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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.
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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
DE 101 00 426 A1 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 Bewegungsachsen, 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.
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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.
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Aus
der
DE 19 606 763
C1 ist ferner eine Vorrichtung zum Transportieren von Substraten
zwischen einer Vielzahl von kreisförmig angeordneten Prozeßstationen
bekannt, bei der der Transport über einen
Drehtisch erfolgt an dem Substratgreifer angeordnet sind. Die Substratgreifer
sind um eine Drehachse des Drehtischs drehbar und auch über eine geeignete
Hubvorrichtung parallel zur Drehachse derart bewegbar, daß sie mit
einem zweiten Substratgreifer zusammenwirken können.
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Ausgehend
von dem oben genannten 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.
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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 um eine parallel
zu einer Ebene des zweiten Substratgreifers verlaufende Schwenkachse schwenkbar
ist. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung
benötigt
keinen separaten Handhabungmechanismus zum Beladen von übereinanderliegenden
Substratgreifern. 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend
anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung
mit einem ausgeschwenkten Substratgreifer; und
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2 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung
mit eingeschwenktem Substratgreifer.
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Die 1 und 2 zeigen
eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum
Handhaben von Substraten 2.
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Die
Vorrichtung 1 weist einen Antriebsteil und einen Substrataufnahme-
und Halteteil 6 auf.
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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.
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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.
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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.
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In
der bevorzugten und in 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.
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Die
Substrat-Aufnahme und Haltevorrichtung 6 weist ein Aufnahme-
und Halteteil 20 und ein Antriebsteil 22 auf,
der nachfolgend noch näher
beschrieben wird.
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Der
Aufnahme- und Halteteil 20 weist zwei Substratgreifer auf,
von denen in den 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.
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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.
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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 aufweissen,
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.
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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.
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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. Die Schwenkachse erstreckt sich im Wesentlichen parallel
zu den Platten 26,28. Im ausgeschwenkten Zustand
des Substratgreifers 24 liegt die Schwenkachse auf halbem
Wege zwischen der Mitte der Platte 26 und der Mitte des
Greifkopfs 35.
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Ein
Verbindungselement 40 verbindet das Schwenkende des Tragarms 33 mit
der Antriebseinheit 22, die eine Schwenkbewegung des Substratgreifers 24 von
der in 1 gezeigten Position zu der in 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.
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Nachfolgend
wird nun der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der
Figuren näher
erläutert.
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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 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.
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Nun
wird die Aufnahme- und Haltevorrichtung 6 über die
Linear-Bewegungseinheit 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.
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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 1 gezeigten
Position in die in 2 gezeigte Position geschwenkt.
In der in 2 gezeigten Position befinden
sich der Greifkopf 35 und der Greifarm 33 in dem
in 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.
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In
der in 2 dargestellten Position der Substrataufnahme-
und Haltevorrichtung 6 werden das am unteren Substrathalter
gehaltene Substrat, sowie das am Substratgreifer 24 gehaltene
Substrat 2 parallel und zentriert zueinander gehalten.
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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.
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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.
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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.