CN117425606A - 吸附式抓持装置以及柔性平坦的基板的拾取及存放方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种用于拾取柔性平坦基板、特别是柔性薄玻璃板及/或柔性薄纸张的吸附式抓持装置，包括：一基体；至少一个布置在基体上的抽气负压模块，其具有至少一个抽气口，用于特别是藉由文丘里效应而抽吸气体并产生负压，以便将基板吸附至此吸附式抓持装置上；以及，至少一个布置在基体上的排气负压模块，其具有至少一个排气口，用于特别是藉由伯努利效应而排出气体并产生负压，以便将基板吸附至此吸附式抓持装置上。

Description

吸附式抓持装置以及柔性平坦的基板的拾取及存放方法
技术领域
本发明是有关于一种吸附式抓持装置以及一种柔性平坦的基板、特别是不透气及/或透气基板的拾取及存放方法，该基板例如为柔性薄玻璃板及/或柔性薄纸张。
背景技术
通常，通过以与玻璃边缘成微小倾角的方式垂直放置平板玻璃而叠放诸多平板玻璃，其中，在相邻的玻璃板之间插入分隔材料，例如纸张。在此位置中，平板玻璃通常既叠放形成一堆，又与现有的堆分离。
在极薄玻璃、例如厚度例如小于100μm的薄玻璃、极薄玻璃或超薄玻璃(UTG)的情况下，由于缺乏玻璃的固有刚性以及极其敏感的玻璃边缘，通常无法再进行垂直叠放，从而将此等玻璃连同中间层一起「浮动」且水平地进行叠放及运输。
与常规的较厚玻璃相比，在搬运薄玻璃时，还应将其他特性考虑在内，此等特性可追溯至薄玻璃的特殊特性。此等特性特别是包括玻璃自身的柔性以及由玻璃中的内应力所引起的玻璃的偶尔严重翘曲。就作为例如用下拉法拉制的玻璃带的区段在边缘处具有或不具有两个珠边的玻璃而言，翘曲效应甚至更为严重，而在此等珠边中，玻璃带具有明显较大的玻璃厚度。此外，玻璃及衬纸的水平位置会通过重力而增大摩擦电效应。
在分离、搬运、运输及以受控的方式存放基板时，必须将上述所有特性考虑在内。因此，无法使用常规的处理是统或吸附式抓持工具。就诸如UTG等薄玻璃而言，在进行吸附、抓持、搬运及运输期间，特别是存在有较高的断裂风险。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种装置及一种方法，用于从水平叠放的柔性平坦的基板、例如包括衬纸的UTG板材的堆叠自动地且可靠地移除基板，特别是，以便将基板分离至工件载体上，且/或特别是藉由衬纸以将柔性平坦的基板叠放成一堆叠，例如，将其自工件载体叠放至包装件中。
本发明的一个方面在于，提供用于具有珠边的毛坯玻璃的此种装置及方法。在此情况下，堆叠中具有珠边的毛坯玻璃通常可具有非平面而弯曲的表面，其中，其曲度通常随着堆叠中高度的增加而增大。本发明的另一方面在于，提供用于无珠边的成品玻璃的此种装置及方法。本发明的另一方面在于，提供用于具有不透气及/或透气的基板的堆叠(例如，纸张与UTG堆叠)的此种装置及方法。在此情况下，在移除UTG板材以及将UTG板材或纸张放置到此种堆叠上时，特别是应以过程可靠的方式控制纸张与UTG堆叠的特性(高度差、气垫等)。
此外，本发明的一个方面在于，在搬运过程中，例如在移除玻璃或纸张时，可靠地控制及掌握毛坯玻璃或成品玻璃(板材)及纸张的特性，例如，柔性和翘曲以及透气性。此外，本发明的一个方面在于，在从堆叠分离处于水平位置的纸张和玻璃层时或在堆叠中分离接合处于水平位置的纸层及玻璃层时，将附着效应(摩擦电效应)考虑在内，以及可以实现基板的精确定位，其中，将浮动接地效应(aufschwimmende Bodeneffekte)(气垫的动态浮力或下压力以及涡流)考虑在内。
为达成上述目的，本发明公开一种用于拾取厚度优选地小于100μm的柔性平坦的基板、特别是柔性薄玻璃板及/或柔性薄纸张的吸附式抓持装置。
本发明的吸附式抓持装置包括特别是用于连接至机械臂上的基体，其中，该基体限定了一个平面，在拾取基板时，该平面优选地是至少局部地平行于该基板而延伸。
此外，根据本发明的吸附式抓持装置亦包括至少一个布置在基体上的抽气负压模块，以及至少一个布置在基体上的排气负压模块。
抽气负压模块包括至少一个抽气口，用于特别是藉由文丘里效应而抽吸气体并产生负压，以便将基板吸附至此吸附式抓持装置上。
排气负压模块包括至少一个排气口，用于特别是藉由伯努利效应而排出气体并产生负压，以便将基板吸附至此吸附式抓持装置上。
换而言之，本发明的吸附式抓持装置包括两个基于不同原理的负压模块，其中，抽气负压模块通过在基板上方抽吸气体而产生真空，而排气负压模块则通过在基板上方排出气体而产生真空，其中，气体快速地流经基板引起了藉由伯努利效应而实现的基板的吸引。
抽气负压模块例如可构造为文丘里喷射器或者包括此种文丘里喷射器。抽气负压模块特别是可包括以下诸者：特别是用于引入压缩空气的气体入口；特别是用于再次排出压缩空气的气体出口；自气体入口延伸至气体出口而具有狭窄部位的连接件；以及在气体入口与气体出口之间分支而到达抽气口的连接件，以便藉由文丘里效应以产生负压。
排气负压模块例如可构造为伯努利悬浮吸盘或者包括此种伯努利悬浮吸盘。排气负压模块特别是可包括以下诸者：特别是用于引入压缩空气的气体入口；以及特别是用于再次排出压缩空气的从气体入口至排气口的连接件，其中，排气口建构成，使得所排出的气体倾斜于基体的平面而延伸，优选地是倾斜地遭遇待拾取的基板，以便藉由伯努利效应产生负压。
排气负压模块或伯努利悬浮吸盘的排气口优选地建构成，使得所排出的气体以锥体的形式被排出，并且优选地是呈锥形地遭遇基板的表面，使得其气体流经基板并且在该锥体内产生负压。其锥体的法线优选地是垂直于基体的平面，并且优选地实质上垂直于待拾取的基板的表面。
抽气负压模块可具有用于至少局部地接触待藉由吸附式抓持装置拾取的基板的接触面，其中，抽气口在该接触面内布置作为凹槽。如此便可通过抽吸气体而将基板吸附至该接触面上。
在该接触面内优选地布置有作为凹槽的多个抽气口，例如布置有至少10个抽气口或者例如布置有至少50个抽气口，优选地布置有至少224个抽气口，特别优选地布置有至少1108个抽气口，更优选地布置有至少1662个抽气口。
此外，抽气负压模块的接触面优选地具有例如100平方厘米的面积，优选地具有至少530平方厘米的面积，特别优选地具有至少1280平方厘米的面积，更优选地具有至少1984平方厘米的面积。
在一种优选地的实施方式中，此吸附式抓持装置具有多个抽气负压模块、特别是文丘里喷射器及/或多个排气负压模块、特别是伯努利悬浮吸盘。
此或此等抽气负压模块、特别是其接触面优选地是以与此或此等排气负压模块、特别是其排气口相比为更靠近基体的平面的中心的方式布置。此点优选地是沿至少一个在基体的平面中延伸的方向、尤佳是沿两个在基体的平面中彼此垂直延伸的方向而实现。
此外，此或此等抽气负压模块、特别是其接触面亦优选地布置在此等排气负压模块、特别是其排气口之间。此点又优选地是沿至少一个在基体的平面中延伸的方向、尤佳是沿两个在基体的平面中彼此垂直延伸的方向而实现。
排气负压模块(或伯努利悬浮吸盘)例如可布置在基体的边缘处。此或此等排气负压模块距基体的边缘的距离例如可小于10厘米，特别是小于5厘米，优选地小于3.5厘米，特别优选地小于0.4厘米。
在此吸附式抓取装置包括多个抽气负压模块、特别是文丘里喷射器及多个排气负压模块、特别是伯努利悬浮吸盘的情况下，抽气负压模块及排气负压模块例如可从基体的平面的一边到另一边而混合布置。在此情况下，但亦关于其他实施方式，可提供：抽气负压模块或抽气负压模块中的若干者是可单独或成组地控制，以及/或者，排气负压模块或排气负压模块中的若干者是可单独或成组地控制，特别是将其控制成为可在基体的平面内实现局部受限的吸附。例如，可藉由排气负压模块的部分量以实现局部受限的吸附，其中排气负压模块例如是相对于待拾取的基板布置在边缘处，以及/或者，例如可藉由抽气负压模块的部分量以实现局部受限的吸附，而抽气负压模块例如是相对于待拾取的基板布置在中心处。藉此，例如可提供一种吸附式抓持装置，能可变地用于不同的基板尺寸。
根据一种优选的实施方式，此吸附式抓持装置可适于拾取具有位于相对边缘上的珠边的柔性薄毛坯玻璃板。此种吸附式抓持装置亦可被称为“毛坯玻璃抓持器”。在此情况下，在拾取基板时，此吸附式抓持装置可沿从一个珠边延伸至另一珠边的第一方向包括多个例如条形的负压模块组，而负压模块组限定了一个凸面。
此吸附式抓持装置例如包括至少一个抽气负压模块组，其是沿第一方向布置在两个优选地布置在基体的相对边缘上的排气负压模块组之间。
抽气负压模块组可包括一个或多个(例如四个)抽气负压模块，而抽气负压模块的接触面沿垂直于第一方向的第二方向、优选地呈条状延伸。换而言之，抽气负压模块组沿第二方向(沿珠边)的长度可大于沿第一方向(垂直于珠边)的长度。
排气负压模块组可包括多个沿垂直于第一方向的第二方向彼此并排布置的排气负压模块。
此或此等抽气负压模块、特别是该抽气负压模块组可限定第一吸附方向，特别是限定垂直于抽气负压模块的接触面及/或垂直于基体的平面的第一吸附方向。
此外，一个或多个排气负压模块、特别是排气负压模块组可限定第二吸附方向，其倾斜于第一吸附方向而延伸，特别是延伸成使得此等吸附方向(第一及第二)限定了一凸面的法线，以便拾取具有凹形曲率和/或相对珠边的柔性平坦的基板。
在一种改良方案中，此吸附式抓持装置可包括调节装置，其适于改变第一吸附方向与第二吸附方向之间的倾角。为此，例如可设有调节机构，以便改变排气负压模块或排气负压模块组与抽气负压模块或抽气负压模块组之间的倾角。伯努利吸盘的倾斜度特别是能以可变地进行调节的方式设计。藉此，伯努利吸盘例如可更靠近待拾取的基板。在拆解一堆具有珠边的毛坯玻璃时，例如可逐渐减小倾斜度，以便将待拾取的基板的凹面曲率逐渐减小的事实考虑在内。
根据一种优选的实施方式，此吸附式抓持装置可适于拾取无珠边的柔性薄成品玻璃板。此种吸附式抓持装置亦可被称为“成品玻璃抓持器”。在此情况下，此吸附式抓持装置可包括多个负压模块，而此等负压模块限定了基本上平坦的表面。
此吸附式抓持装置例如包括至少一个抽气负压模块，其沿第一方向以及沿垂直于该第一方向的第二方向布置在至少四个排气负压模块之间，而此等排气负压模块优选地布置在基体的角部中或者布置在该基体的边缘区域处。
此外，此或此等抽气负压模块可布置在由四个排气负压模块所限定的四边形内，其中，此吸附式抓持装置的所有抽气负压模块优选地均布置在此四边形内。因此，此吸附式抓持装置在由排气负压模块所限定的包络轮廓外例如可不具有任何抽气负压模块。
此或此等抽气负压模块可限定第一吸附方向，而且，此或此等排气负压模块可限定第二吸附方向，其中，第一吸附方向及第二吸附方向是彼此平行，特别是垂直于抽气负压模块的接触面且/或垂直于基体的平面。
此或此等排气负压模块可沿第一吸附方向、沿第二吸附方向、垂直于抽气负压模块的接触面且/或垂直于基体的平面而内缩，优选地内缩至少0.2厘米，特别优选地内缩至少0.45厘米，更优选地内缩至少0.5厘米。
在吸附式夹持装置中，此或此等抽气负压模块以及此或此等排气负压模块通常优选地分别构造为独立的组件，其例如可作为市售的组件而购得。因此，此等模块优选地是可彼此分离且/或彼此间隔一定距离，从而可最小化相互影响。
抽气负压模块、特别是其接触面与排气负压模块、特别是其排气口之间，例如可存在至少1厘米的距离，优选地存在至少2厘米的距离，特别优选地存在至少4厘米的距离。
此或此等抽气负压模块及此或此等排气负压模块优选地是可单独控制，特别是将其控制成为可首先藉由排气负压模块吸附柔性平坦的基板，然后可藉由抽气负压模块吸附该柔性平坦的基板。
此外，此或此等抽气负压模块的每一个的保持力为至少12牛顿，优选地至少37牛顿，特别优选地至少43牛顿，以及/或者，此或此等排气负压模块的每一个的保持力为至少1.8牛顿，优选地至少3.2牛顿，特别优选地至少5.4牛顿。
此或此等抽气负压模块优选地能可变地控制，以便实现至少两个不同值的保持力。此外，此或此等排气负压模块优选地亦能可变地控制，以便实现至少两个不同值的保持力。藉此，此吸附式抓持装置特别是可构造为用于不透气基板及透气基板的组合式吸附式抓持装置。
此外，本发明亦有关于一种拾取厚度优选地小于100μm的柔性平坦的基板、特别是柔性薄玻璃板及/或柔性薄纸张的方法。
本发明的方法包括使用具有一个或多个抽气负压模块以及一个或多个排气负压模块的特别是如上所述的吸附式抓持装置；以及藉由该吸附式抓持装置拾取柔性平坦的基板，其中，藉由抽气负压模块及排气负压模块而时间上错开地吸附柔性平坦的基板。例如，可首先藉由抽气负压模块吸附柔性平坦的基板，而后藉由排气负压模块吸附该柔性平坦的基板，或者，首先藉由排气负压模块吸附柔性平坦的基板，而后藉由抽气负压模块吸附该柔性平坦的基板。在拾取基板之前，优选地使吸附式抓持装置接近基板且/或相对于基板对该吸附式抓持装置定位，特别是定位成使得基板至少局部平行地处于由吸附式抓持装置所限定的平面的相对位置中。
此方法可适于藉由该吸附式抓持装置拾取不透气基板、特别是柔性薄玻璃板，其中，首先藉由一个或多个抽气负压模块吸附该不透气基板，然后藉由一个或多个排气负压模块完全拾取该不透气基板。
此外，此方法亦可适于藉由该吸附式抓持装置拾取透气基板、特别是柔性薄纸张，其中，首先藉由此或此等排气负压模块吹透或抬起该透气基板，然后藉由此或此等抽气负压模块完全拾取该透气基板。
此方法亦可包括从吸附式抓持装置释放柔性平坦的基板，具体方式则为结束藉由抽气负压模块及/或排气负压模块所进行的吸附。在此情况下，可藉由抽气负压模块而从其吸附式抓持装置吹走柔性平坦的基板、特别是不透气基板，例如柔性薄玻璃板。
在一种改良方案中，此方法包括从一堆不透气基板及透气基板、特别是从一堆玻璃板及纸张，依次抬起不透气基板及透气基板，其中，藉由同一个吸附式抓持装置从该堆叠揭离不透气基板及透气基板。
在一种改良方案中，此方法包括依次叠放不透气基板及透气基板，以形成具有不透气基板及透气基板的堆叠、特别是具有玻璃板及纸张的堆叠，其中，藉由同一个吸附式抓持装置将不透气基板及透气基板放置至该堆叠上。
最后，本发明包括一种具有不透气基板及透气基板、特别是具有柔性薄玻璃板及柔性薄纸张、特别是藉由或可藉由上述方法制成的堆叠。
此堆叠例如可包括至少50个、优选地至少100个、特别优选地至少200个不透气基板，其中，不透气基板优选地以至多±2mm、特别优选地以至多±1mm的横向公差而叠放(存放精度为+/-1mm)。此堆叠可包括至多400个不透气基板。
在不透气基板之间优选地分别布置有至少一个透气基板，以便特别地保护不透气基板的表面免受刮擦、横向位移及/或化学反应的影响。例如，在玻璃之间可分别设有一张纸张，以保护玻璃表面。
透气基板是侧向地突出于不透气基板，优选地具有至少10mm的突出部，特别优选地具有至少20mm的突出部。纸张例如可大于玻璃板，特别是环周地具有例如22.5mm的最小突出部。
透气基板可具有两个表面粗糙度不同的相对表面，特别优选地，具有表面粗糙度较高的下表面以及表面粗糙度较低的上表面。如此，便能在移除透气的基板时，有利地减小位于透气基板下方的不透气基板的附着力，此举特别是就薄玻璃而言可以是有利的(摩擦学效应)。
不透气基板通常、特别是相对于堆叠具有特别是小于70μm的厚度，优选地具有小于50μm的厚度，特别优选地具有小于30μm的厚度。视需要亦可采用小于15μm的厚度。
此外，透气基板通常、特别是相对于堆叠具有特别是小于80μm的厚度，优选地具有小于70μm的厚度，特别优选地具小于50μm的厚度。
附图说明
下面借助于附图更详细地解释本发明。在附图中：
图1为适于拾取毛坯玻璃基板的吸附式抓持装置的立体图。
图2为图1所示的吸附式抓持装置的仰视图。
图3为图1所示的吸附式抓持装置的侧面剖视图。
图4为适于拾取成品玻璃基板的吸附式抓持装置的立体图。
图5为伯努利悬浮吸盘(Schwebesaugers)的剖视图。
图6为具有珠边的毛坯玻璃的俯视图(a)及侧面剖视图(b)。
图7为无珠边的成品玻璃的俯视图(a)及侧面剖视图(b)。
图8为具有玻璃基板及纸张的堆叠的侧视图。
图9为拾取不透气的基板(例如玻璃)时操作抽气负压模块及排气负压模块的时间曲线以及吸附式抓持装置的Z位置。
图10为拾取透气的基板(例如纸张)时操作抽气负压模块及排气负压模块的时间曲线以及吸附式抓持装置的Z位置。
实施例
图1至3示出吸附式抓持装置10，特别是适于拾取如图6所示的具有相对珠边2的柔性平坦的基板1。此类具有相对珠边的基板1例如为毛坯玻璃基板。由于相对的珠边2，基板1具有凹形表面，特别是当多个此类基板彼此上下水平叠放时。在沿方向R2延伸的两个相对珠边2情况下，基板例如沿垂直于方向R2的方向R1形成凹形。
吸附式抓持装置10包括了限定平面E的基体20。为了拾取具有凹形曲面或相对珠边2的柔性平坦的基板1，吸附式抓持装置10沿着在平面E中延伸的方向R1包括有多个负压模块组3、4，其沿方向R1以凹形布置的方式固定在基体20上。确切而言，沿方向R1彼此并排布置的负压模块组3、4限定了吸附方向N1、N2，该等吸附方向则限定了凸面F的法线。负压模块组3、4具有基于不同工作原理的负压模块或抽吸模块。
沿方向R1彼此相对布置的外部的负压模块组4构造为排气负压模块组4，并且分别包括多个排气负压模块40，此排气负压模块40是横向于方向R1、例如沿垂直于方向R1的方向R2并排布置。排气负压模块40各具有一个排气口42，并且特别是构造为如图5所示的伯努利悬浮吸盘，下面还将对此进行详细说明。构造为伯努利吸盘模块的排气负压模块40特别是用于在边缘区域中进行距离补偿。在所示的示例中，排气负压模块组4各包括多个锁销(Riegel)，在此为两个，即，一个内锁销及一个外锁销，其中，外锁销在垂直于平面E的方向上进一步内缩。
在外部的排气负压模块组4之间布置有抽气负压模块组3，其是包括多个抽气负压模块30，在此情况下，抽气负压模块是构造为文丘里喷射器或者包括文丘里喷射器。抽气负压模块30各具有一个沿方向R2呈条状延伸的接触面34。在接触面34内设有多个用于抽吸气体的抽气口32，以便将基板1吸附至接触面34上。构造为具有流体喷射器的真空抓持器模块的抽气负压模块30特别是用于基板的平面吸附或固定。在所示的示例中，抽气负压模块组3分别包括多个锁销，在此为四个，其中，锁销在垂直于平面E的方向上是布置在相同的高度。排气负压模块组4相对于抽气负压模块组3倾斜，且/或在垂直于平面E的方向上内缩。
吸附式抓持装置10可用作UTG的吸附式抓持工具，特别是用以拾取具有珠边的毛坯玻璃，而毛坯玻璃也特别是以堆叠方式存在，因此，有时会出现较高的凹形曲面。上述凸形的吸附式抓持装置10可灵活地应用于不同的玻璃曲面。因为，排气负压模块40在一定距离内具有较高的抽吸效果，且特别是使基板发生跳跃(Anspringen)。就此而言，排气负压模块40(例如，伯努利悬浮吸盘)及抽气负压模块30(例如，文丘里喷射器)是以有利的方式共同作用，以便藉由排气负压模块40以使基板特别是在其边缘处发生跳跃，并且特别是随后藉由抽气负压模块30以在较大面积上固定且/或吸附基板。
图4示出吸附式抓持装置10，特别是适于拾取如图7所示的具有实质上平坦表面的柔性平坦的基板1。此类基板例如为成品玻璃基板，其例如可由毛坯玻璃基板通过切除珠边而制成。
此吸附式抓持装置10与前述的吸附式抓持装置具有若干相同的方面，因此，若干上述特征亦适用于本实施方式，反之亦然。此吸附式抓持装置10包括限定平面E的基体20。为了拾取柔性平坦的基板1，此吸附式抓持装置10包括基于不同工作原理的负压模块30、40。
相对于基体的平面E位于外侧的负压模块40是构造为排气负压模块40(例如，伯努利悬浮吸盘)，而相对于基体的平面E位于内侧的负压模块30则构造为抽气负压模块30(例如，文丘里喷射器)，该抽气负压模块30具有一接触面34及布置在其中的多个抽气口32。
吸附式抓持装置10特别是适于拾取平坦的基板1或拾取略微翘曲的基板1，特别是对于极薄材料(例如UTG)及/或透光材料而言。因此，负压模块30、40的吸附方向N1、N2是彼此平行。外部的排气负压模块40在较大距离上具有抽吸作用，因此，外部的排气负压模块40在垂直于平面E的方向上相对于抽气负压模块30内缩。如此，一方面能够在边缘区域的对角进行距离补偿(伯努利吸盘)，另一方面对基板进行平面吸附或固定(表面吸附)。例如在居中吸附基板之前，基板会在其边缘及/或角部处发生跳跃。
图5详细示出构造为伯努利悬浮吸盘的排气负压模块40。排气负压模块40包括用于引入压缩空气的气体入口41以及环形排气口42，压缩空气通过环形排气口42朝基板1b的方向以呈锥体44形式吹扫。排出的空气向外流经基板，因此，由于伯努利效应，在气体锥体44的内部产生沿吸附方向N2的负压。
在此情况下，基板1b为透气的基板(例如纸张)，使得排出的气体至少部分地流过基板，此举有利于太高基板1b，特别是有利于引起基板与其下面的层的分离效果，特别是在基板与其下面的层之间具有附着力T的情况下，在此情况下，该层是构造为不透气的基板1a(例如玻璃)。
图8示出具有彼此上下水平叠放的不透气的基板1a(例如玻璃)及透气的基板1b(例如纸张)的堆叠。藉由本发明的吸附式抓持装置10，可形成此种混合的堆叠，并且也可从此种堆叠中抬高不同的基板。在此情况下，首先可藉由抽气负压模块30吸附平坦的基板1a、1b，然后藉由排气负压模块40吸附该平坦的基板，或者与此相反，首先藉由排气负压模块40吸附该基板，然后藉由抽气负压模块30吸附该基板。就不透气的基板1a、特别是柔性薄玻璃板而言，可在边缘处发生抬高或跳跃之前，首先居中地进行吸附。就透气的基板1b、特别是柔性薄纸张而言，可在平面地吸附并固定基板之前，首先实现吹透或跳跃。
对于吸附式抓持装置接近基板、拾取基板以及自吸附式抓持装置释放基板，图9及图10示出吸附式抓持装置的Z位置(平面E的法线及/或垂直于方向R1与R2)以及抽气负压模块30及排气负压模块40的工作状态的时间序列。在X轴上示意性地示出时间进程(s)，在Y轴上一方面示出负压模块30、40上的压力(巴)，另一方面示出抓持器沿Z方向的位置(cm)。
图9示出例如可用于玻璃的第一示例性序列。在吸附式抓持装置接近基板(s＝2)之后，首先启用抽气负压模块30(负压)，以便例如居中地吸附基板。然后(s＝4)启用排气负压模块40(负压)，以便完全拾取基板，例如亦在边缘处拾取基板。而后，此吸附式抓持装置可将拾取的基板移动至另一位置。为了从吸附式抓持装置释放基板(s＝9)，可结束藉由负压模块30、40进行的吸附，其中，可另外地规定，这些模块中的一个、特别是抽气负压模块30亦可吹走基板(正压)。
图10示出例如可用于纸张的第二示例性序列。在吸附式抓持装置接近基板(s＝2)之后，首先启用排气负压模块40(负压)，以便允许基板例如在边缘处发生跳跃。然后(s＝4)启用抽气负压模块30(负压)，以便完全拾取基板，例如亦在中心处拾取基板。而后，此吸附式抓持装置可将拾取的基板移动至另一位置。为了从吸附式抓持装置释放基板(s＝9)，可结束藉由负压模块30、40进行的吸附。
有利地，排气负压模块40(例如，伯努利悬浮吸盘)与抽气负压模块30(例如，文丘里喷射器)的组合特别是适于对不透气的基板(例如，柔性薄玻璃板)及透气的基板(例如，柔性薄纸张)进行层分离，该等基板例如是以上下水平堆叠的方式叠放，例如，交替地叠放。此举适用于弯曲的毛坯玻璃以及平坦的成品玻璃。
透气的基板优选地是包括纸张或由纸张构成，其中，单位面积重量在20至80g/m2之间，优选地在30至70g/m2之间，特别优选地在40至60g/m2之间，例如为50g/m2。透气的基板的厚度例如可在40至100微米之间，优选地在50至90微米之间，特别优选地在60至70微米之间。
根据DIN EN 1924-2，透气的基板亦可具有以下特性中的一个或多个：纵向(MD)断裂力在20至80N/15mm之间，优选地在30至50N/15mm之间。横向(CD)断裂力在10至40N/15mm之间，优选地在15至25N/15mm之间。纵向(MD)伸长率在1.5％至1.9％之间，优选地在1.6％至1.8％之间。横向(CD)伸长率在1.6％至2.0％之间，优选地在1.7％至1.9％之间。
此外，根据DIN EN ISO 2758，透气的基板的爆裂压力亦可在90至130kPa之间，优选地在100至120kPa之间，以及/或者，根据DIN EN 20535，透气的基板的Cobb值(水)在10至40g/m2之间，优选地在15至32g/m2之间，以及/或者，根据DIN EN 20287，透气的基板的绝对湿度在1％至5％之间，优选地在2％至4％之间。透气的基板特别是具有小于20％(T＝35°)的湿度，并且在应用之前，可将透气的基板存放在干燥柜中。
透气的基板的pH值可在5至9之间，优选地在6至8之间，更优选地在7至8之间，其中，特别是可根据ISO8791-2测定其pH值。
透气的基板可具有两个具有不同表面粗糙度的相对表面，其例如分别邻接一个平坦的基板。在此特别优选地，下表面具有较高的表面粗糙度，上表面具有较低的表面粗糙度。如此，在移除透气的基板时，有利地减小位于透气的基板下方的平坦的基板的附着力，此举特别是就薄玻璃而言是有利的。
根据ISO 8791/4，透气的基板的表面粗糙度可具有以下值：下表面粗糙度在4至14微米之间，优选地在6至12微米之间，特别优选地在8至10微米之间。下表面粗糙度在4至14微米之间，优选地在6至12微米之间，特别优选地在8至10微米之间。上表面粗糙度在1至7微米之间，优选地在2至6微米之间，特别优选地在3至5微米之间。
透气的基板(例如纸张)的化学性质(例如pH值)优选地是与不透气的基板相匹配，特别是用以避免玻璃腐蚀、留下印痕及/或雾度。特别地，可使用透气的基板避免雾度的形成(玻璃腐蚀、与酸反应、H2O+CO2会与玻璃表面上的Na反应形成Na2CO3，并且致使表面形成盐层)。透气的基板优选地在技术上不含氯及酸。特别地，可使用透气的基板防止酸含量及/或氯与基板(例如玻璃)的表面反应而形成难以洗掉的盐。此外，透气的基板亦优选地具有较低的粒子排放且/或具有在不透气的基板上可洗掉的粒子排放。
图1至3及图4所示吸附式抓持装置10亦优选地具有用于垂直于平面E方向的补偿单元22，以及(如果需要的话)安装在基体20上的阀岛55。此外，吸附式抓持装置10亦可配备有用于真空监测的感测机构50、用于力监测的感测机构51及/或用于(特别是朝垂直于平面E的方向)距离监测的感测机构52。为了适当考虑或控制薄玻璃的特殊特性(如柔韧性、翘曲、内应力、可能的珠边、水平位置、衬纸、摩擦电效应等)，将平面吸盘与根据伯努利原理的悬浮吸盘及智能感测机构组合使用，尤为有利。
因此，本发明特别是提供一种用于保持及/或转移片状工件、特别是薄玻璃的抓持器。该抓持器适用于搬运、运输、分离以及接合透气及不透气的柔性材料。此外，该抓持器亦有利地适于以较少接触的方式抓住基板。

Claims (16)

1.一种吸附式抓持装置(10)，用于拾取厚度优选地小于100μm的柔性平坦的基板(1)、特别是柔性薄玻璃板及/或柔性薄纸张，包括：
基体(20)，特别是用于连接至机械臂上，其中，基体限定了一个平面(E)，在拾取基板时，该平面优选地至少局部平行于基板而延伸，
至少一个抽气负压模块(30)，布置在基体(20)上，具有至少一个抽气口(32)，用于特别是藉由文丘里效应而抽吸气体并产生负压，以便将基板(1)吸附至吸附式抓持装置(10)上，以及
至少一个排气负压模块(40)，布置在基体(20)上，具有排气口(42)，用于特别是藉由伯努利效应而排出气体并产生负压，以便将基板(1)吸附至吸附式抓持装置(10)上。
2.根据权利要求1的吸附式抓持装置，
其中，抽气负压模块(30)构造为文丘里喷射器或者包括文丘里喷射器，以及/或者包括以下诸者：特别是用于引入压缩空气的气体入口；特别是用于再次排出压缩空气的气体出口；从气体入口延伸至气体出口并具有狭窄部位的连接件；以及在气体入口与气体出口之间分支而到达抽气口(32)的连接件，以便藉由文丘里效应以产生负压，以及/或者
其中，排气负压模块(40)构造为伯努利悬浮吸盘或者包括伯努利悬浮吸盘，以及/或者包括以下诸者：特别是用于引入压缩空气的气体入口；以及特别是用于再次排出压缩空气的从气体入口至排气口(42)的连接件，其中，排气口(42)建构成使得所排出的气体倾斜于基体(20)的平面而延伸，优选地是倾斜地遭遇待拾取的基板(1)，以便藉由伯努利效应产生负压。
3.根据权利要求1或2的吸附式抓持装置，
其中，抽气负压模块(30)具有接触面(34)，用于至少局部地接触待藉由吸附式抓持装置(10)拾取的基板(1)，且其中，抽气口(30)在接触面(34)内布置作为凹槽，
其中，多个抽气口(32)在接触面(34)内优选地布置作为凹槽，优选地布置至少224个抽气口，特别优选地布置至少1108个抽气口，更优选地布置至少1662个抽气口，以及
其中，抽气负压模块(30)的接触面(34)优选地具有至少530平方厘米的面积，特别优选地具有至少1280平方厘米的面积，更优选地具有至少1984平方厘米的面积。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附式抓持装置，
包括多个抽气负压模块(30)、特别是文丘里喷射器，以及/或者
包括多个排气负压模块(40)、特别是伯努利悬浮吸盘，以及/或者
其中，此或此等抽气负压模块(30)、特别是其接触面(34)是以与此或此等排气负压模块(40)、特别是其排气口相比更靠近基体(20)的平面(E)的中心的方式布置，其中，其优选地沿至少一个在基体的平面中延伸的方向、特别优选地是沿两个在基体的平面(E)中彼此垂直延伸的方向而实现，以及/或者
其中，此或此等抽气负压模块(30)、特别是其接触面(34)是布置在排气负压模块(40)、特别是其排气口(42)之间，其中，其优选地是沿至少一个在基体的平面中延伸的方向、特别优选地沿两个在基体的平面(E)中彼此垂直延伸的方向而实现。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的吸附式抓持装置，
包括至少一个抽气负压模块组(3)，其是沿第一方向(R1)布置在优选地布置在基体(20)的相对边缘上的两个排气负压模块组(4)之间，
其中，抽气负压模块组(3)包括一个或多个抽气负压模块(30)，抽气负压模块的接触面(34)沿垂直于第一方向的第二方向(R2)延伸，优选地呈条状，以及
其中，排气负压模块组(4)包括多个沿垂直于第一方向(R1)的第二方向(R2)彼此并排布置的排气负压模块(40)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸附式抓持装置，
其中，此或此等抽气负压模块(30)、特别是抽气负压模块组(3)限定了第一吸附方向(N1)，特别是限定了垂直于抽气负压模块的接触面(34)及/或垂直于基体(20)的平面(E)的第一吸附方向，以及
其中，此或此等排气负压模块(40)、特别是排气负压模块组(4)限定了第二吸附方向(N2)，其倾斜于第一吸附方向(N1)延伸，特别是延伸成使得吸附方向(N1、N2)限定了凸面(F)的法线，以便拾取具有凹面曲率及/或相对珠边(2)的柔性平坦的基板(1)，
其中，吸附式抓持装置优选地包括调节装置，其适于改变第一吸附方向(N1)与第二吸附方向(N2)之间的倾角。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的吸附式抓持装置，
包括至少一个抽气负压模块(30)，其沿第一方向(R1)以及沿垂直于第一方向的第二方向(R2)布置在至少四个排气负压模块(40)之间，而排气负压模块优选地布置在基体(20)的角部中，或布置在基体的边缘区域处，以及/或者其中，此或此等抽气负压模块(30)布置在由四个排气负压模块(40)所限定的四边形内，其中，吸附式抓持装置(10)的所有的抽气负压模块(30)优选地均布置在此四边形内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的吸附式抓持装置，
其中，此或此等抽气负压模块(30)限定了第一吸附方向(N1)，而且，此或此等排气负压模块(30)限定了第二吸附方向(N2)，其中，第一吸附方向及第二吸附方向(N1、N2)彼此平行地延伸，特别是垂直于抽气负压模块(30)的接触面(34)且/或垂直于基体(20)的平面(E)延伸，以及/或者
其中，此或此等排气负压模块(40)沿第一吸附方向(N1)、沿第二吸附方向(N2)、垂直于抽气负压模块(30)的接触面(34)且/或垂直于基体(20)的平面(E)而内缩，优选地内缩至少0.2厘米，特别优选地内缩至少0.45厘米，更优选地内缩至少0.5厘米。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的吸附式抓持装置，
其中，此或此等抽气负压模块(30)及此或此等排气负压模块(40)分别构造为独立的组件，以及/或者
其中，抽气负压模块(30)、特别是其接触面(34)与排气负压模块(40)、特别是其排气口(42)之间，存在至少1厘米的距离(A)，优选地存在至少2厘米的距离(A)，特别优选地存在至少4厘米的距离(A)，以及/或者
其中，此或此等抽气负压模块(30)及此或此等排气负压模块(40)可单独控制，特别是将其控制成为可首先藉由排气负压模块(40)吸附柔性平坦的基板(1)，然后可藉由抽气负压模块(30)吸附柔性平坦的基板。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的吸附式抓持装置，
其中，此或此等抽气负压模块(30)每一个的保持力为至少12牛顿，优选地至少37牛顿，特别优选地至少43牛顿，以及/或者
其中，此或此等排气负压模块(40)每一个的保持力为至少1.8牛顿，优选地至少3.2牛顿，特别优选地至少5.4牛顿，以及/或者
其中，此或此等抽气负压模块(30)能可变地控制，以便实现至少两个不同值的保持力，以及/或者，其中，此或此等排气负压模块(40)能可变地控制，以便实现至少两个不同值的保持力，特别是使得此吸附式抓持装置(10)构造为用于不透气的基板(1a)及透气的基板(1b)的组合式吸附式抓持装置。
11.一种拾取柔性平坦的基板的方法，用于拾取厚度优选地小于100μm的柔性平坦的基板(1)、特别是柔性薄玻璃板及/或柔性薄纸张，包括：
使用具有一个或多个抽气负压模块(30)以及一个或多个排气负压模块(40)的特别是根据权利要求1至10中任一项所述的吸附式抓持装置(10)，
使吸附式抓持装置(10)接近柔性平坦的基板(1)，特别是使得基板(1)处于相对于吸附式抓持装置(10)的平面(E)至少局部平行的相对位置中，以及
藉由吸附式抓持装置(10)拾取柔性平坦的基板(1)，其中，藉由抽气负压模块(30)及排气负压模块(40)而时间上错开地吸附柔性平坦的基板(1)，例如首先藉由抽气负压模块(30)吸附，而后藉由排气负压模块(40)吸附，或者，首先藉由排气负压模块(40)吸附，而后藉由抽气负压模块(30)吸附。
12.根据权利要求11的方法，其中包括：
藉由吸附式抓持装置(10)拾取不透气的基板(1a)、特别是柔性薄玻璃板，其中，首先藉由此或此等抽气负压模块(30)吸附不透气的基板(1a)，然后藉由此或此等排气负压模块(40)完全拾取不透气的基板，以及/或者
藉由吸附式抓持装置(10)拾取透气的基板(1b)、特别是柔性薄纸张，其中，首先藉由此或此等排气负压模块(40)吹透并抬起透气的基板(1b)，然后藉由此或此等抽气负压模块(30)完全拾取透气的基板。
13.根据权利要求11或12的方法，其中进一步包括：
从吸附式抓持装置(10)释放柔性平坦的基板(1)，其通过结束藉由抽气负压模块(30)及/或排气负压模块(40)所进行的吸附，
其中，藉由抽气负压模块(30)而从吸附式抓持装置(10)吹走柔性平坦的基板(1)、特别是不透气的基板(1a)，例如柔性薄玻璃板。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，包括：
从具有不透气的基板(1a)及透气的基板(1b)的堆叠(S)、特别是从具有玻璃板及纸张的堆叠(S)，依次抬起不透气的基板(1a)及透气的基板(1b)，其中，藉由同一个吸附式抓持装置(10)从堆叠(S)揭离不透气的基板(1a)及透气的基板(1b)，以及/或者
依次叠放不透气的基板(1a)及透气的基板(1b)，以形成具有不透气的基板(1a)及透气的基板(1b)的堆叠(S)、特别是具有玻璃板及纸张的堆叠(S)，其中，藉由同一个吸附式抓持装置(10)将不透气的基板(1a)及透气的基板(1b)放置至堆叠(S)上。
15.一种具有不透气的基板及透气的基板的堆叠，特别是具有柔性薄玻璃板及柔性薄纸张的堆叠(S)，特别是藉由或可藉由根据权利要求11至14中任一项所述的方法制成，
其中，不透气的基板具有小于70μm的厚度，优选地具有小于50μm的厚度，更优选地具有小于30μm的厚度，以及/或者
其中，透气的基板具有小于80μm的厚度，优选地具有小于70μm的厚度，更优选地具小于50μm的厚度。
16.根据权利要求15所述的堆叠，
其中，此堆叠包括至少50个、优选地至少100个、特别优选地至少200个不透气的基板(1a)，其中，不透气的基板(1a)优选地以至多±2mm、特别优选地以至多±1mm的横向公差而叠放，以及/或者
其中，在不透气的基板(1a)之间分别布置有至少一个透气的基板(1b)，以便特别是保护不透气的基板(1a)的表面免受刮擦、横向位移及/或化学反应的影响，以及/或者
其中，透气的基板(1b)是侧向地突出于不透气的基板(1a)，优选地具有至少10mm的突出部，特别优选地具有至少20mm的突出部，以及/或者
其中，透气的基板(1b)具有两个表面粗糙度不同而又相对的表面，特别优选地具有表面粗糙度较高的下表面以及表面粗糙度较低的上表面。
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