吸附面周围的型面仿形设计。通过吸嘴和/或本体的吸嘴安装端面的仿形面与产品的密切契合，二者的密封更好，更利于产品的顺利吸取。

本实用新型吸附装置能够有效平稳地吸起表面具有型面的产品，并且能微调产品位置，纠正产品定位不准的偏差，实现生产线上产品的精确定位；重复定位精度高；进一步通过在软胶部和/或本体的吸嘴安装端面采用仿形面设计，既可平稳吸取吸附面上带有任意不规则型面的产品，也可平稳吸取平面产品，吸嘴的适用范围更广；在吸嘴上包覆软胶，与产品面接触柔软不损伤产品，吸嘴的使用寿命更长；本实用新型吸附装置可作为一个整体部件使用，便于安装；吸附装置本身可拆装，方便维修，更换易损件；采用储气罐式型腔设计，使得本实用新型在吸附过程中有充足时间矫正偏差位置。

附图说明

图1为产品的侧面示意图，其中图1A为表面为平面的产品的结构示意图，图1B为表面具有凸起的产品的结构示意图，该凸起的顶部为平面，图1C为表面具有凸起的产品的结构示意图，该凸起的顶部为弧面；

图2为本实用新型吸附装置在无负压状态下剖面结构示意图；

图3为本实用新型吸附装置在负压状态下剖面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开一种吸附装置，能够平稳吸取吸附面上带有型面的产品。

待吸附的产品有多种形式，有吸附面为平面的产品，如一般的手机后壳；也有吸附面带有弧面、凸起的产品，如汽车钣金件，或者手表表盘等。图1A至图1C示出了平面型和具有凸起的产品。其中，A区域为吸嘴与产品的接触区，简称吸附区；B区域为与本实用新型吸嘴安装端端面接触的抵顶区。本实用新型所能吸附的产品不限定是平面，图1A至图1C上只是示意，型面也可以是凹陷。B区也可以为具有起伏的型面。

当具有型面的产品在生产线上的放置位置出现偏差后，以图1B、图1C所示的具凸起型面的产品为例，为了能够有效平稳地吸取该类位置有偏差的产品，本实用新型提出一种吸附装置，参见图2，吸附装置包括本体1、吸嘴2和弹性件3。所述本体1内开设贯通的通道，本体一端为吸嘴安装端13，另一端为与真空系统连接的出气端，为了方便说明，定义通道在吸嘴安装端13的部分为内腔。本体1可为圆柱状，也可为棱柱状，本实用新型对本体1的形状不做具体限定。吸嘴2可移动地安装在所述内腔中，并连接于所述本体1。所述吸嘴2与所述气道11连通。弹性件3设置在所述内腔中，以提供所述吸嘴向所述内腔外移动的推力。

其中所述吸嘴安装端13上开设的内腔是指先在所述吸嘴安装端13的端面上通过钻孔等方式形成的盲孔，并将该盲孔与抽气端的气道连通形成贯通本体的通道。吸嘴安装并容纳于内腔，且所述吸嘴2与气道11连通，能够使得吸嘴2在吸附产品时提供足够的吸力，吸嘴2与气道11的连通方式有多种，本领域技术人员可依据经验与现场要求而确定，例如可以通过具有弹性的软管将吸嘴2与气道11连通。或者通过活动块来实现吸嘴2与气道11的连通，这将在以下的具体实施方式中予以详细说明。

当使用本实用新型提供的吸附装置吸附带有凸起型面的产品时，将所述吸附装置移动至与产品的凸起部位大致对齐的位置，然后通过机械臂使得吸附装置逐渐接近产品，在此过程中，所述吸嘴安装端13的端部将产品调整到适当位置，同时吸嘴在凸起的压力作用下向内吸嘴安装端13的内腔内部移动，并压缩弹性件，直到本体吸嘴安装端的端面与产品上位于吸附面周围的面接触抵顶，阻挡产品和吸嘴继续收缩，此时，吸附装置通过真空系统使得吸嘴内部具有足够的真空度，从而提供足够的吸力吸取产品，能够平稳的转移产品，避免发生产品滑脱现象的发生。

以下将对本实用新型的优选实施方式进行说明。

图2显示了本实用新型吸附装置的结构，如图2所示，本实用新型吸附装置包括本体1、吸嘴2和弹性件3；本体1内开设贯通的气道11，为了方便说明，称通道一端为出气端12，出气端通过气管接头与生产线的真空系统相连。相对出气端为吸嘴安装端13，吸嘴安装端的内径大于通道的内径，二者相连的部分形成台阶；吸嘴2位于吸嘴安装端的内腔中，连接于本体1，当吸附装置竖直设置时，阻止吸嘴从本体中脱离出来。

吸嘴可以采用现有的各种适当的吸嘴结构，在本实用新型中，优选地，吸嘴2包括吸嘴本体21和软胶部22，吸嘴本体21形成半开放的空腔，如图2所示，空腔的开放端朝向本体1外部，吸嘴本体上设孔23，吸嘴本体上的孔23将空腔与气道11连通。软胶部22固定在吸嘴本体的开口端，与被吸附产品直接接触。弹性件3被抵顶在吸嘴2和台阶之间。

吸嘴连接于本体1内的方式可以采用各种适当结构，例如通过弹簧将吸嘴连接在本体上，此时吸嘴和气道11之间可以通过波纹管连通，波纹管可以套设于弹簧内。在本实用新型中，优选地，吸嘴通过连接单元连接于本体1。

具体来说，连接单元包括：活动块和柱状限位销。

如图2或图3所示，活动块4为中空筒体，本实施例中为圆柱状的中空筒体，在活动块侧壁上开设纵向封闭凹槽41。该“封闭凹槽”是指凹槽开在筒体侧壁，不与筒体的两个端面联通。

活动块4固定在吸嘴2上，二者也可一体制造而成。若将吸嘴和活动块合二为一，则封闭凹槽41开设在吸嘴本体的外侧壁，且该处材质具有一定硬度，不影响与本体的连接以及吸嘴的气密性即可。

活动块4位于吸嘴2和弹性体3之间，并与本体1的内壁间隙配合，吸嘴本体的孔23、活动块中空内腔与气道11连通，当吸嘴与产品a接触，产品封闭吸嘴本体的半开放的空腔，该空腔内的气体会经过孔23、活动块中空内腔、弹性体中心的孔、气道11抽出吸附装置。活动块并与本体的内壁间隙配合，既能保证活动块可在本体内自由移动，也可阻止过多的空气从吸嘴外进入到通道，减少压力损失。

在所述本体侧壁上开设通孔15，通孔15的位置对应封闭凹槽41，限位销5穿过通孔15插入封闭凹槽41，借此，活动块4连同吸嘴2被连接在本体1，并且可在本体内的一定范围内移动。如图2结合图3所示，活动块4连同吸嘴2向右移动，被压缩的弹簧或封闭凹槽41的左端阻挡，向左移动，被封闭凹槽41的右端阻挡。

为了保证活动块-吸嘴与本体的内腔的同轴度，以此达到吸嘴在本体内腔中的移动平稳，上述限位销-封闭凹槽-通孔的连接组合在本体圆周方向可等距设置2至4组。以设置3组为例，以通道的轴线为圆心，垂直轴线的面上，在本体的侧壁上，间隔120度设置一组连接单元，均布的三点连接，受力平衡，使得活动块-吸嘴整体与本体之间平稳相对运动。

出气端和弹性体中间的一段通道为气道11，在位于气道上，开设直径大于所述通道的直径的一段空间，称之为储气罐16，即，所述储气罐16位于所述通道的内腔和出气端之间。储气罐提供充足空气，可延长从吸嘴接触产品到产品被吸附起来的吸附过程所用时间，为产品纠偏提供充足的时间。

弹性体3为受压后体积收缩、撤销外力后恢复的零件，常见的可以选择为聚氨酯块，在聚氨酯块的中心设有通孔，将吸嘴本体的孔23和气道11连通，保证吸嘴正常工作。

弹性体3也可以选择常见的压簧，压簧中心的中空部分，将吸嘴本体的孔和通道连通，保证吸嘴正常工作。

为了保障无负压的自然状态下，弹性体不移位仍处于工作位置，可以在活动块4与压簧的接触面上设置第一凸台45，第一凸台45伸入压簧中心，阻止压簧错位。

基于相同的理念，也可以在压簧与本体的抵顶面上设置第二凸台17，第二凸台伸入所述压簧中心，阻止所述压簧移位。或者同时设置第一凸台45和第二凸台17。

本实用新型软胶部的材质可以为硅胶、硅橡胶、聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物。相比较现有的橡胶吸嘴，本实用新型的软胶部增强了抗磨损能力，减少停产更换频率，提高了生产效率，避免大量废弃橡胶的产生，节能环保；材质更加柔软，在同等吸力作用下，变形更大，与产品的密封效果更好，面对带有型面的吸附表面，也能减少产品滑脱的情况发生。

如图3所示，当使用本实用新型吸附如图1B至图1C的产品时，虽然吸附区、抵顶区不在同一平面，但是吸附区基本为一平面，抵顶区的型面变化也不大，在这种情况下，现将本实用新型吸附装置移动至吸嘴与产品接触，随着通道内气压降低，产品被压向吸附装置，吸嘴压缩弹性体，相对于本体，带动产品一起向内收缩，至吸附区与本体的吸嘴安装端面相抵触，完成吸附动作。当产品为图1C所示的凸起具有型面时，即吸附区为带有型面时，软胶部依据待吸附产品吸附面处的型面仿形设计，换句话说，软胶部的端面型面与吸附区的型面起伏一致。

需要说明的是，使用本实用新型吸取凸起或凹陷型面的产品，当产品原始放置位置有微小变动时，则吸嘴与产品的实际接触区域与吸附区有所变差，在吸附的过程中，由于吸附区和抵顶区具有高度差，吸嘴在收缩过程中，吸嘴安装端的本体对产品接触，并产生侧向力，该侧向力具有导向作用，将错位的产品进行调整，使吸嘴与产品的实际接触区域靠向吸附区至二者重合，从而实现放下的产品在指定的精确位置，多次吸取的产品放在指定的精确位置，即定位精确，重复定位精确。即纠正了初始位置的偏差。此时，本体的吸嘴安装端的端面处于同一平面，方便与抵顶区完全贴合。

可选地，当抵顶区也带有微小起伏或弧面时，本体的吸嘴安装端的端面也依据待吸附产品吸附面周围的型面(也就是抵顶区)进行仿形设计。

仿形面的设计，可使得吸嘴与产品密封更严密，减少因吸嘴漏气而产生的拾取失败。

在本实用新型中，虽然以所述气道11与本体吸嘴安装端的内腔在同一直线上为例对本实用新型的优选实施方式进行了说明，但本实用新型本不以此为限，在其他实施方式中，所述气道11也可以与本体吸嘴安装端的内腔成一定角度，甚至垂直于本体吸嘴安装端的内腔，以适用于一些特殊的工况。

需要说明的是，基于相同的原理，本实用新型提供的吸附装置也可以用于吸取如图1A所示的表面为平面的产品，甚至用于表面具有凹槽的产品。在无负压的自然状态下，将吸嘴突出于本体吸嘴安装端设置，本实用新型上述公开的吸附装置的结构也可以吸附带有凹陷型面的产品，其他结构与吸附具凸起型面的产品的吸附装置相同，请参见上述说明，不再赘述。

为了适用于不同的工况，本实用新型吸附装置的吸嘴可突出于本体吸嘴安装端，也可以缩入所述本体吸嘴安装端内。只要使得吸嘴能够与吸附区接触优先吸嘴安装端与抵顶区的接触即可。优选地，当用于吸附具有凹陷面的产品时，需要使得突出的长度大于吸附区和抵顶区之间的高度差，以此保障吸嘴与凹陷面接触，并且在吸附过程中，吸嘴有向本体内部收缩的余量。

在本实用新型提供的实施方式中，为了有效地实现产品出现偏差时的位置调整，在使用本实用新型吸附装置时，优选在所述本体的吸嘴安装端的端面与抵顶区接触后，再使得吸嘴内产生真空度，以避免吸嘴对偏差调整过程产生干扰。本实用新型不但能够解决现有技术的带有型面薄型产品的吸附问题，也同样使用非薄型产品。

本实用新型公开的内容论及的是示例性实施例，在不脱离权利要求书界定的保护范围的情况下，可以对本申请的各个实施例进行各种改变和修改。因此，所描述的实施例旨在涵盖落在所附权利要求书的保护范围内的所有此类改变、修改和变形。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分使用。