DE19753226A1 - Werkstückanziehungsvorrichtung - Google Patents
WerkstückanziehungsvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkstückan
ziehungsvorrichtung mit Saugnäpfen zum Anziehen und Tragen
eines Werkstücks.
Bisher wurden verschiedene Saugnäpfe verwendet, um Werkstücke
anzuziehen und zu tragen. Ein Beispiel ist ein balgförmiger
Saugnapf zum Anziehen von Werkstücken mit gekrümmter Ober
fläche, wie Glasplatten für Flüssigkristallanzeigeeinheiten,
CRTs, etc.
Fig. 5 der beigefügten Zeichnung zeigt eine herkömmliche
Werkstückanziehungsvorrichtung mit balgförmigen Saugnäpfen.
Wie in Fig. 5 dargestellt, weist die generell mit dem
Bezugszeichen 1 bezeichnete herkömmliche Werkstückanziehungs
vorrichtung einen Block 2 mit einer Dicke S auf und eine
Vielzahl von balgförmigen Saugnäpfen 5, die über entsprechende
Befestigungen 3 jeweils in Öffnungen 4 in dem Block 2
angebracht sind. Die Werkstückanziehungsvorrichtung 1 dient
dem Anziehen und Tragen einer Glasplatte 6 mit einer gekrümm
ten Oberfläche.
Die balgförmigen Saugnäpfe 5, die in direkten Kontakt mit der
Glasplatte 6 gebracht werden, bestehen aus Gummi und haben
einen Sauganschluß 7, der über die Befestigung 3 in Verbindung
mit einem in dem Block 2 ausgebildeten Saugdurchgang 8
gehalten wird.
Da die balgförmigen Saugnäpfe 5 aus Gummi bestehen, neigt eine
aus den balgförmigen Saugnäpfen 5 sickernde ölige Substanz
dazu, an der Oberfläche der Glasplatte 5 festzukleben, wodurch
Markierungen auf der Glasplatte 6 verbleiben, die die Qualität
der Glasplatte 6 beeinträchtigen.
Wenn die Glasplatte 6 durch die Werkstückanziehungsvorrichtung
1 unmittelbar nach dem Entfernen der Glasplatte 6 aus einem
Ofen angezogen wird, so daß die Glasplatte eine hohe Tempera
tur von etwa 200°C aufweist, erfahren die balgförmigen
Saugnäpfe 5, die in Kontakt mit der Glasplatte 6 treten, eine
chemische Reaktion und erzeugen Gase, die die Umgebung
beeinträchtigen.
Außerdem ist die Dicke S der Werkstückanziehungsvorrichtung
1 relativ groß, wodurch die Werkstückanziehungsvorrichtung 1
relativ viel Platz erfordert. Dementsprechend können Erforder
nisse einer effizienten Ausnutzung des Platzes um die
Werkstückanziehungsvorrichtung 1 nicht erfüllt werden.
Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Werkstückanziehungsvorrichtung zu schaffen,
die das Zurücklassen von Markierungen auf einer gekrümmten
Oberfläche eines Werkstücks vermeidet, so daß das Werkstück
eine gute Qualität behalten kann.
Außerdem soll eine Werkstückanziehungsvorrichtung geschaffen
werden, die in hohem Maße hitzebeständig ist und die Umgebung
nicht beeinträchtigt.
Schließlich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
relativ kleine Werkstückanziehungsvorrichtung zu schaffen, die
den Platz besser ausnutzt.
Diese Aufgaben werden mit der Erfindung im wesentlichen durch
die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter
ansprüchen.
Weitere Ziele, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden
alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale
für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der
Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den
Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer
Werkstückanziehungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen
Saugnapf der Werkstückanziehungsvor
richtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der
Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt, der zeigt,
wie die Werkstückanziehungsvorrichtung
ein Werkstück anzieht, und
Fig. 5 einen Schnitt durch eine herkömmliche
Werkstückanziehungsvorrichtung.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist eine Werkstückanziehungs
vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ein erstes
Gehäuse 12 in Form einer länglichen, rechteckigen dünnen
Platte, ein zweites Gehäuse 16 ebenfalls in der Form einer
länglichen, rechteckigen dünnen Platte, die an einer Seiten
fläche des ersten Gehäuses 12 über eine Vielzahl von Be
festigungselementen, wie Schrauben 14, befestigt ist, und eine
Vielzahl von balgförmigen Saugnäpfe 20 auf, die jeweils in in
dem zweiten Gehäuse 16 ausgebildeten Öffnungen 18 angeordnet
sind. Die balgförmigen Saugnäpfe 20 bestehen aus Kunst
harzmaterial, wie Polytetrafluorethylen (PTFE) oder dgl. Das
erste Gehäuse 12, das zweite Gehäuse 16 und die Schrauben 14
bestehen vorzugsweise aus Kunstharzmaterial.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt jeder der balgförmigen
Saugnäpfe 20 einen dicken ringförmigen Flansch 22 und einen
mit diesem einstückigen Balg 24, der dünner ist als der
Flansch 22 und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als
der Durchmesser des Flansches 22. Der Balg 24 weist eine
Vielzahl von ringförmigen Stegen 26a, 26b auf, die radial nach
außen vorstehen und axial von dem Flansch 22 und auch
voneinander beabstandet sind, sowie eine Vielzahl von
ringförmigen Nuten 28a, 28b, die sich radial nach innen
erstrecken und axial von dem Flansch 22 und voneinander
beabstandet sind. Die ringförmige Nut 28a ist axial zwischen
den ringförmigen Stegen 26a, 26b angeordnet, und die ringför
mige Nut 28b ist axial zwischen dem ringförmigen Steg 26b und
dem Flansch 22 angeordnet.
Die Bälge 24 können axial expandiert und kontrahiert werden,
wenn sich die Stege 26a, 26b über die Nuten 28a, 28b axial zu
bzw. weg von dem Flansch 22 und zueinander bewegen. Daher sind
die Bälge 24 gegen eine gekrümmte Oberfläche einer Glasplatte
48 (vgl. Fig. 1), die das von der Werkstückanziehungsvor
richtung 1 angezogene und getragene Werkstück ist, elastisch
deformierbar. Der balgförmige Saugnapf 20 weist eine axiale
Saugöffnung 30 auf, die sich axial zentral durch den Flansch
22 und den Balg 24 erstreckt. Wie in Fig. 1 dargestellt ist,
sind die balgförmigen Saugnäpfe 20 in entsprechenden Öffnungen
18 an entsprechenden Ecken einer länglichen rechteckigen Form
angeordnet. Die balgförmigen Saugnäpfe 20 können aber auch in
verschiedenen anderen Mustern, bspw. einer quadratischen Form,
einer kreisförmigen Form, einer elliptischen Form, einer
Vielzahl konzentrischer kreisförmiger Formen etc. angeordnet
sein, abhängig von der Krümmung der Oberfläche, dem Gewicht
und anderen Faktoren des Werkstücks.
In Fig. 2 weist der Balg 24 die beiden Stege 26a, 26b und die
beiden Nuten 28a, 28b auf. Der Balg 24 kann aber auch mehr als
zwei Stege und mehr als zwei Nuten aufweisen.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist jeder der balgförmigen
Saugnäpfe 20 ein äußerstes Ende auf, das von einer äußeren
flachen Fläche des zweiten Gehäuses 16 um eine festgelegte
Entfernung vorsteht.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist das erste Gehäuse 12
einen darin ausgebildeten Saugdurchgang 32 auf, der sich
entlang der Ebene des ersten Gehäuses 12 erstreckt. Der
Saugdurchgang 32 wird in Verbindung mit den Saugöffnungen 30
der entsprechenden balgförmigen Saugnäpfe 20 durch ent
sprechende Öffnungen 34 gehalten, die in dem ersten Gehäuse
12 ausgebildet sind. Der Saugdurchgang 32 weist eine Verbin
dungsöffnung 36 an seinem äußeren Ende auf, das in einer Kante
des ersten Gehäuses 12 ausgebildet ist. Ein Rohr (Schlauch)
38, das mit einer nicht dargestellten Vakuumquelle gekoppelt
ist, ist über eine Rohrverbinder (nicht dargestellt) mit der
Verbindungsöffnung 36 verbunden. Das zweite Gehäuse 16 weist
eine Vielzahl von Aussparungen 40 auf, die in seiner Fläche
ausgebildet sind, die einer Fläche 42 des ersten Gehäuses 12
gegenüberliegt und an dem Boden der entsprechenden Öffnungen
18 nahe den Öffnungen 34 angeordnet ist. Die Flansche 22 der
entsprechenden balgförmigen Saugnäpfe 20 sind teilweise in den
entsprechenden Aussparungen 40 aufgenommen und gegen die
Oberfläche 42 des ersten Gehäuses 12 gehalten, wodurch die
balgförmigen Saugnäpfe 20 an ihrem Platz gehalten werden.
O-Ringe (Dichtungen) 46 sind in ringförmigen Nuten 44
angeordnet, die in dem zweiten Gehäuse 16 um die Flansche 22
ausgebildet sind. Die O-Ringe 46 werden gegen die Oberfläche
42 des ersten Gehäuses 12 gepreßt, um eine hermetische
Abdichtung zwischen den Flanschen 22 und der Oberfläche 42 zu
schaffen. Die O-Ringe 46 können getrennt oder einstückig mit
dem zweiten Gehäuse 16 vorgesehen sein.
Die Glasplatte 48 weist eine gekrümmte Oberfläche 40 mit einem
festgelegten Krümmungsradius auf, wie es in Fig. 1 dargestellt
ist.
Nachfolgend werden die Funktion und die Vorteile der Werk
stückanziehungsvorrichtung 10 beschrieben.
Die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 wird zunächst an dem
entfernten Ende eines Armes eines Arbeitsroboters über eine
dicht dargestellte Installationseinrichtung angebracht. Dann
wird eine mit dem Rohr 38 verbundene Vakuumquelle betrieben,
um ein unter Druck stehendes Fluid durch das Rohr 38 in den
Verbindungsanschluß 36 der Werkstückanziehungsvorrichtung 10
einzuführen. Es wird angenommen, daß die von der Werk
stückanziehungsvorrichtung 10 aufzunehmende und zu tragende
Glasplatte 48 gerade durch einen nicht dargestellten Entlader
aus einem Ofen entnommen wurde und auf eine hohe Temperatur
von etwa 200°C aufgeheizt ist. Die Glasplatte 48 wird in eine
Glasplatte zur Verwendung in einer Flüssigkristallanzeige
(LCD)-Einheit verarbeitet.
Nach dem oben beschriebenen Vorbereitungsprozeß wird der Arm
des Arbeitsroboters verschoben, um die Werkstückanziehungsvor
richtung 10 dreidimension relativ zu der Glasplatte 48 zu
verschieben, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Insbesondere
wird die Glasplatte 48 an Ort und Stelle durch eine nicht
dargestellte Befestigung aufgerichtet, wobei sich ihre Ebene
vertikal erstreckt, und die Werkstückanziehungsvorrichtung 10
wird durch den Arm des Arbeitsroboters in eine Position
verschoben, in welcher die Werkstückanziehungsvorrichtung 10
der gekrümmten Oberfläche 50 der Glasplatte 48 gegenüberliegt.
Dann wird die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 horizontal
verschoben, wie es durch die Pfeile angedeutet ist, bis die
balgförmigen Saugnäpfe 20 gegen die gekrümmte Oberfläche 50
der Glasplatte 48 anliegen. Wenn die balgförmigen Saugnäpfe
20 gegen die gekrümmte Oberfläche 50 der Glasplatte 48
anliegen, werden die Bälge 24 elastisch gegen die gekrümmte
Oberfläche 50 deformiert, wobei sich die Stege 26a, 26b durch
die Nuten 28a, 28b auf den Flansch 22 und aufeinander zu
bewegen. Zu dieser Zeit werden die Bälge 24 elastisch in
verschiedene Formen deformiert, da sie in Kontakt mit
unterschiedlichen Abschnitten der gekrümmten Oberfläche 50
gehalten werden. Die balgförmigen Saugnäpfe 20 ziehen nun die
gekrümmte Fläche 50 unter dem Vakuum des Fluids, das von dem
Saugdurchgang 32 durch die Saugöffnungen 30 zugeführt wird,
an. Daher ziehen die balgförmigen Saugnäpfe 20 die Glasplatte
48 an und halten sie, während sie elastisch gegen die
gekrümmte Fläche 50 der Glasplatte 48 deformiert werden, wie
es in Fig. 4 dargestellt ist.
Anschließend dreht der Arm des Arbeitsroboters die Werk
stückanziehungsvorrichtung 10 um 90° in eine in Fig. 4
dargestellte Position, in welcher die Glasplatte 48 horizontal
von den balgförmigen Saugnäpfen 20 gehalten wird, und bewegt
dann die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 zu einer anderen
Stelle, während die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 die
Glasplatte 48 kontinuierlich hält. Dann wird die Vakuumquelle
deaktiviert, um zu bewirken, daß die Werkstückanziehungsvor
richtung 10 die Glasplatte 48 von den balgförmigen Saugnäpfen
20 freigibt. Die Glasplatte 48 ist nun von dem Ofen zu der
gewünschten Stelle transportiert worden.
Die balgförmigen Saugnäpfe 20, die aus Kunstharzmaterial
bestehen, können Werkstücke anziehen und tragen, die ihre hohe
Qualität aufrechterhalten sollen, bspw. Glasplatten für
Flüssigkristallanzeigen, CRTs etc., ohne Saugnapfmarkierungen
auf den Werkstücken zu hinterlassen, die anderenfalls durch
eine ölige Substanz erzeugt würden, die aus Gummisaugnäpfen
heraussickern würden. Da das Kunstharzmaterial der balgförmi
gen Saugnäpfe 20 bspw. Polytetrafluorethylen ist, was einen
hohen Hitzewiderstand aufweist, erzeugen die balgförmigen
Saugnäpfe 20 keine Gase, wenn sie Werkstücke bei hohen
Temperaturen kontaktieren, und beeinträchtigen daher nicht
nachteilig die Umgebung.
Bei der dargestellten Ausführungsform können die Bälge 24 der
Vielzahl von balgförmigen Saugnäpfen 20 zuverlässig die
gekrümmte Fläche 50 der Glasplatte 48 anziehen und halten und
können daher verhindern, daß die Glasplatte 48 versehentlich
freigeben wird, während sie getragen wird. Somit kann die
Werkstückanziehungsvorrichtung 10 Werkstücke mit gekrümmten
Oberflächen unterschiedlicher Krümmungsradien anziehen und
halten.
Da die Flansche der balgförmigen Saugnäpfe 20 sandwichartig
zwischen den ersten und zweiten Gehäusen 12, 16 angeordnet
sind, wird keine separate Befestigung (wie die Befestigung 3
in Fig. 5) benötigt, um die balgförmigen Saugnäpfe 20 an den
ersten und zweiten Gehäusen 12, 16 zu befestigen. Dement
sprechend kann die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 eine
Dicke T (s. Fig. 3) aufweisen, die geringer ist als die Dicke
S der herkömmlichen Werkstückanziehungsvorrichtung 1. Die
Werkstückanziehungsvorrichtung 10 ist somit relativ klein und
kann den Platz effizient ausnutzen.
Alle Komponenten der Werkstückanziehungsvorrichtung 10,
einschließlich der balgförmigen Saugnäpfe 20, bestehen aus
Kunstharzmaterial. Daher wird das Werkstück, selbst wenn ein
Teil eines Werkstücks während des Anziehens des Werkstücks
durch die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 versehentlich die
Werkstückanziehungsvorrichtung 10 berührt, durch die Werk
stückanziehungsvorrichtung 10 nicht beschädigt, sondern wird
das gewünschte Qualitätsniveau behalten.
Obwohl eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung dargestellt und im Detail beschrieben wurde,
versteht es sich, daß Änderungen und Abwandlungen möglich
sind, ohne den Rahmen der beigefügten Ansprüche zu verlassen.
Claims (6)
1. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) zum Anziehen eines
Werkstücks (48) mit einer gekrümmten Fläche (50) mit:
ebenen ersten und zweiten Gehäusen (12, 16), die über Befestigungselemente (14) fest miteinander verbunden sind, und
einem Saugnapf (20) aus Kunstharzmaterial mit einem Flansch (22), der sandwichartig zwischen den ersten und zweiten Gehäusen (12, 16) aufgenommen ist, und einem Balg (24), der in einer Öffnung (18) in dem ersten oder zweiten Gehäuse (12, 16) angeordnet ist, wobei der Balg (24) elastisch gegen die gekrümmte Fläche (50) des Werkstücks (48) deformierbar ist,
wobei das erste oder zweite Gehäuse (12, 16) einen Saugdurch gang (32) zum Einführen eines unter Vakuum stehenden Fluids in den Saugnapf (20) aufweist, um das Werkstück (48) an zuziehen und zu halten, während die Bälge (24) gegen die gekrümmte Fläche (50) gehalten werden.
ebenen ersten und zweiten Gehäusen (12, 16), die über Befestigungselemente (14) fest miteinander verbunden sind, und
einem Saugnapf (20) aus Kunstharzmaterial mit einem Flansch (22), der sandwichartig zwischen den ersten und zweiten Gehäusen (12, 16) aufgenommen ist, und einem Balg (24), der in einer Öffnung (18) in dem ersten oder zweiten Gehäuse (12, 16) angeordnet ist, wobei der Balg (24) elastisch gegen die gekrümmte Fläche (50) des Werkstücks (48) deformierbar ist,
wobei das erste oder zweite Gehäuse (12, 16) einen Saugdurch gang (32) zum Einführen eines unter Vakuum stehenden Fluids in den Saugnapf (20) aufweist, um das Werkstück (48) an zuziehen und zu halten, während die Bälge (24) gegen die gekrümmte Fläche (50) gehalten werden.
2. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bälge (24) eine Vielzahl von
Stegen (26a, 26b) und eine Vielzahl von Nuten (28a, 28b), die
einander abwechseln, aufweisen.
3. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharzmaterial Polyte
trafluorethylen aufweist.
4. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung
(46) nahe dem Flansch (22) angeordnet ist und den sandwichar
tig zwischen den ersten und zweiten Gehäusen (12, 16)
aufgenommenen Flansch (22) hermetisch abdichtet.
5. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und
zweiten Gehäuse (12, 16) aus synthetischem Kunstharzmaterial
bestehen.
6. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von
Saugnäpfen (20), die jeweils dem Saugnapf (20) entsprechen und
in einem Muster angeordnet sind, das von der Krümmung der
gekrümmten Oberfläche (50) des Werkstücks (48) und/oder dem
Gewicht des Werkstücks (48) abhängt.
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