[发明专利]一种带二维角度调节功能的真空吸附平台

说明书

技术领域

本发明属于自动化设备技术领域，具体涉及一种带二维角度调节功能的真空吸附平台。

背景技术

在自动化设备领域，为了满足各种产品的生产工艺并最终制造出质量合格的产品，首先需要解决在生产和品质检测过程对产品的装夹问题，因此各类装载夹具应运而生，针对光学元件、晶圆、精密加工件等对制造工艺和品质要求严格的精密元件，在制造、品质检测及搬运过程中的装夹要求更高，一旦因装载夹具问题，则极易导致产品最终不符合要求。

传统应用于该领域的装载夹具，一般将精密元件的基准平面放置在具有很高平面度的装载平台上，再利用固定件进行固定，以使得其在制造、品质测量及搬运过程中保持稳定，便于提高加工和测量精度和搬运过程中的可靠性。但这种方式会导致如下问题：

1）直接放置在具有高平面度的装载平台上，会造成放置不稳定。因为精密元件的基准面平面度不一定也很高，最终与装载平台接触也只能是点接触，最终导致不易放平；

2）精密元件由于是直接放置在装载平台上的，需要外部固定，而为了便于固定后预留出足够的制造、品质检测工艺空间，一般都只能是通过这些元件边缘来进行固定，这样导致这些元件边缘局部受力，造成应力集中，元件自身发生局部变形，且中间区域又无有效固定，必然会最终影响精密元件制造和品质检测的精度。

3）一般这些精密元件，如光学元件，表面不适宜受压，因为这样易导致光学元件碎裂或表面磨损。而晶圆自身为脆性材料，易碎，一旦固定力不均匀，就会导致碎裂报废。精密加工件也易在固定处导致磨损、变形等。

解决传统应用于自动化领域针对光学元件、晶圆、精密加工件等制造、品质检测、搬运过程中存在的如下问题：

1）直接放置在具有高平面度的装载平台上，会造成放置不稳定。因为精密元件的基准面平面度不一定也很高，最终与装载平台接触也只能是点接触，最终导致不易放平；

2）精密元件由于是直接放置在装载平台上的，需要外部固定，而为了便于固定后预留出足够的制造、品质检测工艺空间，一般都只能是通过这些元件边缘来进行固定，这样导致这些元件边缘局部受力，造成应力集中，元件自身发生局部变形，且中间区域又无有效固定，必然会最终影响精密元件制造和品质检测的精度。

3）一般这些精密元件，如光学元件，表面不适宜受压，因为这样易导致光学元件碎裂或表面磨损。而晶圆自身为脆性材料，易碎，一旦固定力不均匀，就会导致碎裂报废。精密加工件也易在固定处导致磨损、变形等。

本专利提出一种带二维角度调节功能的真空吸附平台，如图1、图2所示。该平台作为一种精密的装载夹具（工装），由底座、固定底座、二维角度调整座、抽气管、抽气管接头、真空吸盘等构成。其中，真空吸盘固定在二维角度调整座上，其尾部安装有抽气气管接头，连接真空泵，则可在装载件放置在装载平台上后对吸附气槽和吸附气腔抽真空，从而通过真空方式将光学元件、晶圆、精密加工件等精密元件吸附住，吸附力的大小可根据被吸附元件的材料特性来调解大小，确保在可靠吸牢元件的同时，不对被吸附元件造成任何伤害。另外，由于吸附气槽和吸附气腔均匀布置，精密元件被放置在平台表面后，被吸附元件表面四周会受均匀吸附力作用，不会导致局部受力不均匀而产生应力，从而避免产品因装夹对被吸附元件造成变形。

发明内容

基于上述问题，本发明提出一种带二维角度调节功能的真空吸附平台，该平台为可作为精密装载夹具很好地解决上述问题，且在解决上述问题基础上，增加了相互解耦的二维角度调节功能，以使在所装载元件在制造和品质检测过程能方便适应加工工具或测头的作用方向，帮助提高加工质量和测量精度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种带二维角度调节功能的真空吸附平台，包括底座、固定底座、真空吸盘、二维角度调整座和抽气管；其外部装置为真空泵；

其中，所述底座为上下两台阶段结构；

在所述真空吸盘中心位置开有吸附气腔，在所述真空吸盘的外端面开有吸附气槽；

所述二维角度调整座由第一调整层、第二调整层、第三调整层、垂直柔性铰链和水平柔性铰链组成；所述垂直柔性铰链设在第二调整层和第三调整层之间，所述水平柔性铰链设在第一调整层和第二调整层之间；

其连接关系在于：所述固定底座固定安装在所述底座的上台阶段上，所述二维角度调整座通过第一调整层固定安装在所述所述固定底座的上端部，所述真空吸盘固定安装在所述二维角度调整座的第三调整层外侧，所述抽气管一端与真空吸盘的吸附气腔和吸附气槽贯通并与外密封；所述抽气管的另一端与真空泵相连。

所述底座通过在其下台阶段开孔用螺钉进行固定。