ЭЛЕКТРОАДГЕЗИОННОЕ ЗАКРЕПЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК B25J15/00 B25J15/06 

Изобретение относится к электроадгезионным захватам и предназначено для использования в машино- и приборостроении, радиоэлектронной промышленности, в автоматизированных технологических комплексах для выполнения операций по механической обработке изделий, транспортированию и манипуляционных заданий с листовыми материалами и плоскими деталями типа пластин.

Закрепляющие устройства, используемые для решения упомянутых задач, сложны по конструкции и дороги в исполнении. Конструкции закрепляющих устройств должны удовлетворять требованию универсальности, т.е. устройство должно обеспечивать возможность закрепления на нем пластин различной конфигурации. Следовательно, создание электроадгезионных закрепляющих устройств является сложной научно-технической задачей.

Известно устройство, содержащее корпус, механизм для натяжения полимерного пленочного покрытия.

Конструкция устройства не позволяет использовать его для закрепления пластин различной конфигурации.

Наиболее близким к изобретению по конструктивному использованию является электростатическое закрепляющее устройство, содержащее корпус, топологический диск с установленными на нем электродами и токоподводами, соединенными с электродами.

Недостаток устройства заключается в том, что его конструкция не обеспечивает возможности обработки на нем пластин, различных по своим размерам, так как конкретная имеющаяся конфигурация электродов не позволяет закреплять пластины других типоразмеров. Известная конструкция электроадгезионного закрепляющего устройства лишена возможности смены топологического диска.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков и улучшение эксплуатационных характеристик путем обеспечения сменности топологического диска для обработки пластин различного размера без замены устройства в целом.

Цель достигается тем, что электроадгезионное закрепляющее устройство, содержащее корпус, топологический диск с установленными на нем электродами и токоподводами, соединенными с электродами, согласно изобретению снабжено дополнительными токоподводами, выполненными в виде штырей, прикрепленных к корпусу, разъемной системой крепления топологического диска, выполненной в виде накидного кольца, внутренняя поверхность которого взаимодействует с боковой поверхностью топологического диска, двух колец, в одном из которых параллельно оси кольца выполнены резьбовые отверстия, а на наружной поверхности кольца выполнен выступ, на внутренней поверхности второго кольца выполнен выступ, при этом первое кольцо при помощи болтов, ввернутых в резьбовые отверстия, соединено с корпусом, а выступом взаимодействует с выступом второго кольца, прикрепленного при помощи резьбового соединения к накидному кольцу, причем дополнительные токоподводы входят в отверстия, выполненные в токоподводах топологического диска.

Заявленное сочетание признаков соответствует критерию "существенные отличия" и "новизна", так как ни в отечественной, ни в зарубежной патентной литературе не обнаружены сведения об использовании совокупности этих признаков для достижения идентичных целей с помощью аналогичных технических приемов в электроадгезионных закрепляющих устройствах.

Достижение поставленной цели по сравнению с прототипом заключается в следующем: за счет обеспечения съемности топологического диска получена возможность закрепления на устройстве пластин различного размера без замены устройства в целом.

На фиг. 1 схематически изображено электроадгезионное закрепляющее устройство в разрезе; на фиг. 2 - взаимодействие элементов устройства; на фиг. 3 показана установка топологического диска; на фиг. 4 и 5 представлен топологический диск с различной конфигурацией электродов; на фиг. 6 показано закрепление пластин на устройстве.

Устройство содержит корпус 1 (фиг. 1), топологический диск 2 с установленными на нем электродами 3 и токоподводами 4. В токоподводах 4, проходящих через топологический диск 2, выполнены отверстия 5. К корпусу 1 прикреплены дополнительные токоподводы 6, выполненные в виде штырей. Дополнительные токоподводы 6 входят в отверстия 5, выполненные в токоподводах 4, и таким образом осуществляют электрическое соединение токоподводов 4 с токоподводами 6.

Коническая боковая поверхность 7 топологического диска 2 взаимодействует с внутренней конической поверхностью 8 накидного кольца 9. В кольце 10 параллельно его оси выполнены резьбовые отверстия 11. На наружной поверхности 12 кольца 10 выполнен выступ 13. На внутренней поверхности 14 кольца 15 выполнен выступ 16. Через отверстия 17, выполненные в корпусе 1, пропущены болты 18, ввернутые в резьбовые отверстия 11.

При помощи резьбы 19, выполненной на накидном кольце 9, и резьбы 20, выполненной на кольце 15, осуществляется соединение накидного кольца 9 с кольцом 15. Накидное кольцо 9, с резьбой 19, кольцо 15 с резьбой 20 и выступом 16, кольцо 10 с выступом 13, болты 18, корпус 1, взаимодействующие друг с другом, образуют разъемную систему крепления топологического диска 2. Между топологическим диском и корпусом установлено уплотнение 21, препятствующее попаданию влаги и посторонних частиц к токоподводам 4, 6. Крышка 22, прикрепленная к корпусу, препятствует попаданию влаги и посторонних частиц к токоподводам 6.

Механизм 23 натяжения полимерного пленочного покрытия 24 прикреплен к корпусу 1 (фиг. 6). Дополнительные токоподводы 6 электрически соединены с источником 25 питания через коммутатор 26.

Электроадгезионное закрепляющее устройство работает следующим образом.

С корпуса 1 снимают механизм 23 натяжения пленочного покрытия 24. Вращая накидное кольцо 9, выводят из зацепления выполненную на его стенке резьбу 19 с резьбой 20, выполненной на наружной поверхности кольца 15, и снимают его с устройства. Затем снимают с корпуса 1 топологический диск 2. Выворачивают из резьбовых отверстий 11 болты 18 и отделяют от корпуса кольцо 10 и кольцо 15.

При установке топологического диска 2 накидное кольцо 9 устанавливают на поверхности монтажного стола (на фигурах не показан), на поверхность монтажного стола концентрично накидному кольцу 9 электродами 3 к поверхности монтажного стола устанавливается топологический диск 2 с требуемой конфигурацией электродов 3. На топологический диск 2 устанавливается кольцо 10. После этого приводят во взаимодействие кольцо 15 с накидным кольцом 9, вращают кольцо 15, при этом резьба 20, выполненная на кольце 15, вворачивается в резьбу 19 накидного кольца 9. Затем внутрь кольца 10 и кольца 15 вводится корпус 1 так, что дополнительные токоподводы 6 входят в отверстия 5, выполненные в токоподводах 4, а отверстия 17 располагаются соосно резьбовым отверстиям 11. В отверстия 17 вставляются болты 18 и затем вворачиваются в резьбовые отверстия 11.

При вворачивании болтов 18 в резьбовые отверстия 11 кольцо 10 перемещается вверх. Усилие от кольца 10 через выступ 13 передается на выступ 16 кольца 15, а от кольца 15 это усилие через резьбовое соединение передается на накидное кольцо 9. Под действием этого усилия система кольцо 10, резьбовое отверстие 11 и накидное кольцо 9 поднимается.

Вворачивание болтов 18 производится до тех пор, пока внутренняя поверхность 8 накидного кольца 9 не придет во взаимодействие с боковой поверхностью 7 топологического диска 2. После этого корпус 1 с прикрепленными к нему топологическим диском 2, накидным кольцом 9, кольцами 10 и 15 переворачивают и устанавливают на нем механизм 23 натяжения пленочного покрытия 24.

После сборки устройства токоподводы 6 соединяют через коммутатор 26 с источником 27. Затем при помощи механизма 23 закрепляют и натягивают на топологическом диске 2 пленочное покрытие 24.

Обрабатываемая пластина 27, выполненная из дорогостоящего полупроводникового материала, например из монокристалла кремния или германия, устанавливается на топологическом диске 2. Толщина пластины может составлять несколько десятых долей миллиметра, диаметр пластины достигает несколько десятков миллиметров, и при деформации такой пластины возможно нарушение ее целостности, что при обработке недопустимо.

Коммутатором 26 (фиг. 6) включается источник 25 питания. За счет электростатического взаимодействия происходит надежное закрепление пластины 27 на устройстве. Затем устройство помещают на шлифовальный или полировальный станок и обрабатывают пластину 27.

Замена топологического диска 2 с одной конфигурацией электродов 3 на топологический диск 2 с другой конфигурацией электродов 3 производится следующим образом. Механизмом 23 освобождается пленочное покрытие 24, которое удаляется с устройства, затем с корпуса 1 удаляется механизм 23 натяжения пленочного покрытия, вращением накидного кольца 9 выводится из зацепления резьба 19 с резьбой 15 на кольце 20, при этом внутренняя поверхность 8 накидного кольца 9 отходит от боковой поверхности 7 топологического диска 2.

После снятия с устройства накидного кольца 9 и топологического диска 2 из резьбовых отверстий 11 выворачиваются болты 18 и с корпуса снимают кольца 10 и 15, таким образом устройство подготовлено к замене топологического диска 2.

Накидное кольцо 9 устанавливают на поверхности монтажного стола, затем на поверхность монтажного стола концентрично накидному кольцу 9 электродами 3 к поверхности монтажного стола устанавливается топологический диск 2 с требуемой конфигурацией электродов 3, после этого сборка устройства продолжается в ранее описанной последовательности.

Таким образом, благодаря улучшению эксплуатационных характеристик за счет обеспечения сменности топологического диска удалось обеспечить обработку различных по размерам и конфигурациям изделий, сок- ратить объем требуемых помещений для складирования закрепляющих устройств.

Ранее существующие конструкции предназначались только для обработки одного типа пластин. Поэтому при переходе к обработке другого типа пластин использовались новые конструкции с другой топологией диска.

При широкой номенклатуре типа размеров требовались складские помещения больших объемов для хранения закрепляющих устройств. Предлагаемое устройство с легко сменным топологическим диском для обработки широкой номенклатуры пластин позволяет сократить объемы складских помещений не менее чем на порядок и сократить время на подготовку устройств для обработки пластин различных типоразмеров.

Использование: для удержания плоских деталей. Сущность изобретения: устройство снабжено дополнительными токоподводами, выполненными в виде штырей, прикрепленных к корпусу, разъемной системой крепления топологического диска, выполненной в виде накидного кольца, внутренняя поверхность которого взаимодействует с боковой поверхностью топологического диска, двух колец, в одном из которых параллельно оси кольца выполнены резьбовые отверстия, а на наружной поверхности второго кольца выполнен выступ, на внутренней поверхности второго кольца выполнен выступ, при этом первое кольцо при помощи болтов, ввернутых в резьбовые отверстия, соединено с корпусом, а выступ взаимодействует с выступом второго кольца, прикрепленного при помощи резьбового соединения к накидному кольцу, дополнительные токоподводы входят в отверстия, выполненные в токоподводах топологического диска. 6 ил.

ЭЛЕКТРОАДГЕЗИОННОЕ ЗАКРЕПЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, топологический диск с установленными на нем электродами и токоподводами, соединенными с электродами, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения съемности топологического диска, оно снабжено дополнительными токоподводами, выполненными в виде штырей, прикрепленных к корпусу, разъемной системой крепления топологического диска, выполненной в виде накидного кольца, внутренняя поверхность которого контактирует с боковой поверхностью топологического диска, двух колец, в одном из которых параллельно оси кольца выполнены резьбовые отверстия, а на наружной поверхности кольца выполнен выступ, при этом на внутренней поверхности второго кольца выполнен выступ, причем первое кольцо посредством болтов, ввернутых в резьбовые отверстия, соединено с корпусом, а выступ взаимодействует с выступом второго кольца, прикрепленного при помощи резьбового соединения к накидному кольцу, при этом дополнительные токоподводы входят в отверстия, выполненные в токоподводах топологического диска.