DE10108383A1 - Vorrichtung zum Aufnehmen von Substraten - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Handhaben von wenigstens zwei Substraten, mit wenigstens zwei Substratgreifern, wobei ein erster, schwenkbarer Substratgreifer zwischen einer zum zweiten Substratgreifer seitlich benachbart liegenden Aufnahmeposition und einer über dem zweiten Substrathalter liegenden Halteposition schwenkbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufnehmen von wenigstens zwei Substraten und insbesondere zum Anordnen der Substrate in einer Sandwichposition, d. h. im wesentlichen parallel und beabstandet zueinander.

Bei der Herstellung von Datenträgern, wie beispielsweise DVD's oder CD's, ist es bekannt, zwei den Datenträger bildende Halbseiten miteinander in einer entsprechenden Verklebestation zu verkleben, wie es beispielsweise aus der auf die selbe Anmelderin zurückgehende, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 101 00 426.5 bekannt ist. Zum Beladen der bekannten Verklebestation wird eine sogenannte "Sandwich"-Handhabungsvorrichtung verwendet. Diese Sandwich-Handhabungsvorrichtung weist einen unteren Substratgreifer zum Aufnehmen und Halten einer ersten Halbseite des Datenträgers, sowie einen darüber liegenden Substratgreifer zum parallelen und beabstandeten Halten einer zweiten Halbseite des Datenträgers auf. Der obere Substratträger ist passiv ausgebildet, d. h. er kann nicht selbst ein Substrat, beispielsweise von einem Förderband aufnehmen, sondern muß durch einen separaten Handhabungsmechanismus beladen werden. Dabei weist der separate Handhabungsmechanismus zwei linear Bewegungs­ achsen, sowie eine Drehachse auf, um eine aufgenommene Halbseite des Datenträgers in Horizontal- und Vertikalrichtung über den oberen Substratgreifer zu bewegen (Linear-Bewegungsachsen) und dann um 180° zu drehen, um zu bewirken, daß die zu verklebenden Oberflächen der Halbseiten des Datenträgers zueinander weisen, da die zu verklebenden Oberflächen der Halbseiten des Datenträgers vor ihrer Aufnahme jeweils nach oben weisen.

Das Beladen der Sandwich-Handhabungsvorrichtung ist zeitaufwendig, da zum Beladen einer separater Handhabungsmechanismus verwendet wird. Dieser separate Handhabungsmechanismus, der mit den Bewegungen des Sandwich-Handhabungsvorrichtung synchronisiert werden muß, führt ferner zu einer komplexen und teueren Handhabungsvorrichtung.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Handhaben von wenigstens zwei Substraten vorzusehen, die auf einfache und kostengünstige Weise eine schnelle Aufnahme und Anordnung der Substrate in einer Sandwichposition, d. h. übereinanderliegendend, ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Handhaben von wenigstens zwei Substraten, mit wenigstens zwei Substratgreifern gelöst, wobei ein erster, schwenkbarer Substratgreifer zwischen einer zum zweiten Substratgreifer seitlich benachbart liegenden Aufnahmeposition und einer über dem zweiten Substrathalter liegenden Halteposition schwenkbar ist. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung benötigt keinen separaten Handhabungmechanismus zum Beladen von übereinanderliegenden Substrat­ greifern. Dadurch werden die Kosten für die Handhabungsvorrichtung erheblich verringert. Darüber hinaus kann bei ausgeschwenktem ersten Substratgreifer eine gleichzeitige Aufnahme von Substraten erfolgen, was zu einer Zeitersparnis beim Beladen der Handhabungsvorrichtung führt. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung zum Beladen des ersten Substratgreifers nur eine Schwenkbewegung des Substratgreifers notwendig, während bei der bekannten Vorrichtung zum Beladen des oberen Substratgreifers eine vertikale, eine horizontale und eine Drehbewegung notwendig ist. Der Aufbau der Vorrichtung ist wesentlich vereinfacht, und die mit entsprechenden Antriebseinheiten verbundenen Kosten sind reduziert.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die Substratgreifer in einer Substrat-Aufnahmeposition in im wesentlichen der selben Ebene, um eine gleichzeitige Aufnahme von Substraten zu ermöglichen. Um den Substrataufnahmevorgang nicht zu beeinträchtigen, und eine anschließende Anordnung der Substrate in der Sandwichposition zu erleichtern, liegt die Schwenkachse des ersten Substratgreifers vorzugsweise über dieser Ebene.

Vorzugsweise ist der erste Substratgreifer um 180° schwenkbar, um die Substrate aus einer ersten, in einer gemeinsamen Ebene liegenden Position in eine zweite, parallel beabstandete Position zu bringen, und um ferner die miteinander zu verklebende Oberflächen der Substrate derart anzuordnen, daß sie zueinander weisen. Vorzugsweise ist eine Platte mit einem Ausschnitt vorgesehen, in den der Substratgreifer derart hineinschwenken kann, daß das Substrat auf der Platte aufliegt. Hierdurch wird eine gute Ausrichtung des Substrats zum zweiten Substratgreifer sichergestellt.

Für eine gute und einfache Aufnahme der Substrate weist wenigstens ein Substratgreifer wenigstens eine Vakuumgreifer auf. Dabei sind Vakuumgreifer am ersten und zweiten Substratgreifer vorzugsweise mit einer gemeinsamen Unterdruckversorgung verbindbar, um die Kosten für die Vorrichtung zu reduzieren. Vorzugsweise sind die Vakuumgreifer jedoch unabhängig voneinander mit Unterdruck oder Umgebungsdruck beaufschlagbar, um das Aufnehmen und lösen der Substrate zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu gewährleisten.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Substratgreifer an einer gemeinsamen Bewegungsvorrichtung angebracht, um die Substrate nach ihrer Aufnahme weiter zu transportieren, beispielsweise um sie in eine Verklebestation zu bringen. Hierzu weist die Bewegungsvorrichtung vorzugsweise eine Hubeinheit sowie eine Dreheinheit auf, um die Substrate in vertikaler sowie horizontaler Richtung zu bewegen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Hand­ habungsvorrichtung mit einem ausgeschwenkten Substratgreifer; und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Hand­ habungsvorrichtung mit eingeschwenktem Substratgreifer.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Handhaben von Substraten 2.

Die Vorrichtung 1 weist einen Antriebsteil und einen Substrataufnahme- und Halteteil 6 auf.

Der Antriebsteil 4 weist ein stationäres Gehäuseteil 8, sowie ein hierzu drehbares Gehäuseteil 10 auf. Das drehbare Gehäuseteil 10 ist über einen nicht näher dargestellten Antrieb, wie beispielsweise einen Pneumatikantrieb oder einen Elektroantrieb bezüglich des stationären Gehäuses 8 drehbar. Die Antriebselemente sind in dem stationären Gehäuse 8 und/oder dem drehbaren Gehäuse 10 untergebracht.

Am Gehäuse 10 ist eine Linear-Bewegungseinheit 12 derart angebracht, daß diese mit dem Gehäuse 10 drehbar ist. Die Linear-Bewegungseinheit 12 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Drehachse des Gehäuses 10 und sieht somit eine Bewegung vor, die im wesentlichen senkrecht zur Drehbewegung des Gehäuses 10 gerichtet ist.

Die Linear-Bewegungseinheit 12 weist eine stationär am Gehäuse befestigte Schiene 14, sowie einen daran befestigten Gleiter 16 auf, der über einen geeigneten, nicht näher dargestellten Antrieb, wie beispielsweise einen Pneumatik- oder Elektroantrieb entlang der Schiene 14 bewegbar ist. Der Gleiter 16 trägt einen im wesentlichen L-förmigen Haltebügel 18, der an seinem freien, d. h. vom Gleiter 16 entfernten Ende in geeigneter Weise die Substrat-Aufnahme- und Haltevorrichtung 6 trägt. Die Substrat-Aufnahme und Haltevorrichtung 6 ist somit mit dem Gehäuseteil 10 um dessen Drehachse drehbar und über die Linear-Bewegungseinheit 12 auch senkrecht hierzu bewegbar.

In der bevorzugten und in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Drehung des Gehäuseteils 10 um eine sich vertikal erstreckende Drehachse, so daß die Substrat-Aufnahme- und Haltevorrichtung 6 bei einer Drehung des Gehäuseteils 10 horizontal bewegt wird. Die Linear-Bewegungseinheit 12 erstreckt sich parallel zur Drehachse des Gehäuseteils 10, so daß die Substrat-Aufnahme- und Haltevorrichtung 6 über die Linear-Bewegungseinheit 12 horizontal bewegbar ist. Obwohl die Kombination einer Drehbwegungseinheit und einer Linear-Bewegungseinheit bevorzugte wird, könnten auch andere Bewegungseinheiten zum Bewegen der Substrat- Aufnahme- und Haltevorrichtung 6, wie beispielsweise zwei Linear- Bewegungseinheiten vorgesehen sein.

Die Substrat-Aufnahme und Haltevorrichtung 6 weist ein Aufnahme- und Halteteil 20 und ein Antriebsteil 22 auf, der nachfolgend noch näher beschrieben wird.

Der Aufnahme- und Halteteil 20 weist zwei Substratgreifer auf, von denen in den Fig. 1 und 2 nur ein Substratgreifer 24 zu sehen ist. Der in den Figuren nicht zu erkennende Substratgreifer ist im Bereich einer unteren Platte 26 des Aufnahme- und Halteteils 20 angeordnet und kann beispielsweise durch die Platte 26 gebildet werden, die eine Vielzahl von Vakuumöffnungen zum Ansaugen eines Substrats 2 aufweisen kann. Alternativ oder auch zusätzlich kann in der Mitte der Platte 26 ein sogenannter Innenlochgreifer vorgesehen sein, der beispielsweise in ein Innenloch des Substrats 2 eingreift und dadurch hält. Die Unterseite der Platte 26 ist eben und erstreckt sich horizontal.

Der Aufnahme- und Halteteil 20 weist ferner eine obere Platte 28 mit einer ebenen Oberfläche 29 auf, die sich parallel zur unteren Platte 26 erstreckt. Die Platte 28 besitzt einen Ausschnitt 31, der zur Aufnahme des Substratgreifers 24 geeignet ist, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird.

Der Substratgreifer 24 weist einen Schwenkarm 33 auf, der in geeigneter Weise schwenkbar mit den Platten 26, 28 des Aufnahme- und Halteteils 20 verbunden ist. An seinem freien Ende trägt der Schwenkarm 33 einen Greifkopf 35, der beispielsweise einen Vakuumgreifer in der Form eines Vakuumringes aufweist. Alternativ kann der Greifkopf 35 auch einen Innenlochgreifer aufweisen, der beispielsweise in das Innenloch einer CD oder DVD-Hälfte eingreifen kann. Bei der derzeitig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch ein Vakuumgreifer bevorzugt, da dieser den Innenlochbereich des Substrats 2 frei läßt, und somit das Einführen eines Zentrierstiftes und/oder eines Innenlochgreifers ermöglicht.

Der Greifkopf 35 und der Schwenkarm 33 des Substratgreifers 24 sind so bemessen, daß sie in den Ausschnitt 31 der oberen Platte 28 hineingeschwenkt werden können, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird.

Der Schwenkarm 33 wird an seinem Schwenkende zwischen zwei Trägern 37 gehalten, an denen auch die jeweiligen Platten 26, 28 getragen werden. Die Träger 37 tragen den Schwenkarm 33 derart, daß die Schwenkachse des Tragarms 33 radial außerhalb der Abmessungen der Platten 26, 28 und zwischen den durch die Platten 26, 28 gebildeten Ebenen liegt. Im ausgeschwenkten Zustand des Substratgreifers 24 liegt die Schwenkachse auf halbem Wege zwischen der Mitte der Platte 26 und der Mitte des Greifkopfs 35.

Ein Verbindungselement 40 verbindet das Schwenkende des Tragarms 33 mit der Antriebseinheit 22, die eine Schwenkbewegung des Substratgreifers 24 von der in Fig. 1 gezeigten Position zu der in Fig. 2 gezeigten Position bewirkt. Der Antrieb kann beispielsweise, wie dargestellt, ein Pneumatikantrieb sein, aber es können auch andere geeignete Antriebsmechanismen vorgesehen werden, um den Substratgreifer 24 zu schwenken.

Nachfolgend wird nun der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Figuren näher erläutert.

Zunächst wird die Substrataufnahme- und Haltevorrichtung 6 über das Gehäuse 10 in eine Substrat-Aufnahmeposition, die sich beispielsweise über einem Förderband befindet, bewegt. Auf dem Förderband befinden sich zwei benachbart liegende DVD-Hälften, die durch die Aufnahme- und Haltevorrichtung 6 aufgenommen werden sollen. Der Substratgreifer 24 wird in die in Fig. 1 gezeigte Position ausgeschwenkt. In dieser Position liegt der Aufnahmeteil des Greifkopfs 35, wie beispielsweise ein Vakuumring in der selben Ebene wie der Aufnahmeteil der Platte 26. Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Platte 26 und dem Mittelpunkt des Greifkopfes 35 entspricht genau dem Abstand zwischen den Mittelpunkten der darunterliegenden DVD- Hälften.

Nun wird die Aufnahme- und Haltevorrichtung 6 über die Linear-Bewegungs­ einheit 12 abgesenkt, so daß der Substratgreifer an der Platte 26 und der Substratgreifer am Greifkopf 35 simultan mit den zwei darunterliegenden Substrathälften 2 in Eingriff kommen. Die Substrate werden über die jeweiligen Substratgreifer gleichzeitig aufgenommen, wie beispielsweise angesaugt.

Anschließend wird die Aufnahme- und Haltevorrichtung 6 durch die Linear- Bewegungseinheit 12 angehoben, so daß die Substrate 2 von ihren jeweiligen Unterlagen, wie beispielsweise dem Förderband abgehoben werden. Wenn die Substrate 2 von ihren Unterlagen abgehoben sind, kann das Gehäuseteil 10 um seine Drehachse gedreht werden, um die Substrate horizontal zu der nächsten Bearbeitungsstation, wie beispielsweise der Eingangs genannte Verklebestation, zu bewegen. Gleichzeitig oder auch schon vor dem Einsetzen der Drehbewegung 10 wird der Substratgreifer 24 über die Antriebseinheit 22 von der in Fig. 1 gezeigten Position in die in Fig. 2 gezeigte Position geschwenkt. In der in Fig. 2 gezeigten Position befinden sich der Greifkopf 35 und der Greifarm 33 in dem in Fig. 1 dargestellten Ausschnitt 31 der Platte 28. Bei dieser Schwenkbewegung wird der Substratgreifer 24 um 180° geschwenkt, so daß das am Greifkopf 35 gehaltene Substrat 2 um 180° gedreht wird. Die vor der Aufnahme nach oben weisende Oberfläche weist nunmehr nach unten. Das Substrat 2 kommt auf der Platte 28 zum Liegen und wird auch durch diese getragen.

In der in Fig. 2 dargestellten Position der Substrataufnahme- und Halte­ vorrichtung 6 werden das am unteren Substrathalter gehaltene Substrat, sowie das am Substratgreifer 24 gehaltene Substrat 2 parallel und zentriert zueinander gehalten.

In der nächsten Bearbeitungsstation, wie beispielsweise der Verklebestation werden die Substrate von der Substrathalte- und Aufnahmevorrichtung durch geeignete obere und untere Substratgreifer entnommen bzw. wird der untere, nicht dargestellte Substratgreifer einfach gelöst, um das untere Substrat beispielsweise auf einer Unterlage bzw. einem Zentrierstift abzulegen.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht somit auf einfache und kostengünstige Weise ein gleichzeitiges Aufnehmen zweier Substrate, von denen eines um 180° gedreht wird, und das Anordnen der Substrate in einem Sandwich, d. h. übereinanderliegend. Für die Aufnahme und die Drehung des einen Substrats ist nur eine einzelne Bewegungsachse, nämlich die Schwenkachse des Greifarms 33 vorgesehen.

Obwohl die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf dies konkret dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wie schon erwähnt, können unterschiedliche Antriebe für das drehbare Gehäuse 10 die Linear- Bewegungseinheit 12 und sowie die Antriebseinheit 22 vorgesehen werden. Auch kann natürlich die Ausrichtung der einzelnen Elemente zueinander von der konkret dargestellten Ausrichtung abweichen, beispielsweise ist nicht notwendig, daß die Platten 26, 28 horizontal angeordnet sind.

Claims (11)

1. Vorrichtung (1) zum Handhaben von wenigstens zwei Substraten (2), mit wenigstens zwei Substratgreifern (24), wobei ein erster, schwenkbarer Substratgreifer (24) zwischen einer zum zweiten Substratgreifer seitlich benachbart liegenden Aufnahmeposition und einer über dem zweiten Substrathalter liegenden Halteposition schwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratgreifer (24) in einer Substrat-Aufnahmeposition im wesentlichen in derselben Ebene liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwenkachse des ersten Substratgreifers (24) über der Ebene liegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Substratgreifer (24) um 180° schwenkbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Substratgreifer (24) derart in einem Ausschnitt (31) einer Platte (28) hinein schwenkbar ist, daß ein Substrat (2) am Substratgreifer (24) auf der Platte aufliegt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Substratgreifer wenigstens einen Vakuumgreifer aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Vakuumgreifer am ersten und zweiten Substratgreifer mit einer gemeinsamen Unterdruckversorgung verbindbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumgreifer unabhängig voneinander mit Unterdruck oder Umgebungsdruck beaufschlagbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratgreifer an einer gemeinsamen Bewegungsvorrichtung angebracht sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtung eine Hubeinheit aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtung eine Dreheinheit aufweist.