AT509758B1 - Detektor und verfahren zur bestimmung des schlupfes zwischen einem förderband und einem darauf beförderten gegenstand - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Detektor zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband (10) und einem darauf beförderten Gegenstand (20) einem ersten und einem zweiten Lichttaster (30, 36), die Licht an unterschiedliche Stellen (34, 40) eines Förderbandes (10) senden und jeweils ein zeitabhängiges Detektionssignal erzeugen, und eine Auswerteeinheit (50) die derart ausgestaltet ist, dass sie jeweils unter Verwendung beider Detektionssignale die Geschwindigkeit des Förderbandes (10) und des Gegenstandes (20) bestimmt und ermittelt, ob die so bestimmten Geschwindigkeiten unterschiedlich sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband (10) und einem darauf beförderten Gegenstand (20) das mit dem erfindungsgemäßen Detektor durchgeführt werden kann.

Description

österreichisches Patentamt AT509 758B1 2013-08-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Detektor zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband und einem darauf beförderten Gegenstand und ein entsprechendes Verfahren.

[0002] Bei heutigen Produktionslinien ist die Messung der Förderbandgeschwindigkeit ein wichtiger Bestandteil der Fertigungs- oder Prozessüberwachung.

[0003] Die DE 42 11 144 A1, die JP 2008-082820 und die EP 1408335 A2 beschreiben Vorrichtungen, welche die Geschwindigkeit von bewegten Werkstückträgern, eines Förderbandes bzw. von beförderten Gegenständen ermitteln können.

[0004] Eine Möglichkeit zur Erfassung der Förderbandgeschwindigkeit ist die taktile Messung mit Hilfe einer auf dem Förderband aufsetzenden Gummirolle und die Berechnung der Bandgeschwindigkeit aus deren Drehzahl. Ist das Förderband ein umlaufendes Endlosband, das von einer Antriebsrolle in Bewegung gesetzt wird, können Drehgeber (Inkrementalgeber) am Antrieb des Förderbandes zur Messung der Förderbandgeschwindigkeit eingesetzt werden. Die Messung der Bandgeschwindigkeit mit Hilfe von Drehgebern am Antrieb des Förderbandes birgt allerdings die Gefahr, dass es bei einem Schlupf des Bandes gegenüber dem Antrieb zu fehlerhafter Geschwindigkeitsbestimmung kommt.

[0005] Die Bestimmung der Geschwindigkeiten von Gegenständen auf einem Förderband kann z.B. mit Hilfe von zwei Lichtschranken erfolgen. Aus der Zeit, die von einem Objekt benötigt wird, von einer Lichtschranke zur nächsten Lichtschranke zu gelangen, und aus dem Abstand der Lichtschranken lässt sich die Geschwindigkeit bestimmen.

[0006] Bei entsprechenden Objekten kann auch eine taktile Messung durch auf den Objekten aufsetzenden Gummirollen zur Berechnung der Objektgeschwindigkeit aus der Drehzahl der Gummirolle verwendet werden.

[0007] Taktile Messmethoden können durch die Berührung mit dem Förderband bzw. den Objekten Verschmutzungen und mechanische Belastungen verursachen. Solche Verschmutzungen und mechanische Belastungen können insbesondere bei der Prozessierung von Wafern zum Beispiel in der Solar- und Halbleiterindustrie problematisch sein, da eventuell eingebrachte Verschmutzungen in einem nachfolgenden Prozessschritt wieder entfernt werden müssen.

[0008] Schließlich besteht die Gefahr, dass es zwischen dem beförderten Gegenstand und dem Förderband zu einem Schlupf kommt, der z.B. zu einer fehlerhaften Annahme über die Objektgeschwindigkeit führt, wenn nur die Förderbandgeschwindigkeit bestimmt wird.

[0009] Bleibt ein Schlupf unbemerkt, kann ein Rutschen der beförderten Objekte auf dem Förderband nicht oder nur schlecht detektiert werden und es kann zu Kollisionen und gegebenenfalls kostspieligen Beschädigungen der beförderten Objekte führen. Dies ist insbesondere in der Solar- und Halbleiterindustrie gefährlich, bei denen z.B. empfindliche Wafer transportiert werden müssen.

[0010] Die DE 10 2006 030810 A1 offenbart eine Art Detektoranordnung, bei welcher zur Ermittlung des Schlupfes die transportierten Gegenstände optisch erfasst und die Antriebsgeschwindigkeit der Transporteinrichtung beispielsweise mittels eines Weggebers an der Antriebsrolle des Förderbandes bestimmt wird. Zur Ermittlung des Schlupfes erfolgt ein Vergleich der ermittelten Geschwindigkeiten.

[0011] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Detektor und ein Verfahren zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband und einem darauf beförderten Gegenstand anzugeben, das auf einfache und berührungslose Weise eine dennoch präzise Erkennung eines möglichen Schlupfes ermöglicht.

[0012] Die Aufgabe wird mit einem Detektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Unteransprüche sind jeweils auf bevorzugte Ausführungsformen und Ausge- 1 /12 österreichisches Patentamt AT509 758B1 2013-08-15 staltungen gerichtet. Anspruch 12 ist auf eine Verwendung des erfindungsgemäßen Detektors bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband und einem darauf beförderten Wafer gerichtet.

[0013] Ein erfindungsgemäßer Detektor zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband und einem darauf beförderten Gegenstand weist einen ersten Lichttaster mit einem ersten Lichtsender auf, der Licht in Richtung des Förderbandes an eine erste Stelle des Förderbandes aussendet. Ein entsprechender erster Lichtempfänger empfängt Licht, das von dem Förderband oder dem darauf beförderten Gegenstand reflektiert wird. Aus dem Empfangssignal wird ein erstes zeitabhängiges Detektionssignal erzeugt.

[0014] Der erfindungsgemäße Detektor weist außerdem zumindest einen zweiten Lichttaster mit einem zweiten Lichtsender auf, der ebenfalls Licht in Richtung des Förderbandes sendet. Der Auftreffpunkt des Lichtes auf dem Förderband ist allerdings gegenüber der ersten Stelle, auf der das Licht des ersten Lichtsenders auftrifft, in Förderrichtung des Förderbandes um eine Versetzungslänge versetzt. Der zweite Lichttaster weist ebenfalls einen Lichtempfänger auf, der Licht empfängt, das vom Förderband oder einem darauf beförderten Gegenstand reflektiertes Licht empfängt. Aus diesem Empfangssignal wird ein zweites zeitabhängiges Detektionssignal erzeugt.

[0015] Für die Zwecke des vorliegenden Textes umfasst der Begriff Licht nicht notwendigerweise nur sichtbares Licht. Es kann auch Licht z.B. im ultravioletten oder infraroten Spektralbereich eingesetzt werden.

[0016] Der erfindungsgemäße Detektor weist außerdem eine Auswerteeinheit auf, an die die Detektionssignale geliefert werden. Die Auswerteeinheit ist ausgestaltet, um unter Verwendung beider Detektionssignale die Geschwindigkeit des Förderbandes zu bestimmen und unter Verwendung beider Detektionssignale die Geschwindigkeit des Gegenstandes zu bestimmen. Aus den so bestimmten Geschwindigkeiten kann ermittelt werden, ob ein Schlupf besteht, d.h., ob die Gegenstandsgeschwindigkeiten und die Förderbandgeschwindigkeiten unterschiedlich sind.

[0017] Erfindungsgemäß werden also zur Bestimmung sowohl der Geschwindigkeit eines auf dem Förderband geförderten Gegenstandes, als auch zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes jeweils zumindest zwei optische Signale eingesetzt. Da sowohl die Geschwindigkeit des Förderbandes als auch die Geschwindigkeit des Gegenstandes aus optischen Signalen bestimmt werden ist eine berührungslose Messung sichergestellt, so dass Verschmutzungen oder Beschädigungen der beförderten Gegenstände vermieden werden.

[0018] Nachdem die beiden Detektionssignale jeweils zur Bestimmung sowohl der Förderbandgeschwindigkeit als auch der Gegenstandsgeschwindigkeit eingesetzt werden, sind dennoch keine gesonderten Lichttaster zur Bestimmung der einzelnen Geschwindigkeiten notwendig. Die Signale beider Lichttaster werden zur Bestimmung beider Geschwindigkeiten verwendet.

[0019] Grundsätzlich können die Lichtempfänger der jeweiligen Lichttaster und die Lichtsender der jeweiligen Lichttaster unabhängige Baugruppen sein.

[0020] Besonders vorteilhaft, kostengünstig und Platz sparend ist es jedoch, wenn der Lichtempfänger und der Lichtsender eines Lichttasters in einem Gehäuse zusammengefasst sind. Besonders bevorzugt sind Lichttaster, die nach dem Autokollimationsprinzip arbeiten.

[0021] Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Komponenten aller verwendeten Lichttaster in einem Gehäuse zusammengefasst sind.

[0022] Damit sich die ausgesendeten und empfangenen Signale der einzelnen Lichttaster nicht stören, können für die einzelnen Lichttaster Signale z.B. unterschiedlicher Modulation zum Einsatz kommen.

[0023] Die Auswerteeinheit kann die Geschwindigkeit sowohl des Förderbandes als auch des Gegenstandes jeweils aus den beiden Detektionssignalen auf unterschiedliche Weise bestimmen. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht eine Auswerteeinheit vor, die derart ausgestaltet ist, dass sie ein zeitliches Korrelationssignal durch Korrelation des ersten und des 2/12 österreichisches Patentamt AT509 758B1 2013-08-15 zweiten Detektionssignals bestimmt und aus diesem Korrelationssignal und der Versetzungslänge die Geschwindigkeit des Förderbandes bestimmt. Charakteristische Muster des Förderbandes ergeben in den Lichtempfängern beider Lichttaster zeitlich versetzt charakteristische Signalmuster. Werden die Signale zeitlich korreliert, ergibt sich eine Korrelationsfunktion in Abhängigkeit der Zeit, die ein Maximum aufweist, das bei dem zeitlichen Abstand liegt, der der Zeit entspricht, die verstreicht, bis ein charakteristisches Muster des Förderbandes vom Auftreffpunkt des Lichts des ersten Lichttasters zum Auftreffpunkt des Lichts des zweiten Lichttasters gelangt.

[0024] In der Regel sind Förderbänder nicht vollständig glatt und homogen, so dass ausreichend charakteristische Muster vorliegen, die für diesen Zweck zum Einsatz kommen können. Ansonsten ist es durch einfache Maßnahmen möglich, dem Förderband eine Struktur zu geben oder ein Muster aufzubringen, das für diese Korrelationsauswertung geeignet ist.

[0025] Grundsätzlich ist es auch möglich, die Geschwindigkeit der Gegenstände auf dem Förderband auf diese Weise aus einem Korrelationssignal zu bestimmen.

[0026] Besonders einfach und vorteilhaft ist es jedoch, wenn aus dem zeitlichen Abstand eines charakteristischen Signalverlaufs, vorzugsweise zumindest aus einer charakteristischen Flanke, in den verwendeten Detektionssignalen und der Versetzungslänge die Geschwindigkeit eines auf dem Förderband befindlichen Gegenstandes zu bestimmen. Sobald das Licht eines Lichttasters auf einen beförderten Gegenstand fällt, ändert sich das Signal in deutlicher Weise. Der Zeitpunkt dieser Signaländerung an einem ersten Lichttaster und der Zeitpunkt der Signaländerung an einem zweiten Lichttaster, dessen Licht um eine Versetzungslänge versetzt auf das Förderband fällt, gibt ein Maß für die Zeit an, die ein Gegenstand zwischen den Auftreffpunkten der beiden Lichttaster unterwegs war. Mit Hilfe des bekannten Abstandes der beiden Auftreffpunkte lässt sich daraus die Geschwindigkeit bestimmen.

[0027] Eine signifikante Änderung des empfangenen Signals bei Eintritt eines Gegenstandes in den einfallenden Lichtstrahl eines Lichttasters lässt sich insbesondere dann erreichen, wenn der jeweilige Lichtempfänger derart angeordnet ist, dass von dem entsprechenden Lichtsender ausgesendetes Licht, das spiegelnd reflektiert wird, nicht in den Empfänger fällt. Zum Beispiel bei der Verwendung in Fördersystemen, auf denen Halbleiterwafer oder Substrate für Solarzellen transportiert werden, ist eine solche Anordnung von Vorteil. Derartige Substrate und Wafer sind in der Regel spiegelnd. Sobald sie in den Lichtstrahl eines Lichttasters eintreten, der so angeordnet ist, dass spiegelnd reflektiertes Licht nicht auf seinen Empfänger fällt, geht das Empfangssignal im Vergleich zu einem Empfangssignal, das von einem im Vergleich zum Transportgut diffus reflektierenden Förderband stammt, deutlich nach unten.

[0028] Insbesondere für solche Ausführungsformen ist es dementsprechend vorteilhaft, wenn der erste und der zweite Lichtsender des ersten und des zweiten Lichttasters derart angeordnet sind, dass sie Licht unter einem Winkel auf das Förderband aussenden.

[0029] Der erfindungsgemäße Detektor des Anspruches 1 bzw. der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen verwendet zumindest zwei entsprechend ausgestaltete Lichttaster.

[0030] Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass der Detektor nur exakt zwei entsprechend ausgestaltete Lichttaster aufweist. Es können auch eine größere Anzahl von Lichttastern zum Einsatz kommen, deren Auftreffpunkte des Lichts auf dem Förderband gegeneinander versetzt sind. Die Auswerteeinheit ist dann ausgestaltet, die Detektionssignale nicht nur zweier Lichttaster sondern mehr Lichttaster auszuwerten. Insbesondere kann dann eine Korrelationsfunktion in analoger Weise zum Einsatz kommen, die mehr als zwei Signale miteinander korreliert.

[0031] Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung des Schlupfs zwischen einem Förderband und einem darauf beförderten Gegenstand wird Licht in Richtung des Förderbandes an eine erste Stelle des Förderweges mit dem Lichtsender eines ersten Lichttasters gesendet. Von dem Förderband oder einem darauf beförderten Gegenstand reflektiertes Licht dieses ersten Lichtsenders wird mit dem Lichtempfänger des ersten Lichttasters empfangen und zur 3/12 österreichisches Patentamt AT509 758B1 2013-08-15

Erzeugung eines ersten zeitabhängigen Detektionssignals erzeugt. Auf die gleiche Weise wird Licht eines Lichtsenders eines zweiten Lichttasters an eine Stelle des Förderbandes gesendet, die in Förderrichtung um eine Versetzungslänge gegen die erste Stelle versetzt ist, auf die das Licht des ersten Lichtsenders fällt. Reflektiertes Licht des zweiten Lichtsenders wird mit einem zweiten Lichtempfänger des zweiten Lichttasters empfangen und zur Erzeugung eines zweiten zeitabhängigen Detektionssignals verwendet. Beide Detektionssignale werden sowohl zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes als auch zur Bestimmung eines auf dem Förderband beförderten Gegenstandes verwendet. Durch Vergleich der Geschwindigkeiten wird ermittelt, ob ein Schlupf zwischen dem Gegenstand und dem Förderband vorliegt.

[0032] Die Vorteile eines erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den oben geschilderten Vorteilen eines erfindungsgemäßen Detektors.

[0033] Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und deren Vorteile ergeben sich aus den oben geschilderten bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Detektors und den beschriebenen Vorteilen.

[0034] Das erfindungsgemäße Verfahren setzt ebenfalls zwei Lichttaster ein. Es ist jedoch nicht auf die Verwendung von genau zwei Lichttastern beschränkt. Wie oben für den erfindungsgemäßen Detektor beschrieben, können auch eine größere Anzahl von Lichttastern zum Einsatz kommen.

[0035] Besonders vorteilhaft lassen sich der erfindungsgemäße Detektor und das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband und darauf beförderten Halbleiterwafern oder Solarzellensubstraten verwenden. Gerade für diese Anwendungen ist die berührungslose Messung zur Vermeidung von Beschädigungen oder Verschmutzungen von großem Vorteil. Außerdem sind derartige Materialien in der Regel spiegelnd, so dass eine starke Signaländerung erwartet werden kann, wenn ein entsprechender Gegenstand in den Lichtstrahl eines der Lichttaster eintritt.

[0036] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu den anliegenden schematischen Figuren geschildert. Dabei zeigen [0037] Fig. 1 die Anordnung eines erfindungsgemäßen Detektors, [0038] Fig. 2 die Ausgangssignale der zwei Lichttaster, und [0039] Fig. 3 ein zeitliches Korrelationssignal der beiden Lichttaster.

[0040] Fig. 1 zeigt ein Förderband 10, das sich z.B. in der Figur nach rechts bewegt, um darauf befindliche Halbleiterwafer 20 zu fördern. Das Förderband 10 weist eine regelmäßige Struktur 12 auf, die z.B. durch die einzelnen Förderelemente gebildet sein kann. Der Abstand dieser Strukturelemente ist mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet. Oberhalb des Förderbandes sind ein erster Lichttaster 30 und ein zweiter Lichttaster 36 angeordnet. Die Lichttaster 30, 36 umfassen in an sich bekannter Weise jeweils einen Lichtsensor, z.B. eine Laserdiode, und einen Lichtempfänger, der beispielsweise durch eine Fotodiode oder ein CCD-Element gebildet sein kann. Die Lichttaster 30 und 36 arbeiten nach dem Autokollimationsprinzip, bei dem insbesondere jeweils das Empfängerelement und der Lichtsender in einer Einheit zusammengefasst sind. Die Lichttaster 30, 36 sind derart schräg zum Förderband 10 ausgerichtet, dass spiegelnd reflektiertes Licht nicht zurück zu den Lichtempfängern der Lichttaster 30, 36 gelangt.

[0041] Licht 32, das der Lichttaster 30 in Richtung des Förderbandes 10 aussendet, wird von diesem oder einem darauf befindlichen Gegenstand 20 reflektiert. Licht, das dabei von dem Förderband 10 oder einem darauf befindlichen Gegenstand 20 nicht spiegelnd reflektiert wird, fällt zumindest zum Teil wieder zurück in den Lichttaster 30, 36 und kann dort detektiert werden.

[0042] Der Auftreffpunkt 40 des Lichts 38, das der zweite Lichttaster 36 aussendet, ist um eine Versetzungslänge 44 gegenüber dem Auftreffpunkt 34 des Lichts 32 versetzt, das von dem ersten Lichttaster 30 ausgesendet wird. Zum gezeigten Zeitpunkt trifft das Licht 38 des zweiten Lichttasters 36 auf einen Wafer 20, der nahezu spiegelnd ist. Insofern wird ein Großteil des Lichts 38 in Richtung 42 spiegelnd reflektiert. 4/12 österreichisches Patentamt AT509 758B1 2013-08-15 [0043] Die Ausgangssignale der Lichtempfänger der Lichttaster 30, 36 werden an eine gemeinsame Auswerteeinheit 50 geliefert, die z.B. durch einen entsprechend programmierten Mikroprozessor gebildet sein kann.

[0044] Mit einer solchen erfindungsgemäßen Anordnung kann das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt durchgeführt werden.

[0045] Das Licht 32 des ersten Lichttasters 30 und das Licht 38 des zweiten Lichttasters 36 fallen auf unterschiedliche Stellen 34, 40 des Förderbandes 10 bzw. der darauf befindlichen Wafer 20. Der Lichtempfänger des Lichttasters 30 empfängt z.B. ein Signal, das in Fig. 2 mit S30 bezeichnet ist. In den Bereichen 64 empfängt der Lichttaster 30 hingegen nahezu kein Signal. Hier trifft das von ihm ausgesendete Licht auf einen Wafer 20 und wird nahezu vollständig spiegelnd reflektiert. Aufgrund der schrägen Anordnung gegenüber der Förderrichtung fällt dementsprechend kaum reflektiertes Licht zurück in den Lichttaster 30, so dass das Signal S3o entsprechend erniedrigt ist. Dieser Bereich hat eine Dauer, die in dem Diagramm mit 66 bezeichnet ist.

[0046] In Fig. 2 ist das Signal des Lichtempfängers des zweiten Lichttasters 36 mit S36 bezeichnet. Auch hier sind Bereiche 84 mit einer Länge 86 erkennbar, in denen das Signal sehr stark erniedrigt ist, weil das Licht, das vom Lichtsender des Lichttasters 36 ausgesendet wird, nahezu vollständig an einem transportierten Wafer spiegelnd reflektiert wird und insofern nicht mehr in den Lichttaster 36 zurückfällt.

[0047] Die starken Änderungen der Signale S3o, S36 an den Flanken dieser Bereiche niedrigen Signales 64, 84 können zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Wafer 20 auf dem Förderband verwendet werden. Der zeitliche Abstand ti z.B. zwischen einer Flanke 68 des Signals S30 und einer Flanke 88 des Signals S36 entspricht dem Zeitraum, der vergeht, bis eine Kante des Wafers von dem Auftreffpunkt 34 des einen Lichttasters zum Auftreffpunkt des Lichtes 40 des anderen Lichttasters unterwegs ist. Bei bekannter Versetzungslänge 44 der beiden Auftreffpunkte lässt sich damit aus dem Quotienten des zurückgelegten Weges und der dazu benötigten Zeit die Geschwindigkeit des Wafers bestimmen.

[0048] Damit steht bereits ein Geschwindigkeitssignal zur Verfügung, das der Geschwindigkeit der Wafer 20 auf dem Förderband 10 entspricht. Eine kontinuierliche Überwachung der Ausgangssignale auf den Abstand derartiger Flanken 68, 88 der Signale S30, S36 ermöglicht die Überwachung der Geschwindigkeit jedes einzelnen Wafers.

[0049] Zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Wafers 20 werden also beide optischen Signale der beiden Lichttaster verwendet.

[0050] Die Ausgangssignale S30, S36 weisen zusätzliche Signalstrukturen, hier Signalspitzen, 60, 80 auf, die in den Bereichen 65, 85 auftreten, in denen der jeweilige Lichtstrahl des Lichttasters 30, 36 nicht auf einen Wafer 20, sondern auf das Förderband 10 direkt fällt.

[0051] Auf dem Förderband 10 befinden sich die Strukturen 12, die zu den Signalspitzen 60, 80 führen. Diese Strukturen können beispielsweise die Kanten einzelner Förderelemente des Förderbandes 10 sein. Die Signalspitzen haben einen zeitlichen Abstand zueinander, der für das Signal S30 mit 62 und für das Signal 36 mit 82 bezeichnet ist. Die zeitlichen Abstände 62, 82 zweier Signalspitzen 60 bzw. 80 in den jeweiligen Signalverläufen S30 bzw. S36 sind bei konstanter Fördergeschwindigkeit gleich. Bei dem gezeigten Beispiel befinden sich offensichtlich in der Regel vier Strukturen 12 zwischen zwei Wafern 20, die jeweils zu den vier Signalspitzen 60 bzw. 80 in einem Bereich 65 bzw. 85 führen.

[0052] Wenn die beiden Ausgangssignale S30 und S36 abschnittsweise (insbesondere in den sich entsprechenden Abschnitten 65 und 85 der Signalverläufe S30 und S36) miteinander korreliert werden, bildet sich ein Korrelationsmaximum heraus, das den zeitlichen Versatz der beiden Empfangssignale der Lichttaster 30 und 36 entspricht. Ein solches Korrelationssignal ist in Fig. 3 gezeigt. Bei einer Zeit t0 bildet sich ein ausgeprägtes Maximum mit einer Amplitude A0. Insbesondere, wenn Abschnitte 65 und 85 der Signalverläufe S30 und S36 miteinander korreliert werden, gibt die Lage dieses Maximums den zeitlichen Versatz an, mit dem die Strukturen 12 5/12 österreichisches Patentamt AT509 758B1 2013-08-15 jeweils die Auftreffpunkte 34, 40 des Lichtes 32, 38 der beiden Lichttaster 30, 36 passieren. Im Idealfall des vollständig schlupffreien Betriebes sollte der oben beschriebene Flankenabstand ti gleich t0 sein. Sollte Schlupf auftreten, können sich (insbesondere, wenn nicht nur Bereiche 65 und 85 miteinander korreliert werden) Nebenmaxima in der Korrelationsfunktion ausbilden, die aus der abweichenden Geschwindigkeit der Wafer 20 und damit einem abweichenden zeitlichen Versatz herrühren. Diese sind jedoch aufgrund des starken Signals der Strukturen 12 deutlich zu unterscheiden.

[0053] Mit Hilfe der Versetzungslänge 44 zwischen den Auftreffpunkten 34 und 40 zwischen den Lichtstrahlen 32 und 38 des Lichttasters 30 und des Lichttasters 36 lässt sich durch Quotientenbildung aus der Lage L des Korrelationsmaximums die Geschwindigkeit des Förderbandes bestimmen.

[0054] Auch zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes 10 werden also die Signale beider Lichttaster 30, 36 eingesetzt.

[0055] Um die Messung sicherer zu gestalten, können zusätzliche korrelationsoptimierte Strukturen auf dem Förderband 10 angeordnet, z.B. aufgedruckt, werden.

[0056] Durch Vergleich der so bestimmten Geschwindigkeiten des Förderbandes 10 und eines darauf befindlichen Wafers 20 lässt sich bestimmen, ob zwischen den geförderten Wafern 20 und dem Förderband 10 ein Schlupf besteht.

[0057] Obwohl sowohl die Geschwindigkeit des Förderbandes 10 als auch die Geschwindigkeit der darauf befindlichen Wafer 20 jeweils mit zwei optischen Signalen unabhängig voneinander bestimmt werden, sind dennoch nur zwei Lichttaster 30, 36 notwendig.

[0058] Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden sowohl zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes als auch zur Bestimmung der Geschwindigkeit der darauf beförderten Wafer jeweils die Signale zweier Lichttaster verwendet. Die Erfindung kann jedoch auch mit einer größeren Anzahl von Lichttastern realisiert werden. In einem solchen Fall können z.B. die Flanken einer größeren Anzahl von Lichtsignalen zur Bestimmung der Wafergeschwindigkeit miteinander verglichen werden.

[0059] Außerdem können zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes die Signale einer größeren Anzahl von Lichttastern miteinander korreliert werden, z.B. durch Bildung einer Kreuzkorrelationsfunktion.

BEZUGSZEICHENLISTE 10 Förderband 12 Förderbandstruktur 14 Abstand der Förderbandstrukturen 20 Wafer 30 Lichttaster 32 ausgesendetes Licht 34 Auftreffpunkt des Lichts 36 Lichttaster 38 ausgesendetes Licht 40 Auftreffpunkt des Lichts 42 spiegelnd reflektiertes Licht 44 Versetzungslänge 50 Auswerteeinheit 6/12 österreichisches Patentamt AT509 758B1 2013-08-15 60 Signalspitze 62 Abstand der Signalstrukturen 64 Bereich verringerten Signals 65 Bereich höheren Signals 66 Dauer des verringerten Signals 68 Flanke des Signals 80 Signalspitze 82 Abstand der Signalstrukturen 84 Bereich verringerten Signals 85 Bereich höheren Signals 86 Dauer des verringerten Signals 88 Flanke des Signals 90 zeitliches Korrelationssignal S30 Ausgangssignal des ersten Lichttasters S36 Ausgangssignal des zweiten Lichttasters t0 Ort des Korrelationsmaximums im Zeitdiagramm A0 Amplitude des Korrelationsmaximums im Zeitdiagramm ti zeitlicher Abstand der Signalflanken 7/12

Claims (12)

1. österreichisches Patentamt AT509 758B1 2013-08-15 Patentansprüche 1. Detektor zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband (10) und einem darauf beförderten Gegenstand (20), der folgendes aufweist: - einen ersten Lichttaster (30) mit einem ersten Lichtsender, der Licht (32) in Richtung des Förderbandes (10) an eine erste Stelle (34) des Förderweges aussendet, und einem ersten Lichtempfänger, der vom Förderband (10) oder einem darauf beförderten Gegenstand (20) reflektiertes Licht empfängt und ein erstes zeitabhängiges Detektionssignal (S30) erzeugt, - zumindest einen zweiten Lichttaster (36) mit einem zweiten Lichtsender, der Licht (38) in Richtung des Förderbandes (10) an eine gegenüber der ersten Stelle (34) in Förderrichtung um einen Versetzungslänge (44) versetzte, zweite Stelle (40) des Förderweges aussendet, und einem zweiten Lichtempfänger, der vom Förderband (10) oder einem darauf beförderten Gegenstand (20) reflektiertes Licht empfängt und ein zweites zeitabhängiges Detektionssignal (S36) erzeugt, - eine das erste und das zweite Detektionssignal (S30, S36) verarbeitende Auswerteeinheit (50) zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Gegenstandes (20) unter Verwendung beider Detektionssignale (S30, S36), dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ferner eine Auswerteeinheit (50) zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes (10) unter Verwendung beider Detektionssignale (S30, S36) und eine Auswerteeinheit zur Ermittlung der gegebenenfalls vorhandenen Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Gegenstand (20) und Förderband (10) aufweist, wobei vorzugsweise die Auswerteeinheiten zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Gegenstandes (20), zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes (10) und zur Ermittlung der Geschwindigkeitsdifferenz durch eine gemeinsame Auswerteeinheit (50) verwirklicht sind.
2. 2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Lichttaster (30, 36) nach dem Autokollimationsprinzip arbeiten.
3. 3. Detektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (50) zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes (10) eine Einheit zur Bestimmung eines zeitlichen Korrelationssignal (90) durch Korrelation des ersten und des zweiten Detektionssignals (S30, S36) umfasst, die aus dem Korrelationssignal (90) und der Versetzungslänge (44) die Geschwindigkeit des Förderbandes (10) bestimmt.
4. 4. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (50) zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines auf dem Förderband (10) befindlichen Gegenstandes (20) eine Einheit umfasst, die aus dem zeitlichen Abstand (L) eines charakteristischen Signalverlaufes, vorzugsweise aus zumindest einer charakteristischen Flanke (68, 88), in dem ersten und dem zweiten Detektionssignal (S30, S36) und der Versetzungslänge (44) bestimmt.
5. 5. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung des ersten und des zweiten Lichtempfängers den Empfang von durch den ersten und den zweiten Lichtsender ausgesendetem und von dem Gegenstand (20) auf dem Förderband (10) spiegelnd reflektiertem Licht (42) verhindert und/oder dass der erste und der zweite Lichtsender Licht (32, 38) unter einem Winkel zum Förderband aussenden.
6. 6. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Lichttaster zumindest ein weiterer Lichttaster vorgesehen ist, der wie die ersten und zweiten Lichttaster ausgestaltet ist, wobei sich die Versetzungslänge, um die der Auftreffpunkt des Lichtes des weiteren Lichttasters auf dem Förderband gegenüber dem Auftreffpunkt des Lichtes des ersten Lichttasters versetzt ist, von der Versetzungslänge des zweiten Lichttasters unterscheidet, und die Auswerteeinheit zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Detektionssignal zumindest ein Detektionssignal eines weiteren Lichttasters zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes und/oder der Geschwindigkeit des Gegenstandes verwendet. 8/12 österreichisches Patentamt AT509 758B1 2013-08-15
7. 7. Verfahren zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband (10) und einem darauf beförderten Gegenstand (20), das folgende Schritte aufweist: - Senden von Licht (32) in Richtung des Förderbandes (10) an eine erste Stelle (34) des Förderweges mit einem Lichtsender eines ersten Lichttasters (30), - Empfangen von Licht, das vom Förderband (10) oder einem darauf beförderten Gegenstand (20) reflektiert wird, mit dem Lichtempfänger des ersten Lichttasters (30) und Erzeugen eines ersten zeitabhängigen Detektionssignals (S30), - Senden von Licht (38) in Richtung des Förderbandes (10) an eine zweite Stelle (40) des Förderweges mit einem Lichtsender eines zweiten Lichttasters (36), wobei die zweite Stelle (40) in Förderrichtung um eine Versetzungslänge (44) gegen die erste Stelle (34) versetzt ist, - Empfangen von Licht, das vom Förderband (10) oder einem darauf beförderten Gegenstand (20) reflektiert wird, mit dem Lichtempfänger des zweiten Lichttasters (36) und Erzeugen eines zweiten zeitabhängigen Detektionssignals (S36), - Bestimmen der Geschwindigkeit des Förderbandes (10) unter Verwendung beider Detektionssignale (S30, S36), - Bestimmen der Geschwindigkeit des Gegenstandes (20) unter Verwendung beider Detektionssignale (S30, S36), und - Ermitteln, ob die so bestimmten Geschwindigkeiten unterschiedlich sind.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem - durch Korrelation des ersten und des zweiten Detektionssignals (S30, S36) ein zeitliches Korrelationssignal (90) bestimmt wird und - aus dem Korrelationssignal (90) und der Versetzungslänge (44) die Geschwindigkeit des Förderbandes (10) bestimmt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem aus dem zeitlichen Abstand (L) eines charakteristischen Signalverlaufes, vorzugsweise aus zumindest einer charakteristischen Flanke (68, 88), in dem ersten und dem zweiten Detektionssignal (S30, S36) und der Versetzungslänge (44) die Geschwindigkeit eines auf dem Förderband (10) befindlichen Gegenstandes (20) bestimmt wird.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem mit dem ersten und dem zweiten Lichtempfänger kein von dem ersten und dem zweiten Lichtsender ausgesendetes und von einem Gegenstand (20) auf dem Förderband (10) spiegelnd reflektiertes Licht (42) empfangen wird und/oder mit dem ersten und dem zweiten Lichtsender Licht (32, 38) unter einem Winkel zum Förderband (10) ausgesendet wird.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem zusätzlich zu dem Licht des ersten und des zweiten Lichttasters das Licht wenigstens eines weiteren Lichttasters in Richtung des Förderbandes an eine Stelle gesendet wird, die sich von den Stellen unterscheidet, an die das Licht des ersten und des zweiten Lichttasters gesendet wird, und bei dem das zumindest eine Detektionssignal eines weiteren Lichttasters zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Förderbandes und/oder des Gegenstandes zusätzlich zu den Detektionssignalen des ersten und des zweiten Lichttasters verwendet wird.
12. 12. Verwendung eines Detektors gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11 zur Bestimmung des Schlupfes zwischen einem Förderband (10) und zumindest einem darauf beförderten Halbleiterwafer (20) oder Solarzellensubstrat. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 9/12