DE19925087C2 - Vorrichtung zum blasen- und faltenfreien Beschichten von optischen oder elektronischen Bauteilen mit einseitig klebender Schutzfolie - Google Patents
Vorrichtung zum blasen- und faltenfreien Beschichten von optischen oder elektronischen Bauteilen mit einseitig klebender SchutzfolieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum blasen- und faltenfreien Beschichten von optischen
oder elektronischen Bauteilen mit einseitig klebend ausgerüsteter Schutzfolie.
Bei optischen oder elektronischen Bauteilen mit optischen Präzisionsflächen, wie Brillengläser,
feinoptische Linsen, optische Bauteile im wissenschaftlichen Gerätebau, Halbleiterscheiben etc.,
müssen die optischen Präzisionsflächen während der Bearbeitung der zweiten Seite auf der
bereits bearbeiteten ersten Seite allgemein temporär geschützt oder für das Verblocken mit einer
Haltevorrichtung geschützt werden.
Vorrichtungen zum Ausrichten von Linsenrohlingen, Aufblockstationen mit
Linsenrohlinghalterungen, Zuführeinrichtungen für erwärmtes, flüssiges Metall, das zum
Aufblöcken des Linsenrohlings erstarrt, sind u. a. beschrieben in DE 44 31 880 A1,
DE 41 35 306 A1, US 3865178 A.
Als Schutzfilme zwischen dem Linsenrohling und dem Blockalloy werden thermoplastische
Klebebänder, doppelseitige Klebebänder oder Wachsfilme beschrieben, z. B. US 5474489 A,
oder transparente flexible Kunststoff-Aufspannscheiben mit einem Streifen zum Entblocken mit
einem Minimum an Rückständen, z. B. in US 4221083 A.
Das Aufbringen der Klebebänder oder Klebescheiben erfolgt per Hand oder mit Luftdruck von 5-
20 pounds.
Während früher sog. Rohklebkitte verwendet wurden, die aus Naturharzen und -wachsen
bestanden, werden heute überwiegend einseitig klebend ausgerüstete Schutzfilme oder
Schutzbänder verwendet, die entweder manuell oder mittels entsprechender Vorrichtungen
aufgebracht werden. Sie haben den Vorteil, daß sie in gleichbleibender Qualität und hoher
Reinheit zu synthetisieren sind, während Naturstoffe starken Schwankungen unterliegen.
Die Schutzfilme oder Schutzbänder stellen aber nach wie vor das schwächste Glied in dem
ansonsten hochtechnisierten Prozeß dar, da es sowohl beim manuellen als auch beim
maschinellen Aufzug der Schutzfilme oder Schutzbänder zu oft zur Bildung von Blasen
(Lufteinschluß) oder Falten kommt und beim Ablösen der Schutzfilme Reste zurückbleiben.
So beschreibt die DE 38 39 690 A1 ein Verfahren zum Aufbringen eines Schutzbandes auf eine
Halbleiterscheibe und zum formgerechten Ausschneiden desselben, wobei mittels einer
Auftragswalze das von einer Abspulwelle abgezogene Schutzband auf eine auf einem Tisch
angeordnete und in ihrer Stellung gehaltene Halbleiterscheibe aufgebracht wird, wobei das
Schutzband entlang einer Orientierungsfläche der Halbleiterscheibe mittels einer sich zusammen
mit der Auftragswalze bewegenden Nebenschneidvorrichtung abgeschnitten wird, wobei dann
eine darüber angeordnete Hauptschneidvorrichtung nach unten bewegt und geschwenkt wird,
wodurch das Schutzband von der Hauptschneidvorrichtung entlang des kreisförmigen Umfangs
der Halbleiterscheibe abgeschnitten wird, und wobei der übrige Teil des so bearbeiteten
Schutzbandes auf eine geeignete Aufspulwelle aufgespult wird.
Die Vorrichtung besteht u. a. aus einer Nebenschneid- und einer Hauptschneideinrichtung und
einer beweglichen Auftragswalze und eignet sich für plane Halbleiterscheiben, ist jedoch
ungeeignet für z. B. konkave Brillenglasrohlinge.
Die DE 41 13 762 A1 beschreibt eine Aufbringvorrichtung, mittels der jeweils aus einer
lichtempfindlichen Harzschicht und einer lichtdurchlässigen Harzfolie bestehenden Schutzfolien
unter Wärme- und Druckeinwirkung auf eine Basisplatte für eine Leiterplatte aufgebracht
werden. Um die Erzeugung von Luftblasen zwischen Folie und Basisplatte und die Faltenbildung
möglichst gering zu halten, werden die oberen und unteren Folienzufuhrelemente synchron
miteinander aufwärts und abwärts bewegt. Die Aufbringvorrichtung, die einen Abschnitt einer
Anzahl von Endlosfolien auf eine vorbestimmte Länge abschneidet und die abgeschnittenen
Abschnitte der Folien auf eine Basisplatte aufbringt, umfaßt Folienzufuhrelemente zum Zuführen
der Endlosfolien zur Basisplatte. Die Folienzufuhrelemente sind oberhalb und unterhalb eines
Basisplattentransportweges vorgesehen. Eine Folienzufuhrelementbewegungseinrichtung bewegt
die Folienzufuhrelemente synchron an deren rechten und linken Enden nach oben und nach unten
in Bezug auf die Basisplatte.
Die DE 44 27 211 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen von Folien,
die insbesondere dazu verwendet werden kann, eine druckempfindliche Folie wie etwa einen
Schutzfilm, der flexibel ist und ausgezeichnete Konturanschmiegeeigenschaften besitzt,
beispielsweise auf die Oberfläche eines großen Werkstückes, wie Kraftfahrzeugräder, das eine
ungleichmäßige Oberfläche hat, aufzubringen. Die Folie wird dabei mittels einer Preßwalze oder
Luft auf das Werkstück gepreßt.
Die Folienaufbringungsvorrichtung zum Aufbringen einer von einer kontinuierlich zugeführten
und ununterbrochenen Folienträgereinrichtung getragenen Folie auf die jeweilige Oberfläche von
auf einer Fördereinrichtung aufeinanderfolgend beförderten Werkstücken, umfaßt einen
Sichtungsabschnitt, der so beschaffen ist, daß er ein von der vorangehenden Stufe zugeführtes
Werkstück positioniert und eine Erfassungsplatte absenkt, um wenigstens die Höhe des
Werkstückes zu sichten, einen Folienaufbringungsabschnitt, der hinter dem Sichtungsabschnitt
angeordnet ist, daß er die Folie tragende Folienträgereinrichtung direkt über dem Werkstück
absenkt und die Folie auf die Oberfläche des Werkstückes aufbringt, wobei die Folie synchron
mit dem Vorschub des Werkstückes allmählich von der Folienträgereinrichtung abgelöst wird,
und einen Pressabschnitt, der so beschaffen ist, daß er ein Preßelement an eine Position absenkt,
an der es mit der Oberfläche des Werkstückes in Kontakt gelangt, so daß es die Folie über deren
im wesentlichen gesamte Oberfläche gegen das Werkstück preßt, und daß er das Werkstück mit
der darauf aufgebrachten Folie zur nachfolgenden Seite ausgibt.
Die DE 195 20 328 A1 offenbart ein Folienbeschichtungsgerät für Brillengläser, das im
wesentlichen aus einer Folienaufnahmevorrichtung mit der Möglichkeit, die Trennfolie
aufzuwickeln, einer Aufwickeleinheit für die Restfolien, zwei Vakuumkolbenkammern mit
Zentrierung sowie zwei Schneidmesservorrichtungen zum automatischen Herausschneiden der
beschichteten Gläser besteht. Am Grundgestell befindet sich eine manuell herausziehbare
Schublade, die der Aufnahme der beiden Vakuumkolbenkammern dient. Die Brillenglasrohlinge
werden manuell auf die dafür vorgesehenen Kolben mit Kunststoffringen eingelegt. Nach dem
manuellen Schließen der Schublade wird in diesem geschlossenen Raum ein Vakuum angelegt
und die beiden sich unterhalb der Folie befindlichen Vakuumkolben sollen mittels des im Raum
entstehenden Vakuums an die darüberbefindliche Folie herangezogen werden. Gleichzeitig soll
die Folie durch den Unterdruck an die Brillengläser herangezogen werden.
Die offenbarte Lösung hat eine Reihe von Nachteilen.
Die beiden Vakuumkolbenkammern befinden sich in einer manuell zu öffnenden und zu
schließenden Schublade, in der nach dem Schließen ein Vakuum erzeugt wird, über das die
beiden Kolben ohne Führung an die Schutzfolie herangezogen werden sollen.
Die Brillenglasrohlinge werden manuell in die Vakuumkolbenkammern eingelegt und nach dem
Schneidvorgang werden die beschichteten Brillenglasrohlinge auch wieder manuell
herausgenommen.
Obwohl mit den bekannten Systemen bereits einige Fortschritte erzielt werden konnten, erfüllen
die zum Einsatz kommenden Systemelemente die gestiegenen Anforderungen nur ungenügend.
Es bestand somit die Aufgabe, eine Vorrichtung zum blasen- und faltenfreien Beschichten von
optischen oder elektronischen Bauteilen mit einseitig klebend ausgerüsteter Schutzfolie zu
entwickeln, die oben genannte Mängel nicht aufweist.
Die Aufgabe wurde gelöst durch eine Vorrichtung zum blasen- und faltenfreien Beschichten von
optischen oder elektronischen Bauteilen mit einseitig klebender Schutzfolie gemäß den
Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die
Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Gesamtansicht zum Funktionsprinzip
Fig. 2 Detailansicht zur Zentrierung des optischen Bauteiles
Fig. 3 Detailansicht des Schneidprozesses
Es wird zunächst auf Fig. 2 Bezug genommen.
Die optischen Bauteile werden mittels einer Zuführungseinheit 20 in einem Jobtray 3 aus dem
Lager herangeführt. Das Jobtray fährt auf einem durch seitliche Führungsschienen 18 begrenzten
Bandförderer 17 und stoppt nach Erreichen der vorgegebenen Position durch einen
Stoppzylinder 19.
Ein Greifer 1, der an einem Hubzylinder 2 angebracht ist, wird heruntergefahren und erfaßt das
optische Bauteil 21 dezentrisch im Jobtray 3. Durch den Hubzylinder 2 wird der Greifer 1 nach
dem Greifen hoch gehoben und gleichzeitig wird das Vorhandensein des Bauteils 21 überwacht.
Danach wird pneumatisch ein Zentriertisch 4 unter den Greifer 1 geschwenkt, auf dem das
optische Bauteil abgelegt wird. Der Greifer 1 wird dann in seine Ausgangsposition
zurückgefahren. Der Zentriertisch 4 schwenkt oder fährt mit dem abgelegten Bauteil unter einen
Zentriergreifer 5. Der Zentriergreifer 5 wird mittels eines Hubzylinders 6 auf den Zentriertisch 4
angesenkt und zentriert dort während des Greifvorganges das optische Bauteil durch Einleiten
gleich großer auf den Umfang verteilter Kräfte. Der Zentriergreifer 5 fährt mit dem nun zentrisch
erfaßten Bauteil hoch und der Zentriertisch 4 wird weggeschwenkt.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, wird der Zentriergreifer 5 nun mit dem Bauteil bis auf den
Vakuumzylinder 7 abgesenkt, legt dort das Bauteil auf den Stempel 8 und fährt in seine
Ausgangslage zurück.
Das optische Bauteil wird durch Vakuum, das beispielsweise durch eine Venturidüse erzeugt
wird, auf dem Stempel 8 fixiert. Der Vakuumzylinder 7 fährt nun mittels Linearantrieb 16 unter
die Folie 9 (Detailausschnitt Fig. 3), die zusätzlich von oben mittels eines Anpressringes 10 auf
den Rand des Vakuumzylinders 7 gedrückt wird. Nun wird der Vakuumzylinder 7 mittels einer
weiteren Venturidüse evakuiert.
Die Schneidnadel 11 ist vorzugsweise eine dünne beheizte Nadel, die durch Schwerkraft
senkrecht zur Folie 9 in diese eindringt bis sie den Bauteilrand erreicht hat. Nun wird sie mittels
eines Motors 12 um das Bauteil herumgeführt und folgt dessen Kontur.
Wenn der Trennvorgang beendet ist, fahren die Schneidnadel 11 und der Anpressring 10 wieder
in ihre Ausgangsposition zurück.
Um die Folie 9 vom Rand des Vakuumzylinders 7 zu lösen, fährt der Vakuumzylinder 7
synchron mit der Folie 9 weg. Gleichzeitig wird die Folie 9 vom Vakuumzylinder 7 abgezogen.
Die Rolle 13, die das Silikon-Trennpapier aufwickelt, wird so angetrieben, daß das anfallende
Silikonpapier ohne Durchhang aufgewickelt wird.
Die Rolle 14 mit der Ausgangs-Schutzfolie wird gleichzeitig gebremst.
Die Rolle 15 für die Abfallfolie wird motorisch so angetrieben, daß die anfallende Abfallfolie
sich ohne Durchhang aufwickelt.
Nachdem der Trennvorgang Vakuumzylinder 7-Restfolie abgeschlossen ist, fährt der
Vakuumzylinder 7 weiter unter den Zentriergreifer 5, der das Bauteil vorher auf den Stempel 8
gelegt hatte.
Der Zentriergreifer 5 wird auf die Höhe des Bauteiles im Vakuumzylinder 7 abgesenkt, greift das
Bauteil und fährt hoch.
Der Vakuumzylinder 7 fährt zur Seite respektive unter die Schneidvorrichtung 10, 11, 12.
Der Zentriertisch 4 schwenkt unter den Zentriergreifer 5. Der Zentriergreifer 5 wird abgesenkt,
legt das Bauteil auf dem Positioniertisch 4 ab und fährt in seine Ausgangsposition zurück. Der
Greifer 1 über dem Jobtray 3 senkt sich auf den Zentriertisch 4, greift das Bauteil und fährt hoch.
Der Zentriertisch 4 wird abgeschwenkt, der Greifer 1 senkt sich auf das Jobtray 3, öffnet und legt
das beschichtete Bauteil im Jobtray ab. Danach fährt er in seine Ausgangsposition hoch.
Das Jobtray 3 wird nun um eine Position weitergefahren und stoppt an dem zweiten
Stoppzylinder. Nun wiederholt sich der Vorgang mit dem nächsten Bauteil.
Danach verläßt das Jobtray 3 die Maschine. Es kann wahlweise selbstverständlich auch eine
höhere Zahl von Bauteilen in einem Jobtray 3 angeordnet werden oder auch parallel eine höhere
Anzahl von Jobtray 3 gefahren werden sowie eine höhere Anzahl von Bauteilen nach dem
gleichen Verfahren parallel beschichtet werden.
Der automatische Beschichtungsbetrieb wird mit dem START-Taster und mit dem STOP-Taster
unterbrochen. Mittels einem Schlüsselschalter kann in den Handbetrieb umgeschaltet werden.
Die Endposition der Hubzylinder respektive alle Bewegungen werden durch mechanische
Endanschläge begrenzt und die Bremskräfte zum Teil oder ganz durch Stoßdämpfer abgefedert.
Die Positionen sämtlicher Bewegungen werden mittels Initiatoren oder anderen Positionsgebern
überwacht und an die zentrale Prozeßsteuerung weitergegeben.
Die Bewegungen der pneumatischen Antriebe werden durch 3-Wege Ventile oder andere Ventile
so gesteuert, so daß im Falle eines betätigten NOTAUS-Tasters die Hubzylinder und
Schwenkantriebe von Hand verfahren werden können.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Vorrichtung zum blasen- und
faltenfreien Beschichten von optischen oder elektronischen Bauteilen mit einseitig klebender
Schutzfolie direkt in den Bearbeitungsablauf der Bauteilrohlinge unmittelbar vor der
Verblockstation oder Bearbeitungsstation eingearbeitet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Vorrichtung zum blasen- und faltenfreien
Beschichten von optischen oder elektronischen Bauteilen mit einseitig klebender Schutzfolie
dezentral im Lagerbereich der Bauteilrohlinge installiert. Durch diese Entkopplung der
Verfahrensaufgaben können Staus innerhalb der Verarbeitungsrichtinie, bedingt durch technische
oder logistische Mängel, umgangen werden. Außerdem wird es prinzipiell möglich, daß eine
Vorrichtung für verschiedene Verarbeitungslinien eingesetzt werden kann. Ein weiterer Vorteil
ist, daß die so beschichteten Bauteilrohlinge einen weiteren Schutz innerhalb der
innerbetrieblichen Transportvorgänge erhalten.
1
Greifer
2
Hubzylinder zum Greifer
3
Jobtray
4
Zentriertisch
5
Zentriergreifer
6
Hubzylinder zum Zentriertisch
7
Vakuumzylinder
8
Stempel
9
Folie
10
Anpressring
11
Schneidnadel
12
Motor
13
Rolle für Silikon-Trennpapier
14
Rolle für Ausgangsfolie
15
Aufwickelrolle
16
Linearantrieb
17
Bandförderer
18
seitliche Führungsschienen des Bandförderers
19
Stoppzylinder
20
Zuführungseinheit
21
Bauteil
22
Zentriereinheit
23
Beschichtungseinheit
Claims (2)
1. Vorrichtung zum blasen- und faltenfreien Beschichten von optischen und elektronischen
Bauteilen mit einseitig klebender Schutzfolie, bestehend aus
einer Zuführungseinheit (20) mit einem Bandförderer (17) und einem Jobtray (3), der durch seitliche Führungsschienen (18) und Stoppzylinder (19) an den Arbeitspositionen begrenzt wird, und einem darüber angeordneten Greifer (1), mit einem Hubzylinder (2) zum dezentrischen Erfassen und Ablegen des Bauteils (21) auf dem Zentriertisch (4) sowie zur Rückführung des beschichteten Bauteiles in den Jobtray (3),
einer Zentriereinheit (22) mit einem horizontal beweglichen Zentriertisch (4) und einem darüber angeordneten vertikal beweglichen Zentriergreifer (5),
sowie einer Beschichtungseinheit (23), die aus einem Vakuumzylinder (7) mit einem Stempel (8) und einer darüber angeordneten Einheit zum Abschneiden der Folie besteht.
einer Zuführungseinheit (20) mit einem Bandförderer (17) und einem Jobtray (3), der durch seitliche Führungsschienen (18) und Stoppzylinder (19) an den Arbeitspositionen begrenzt wird, und einem darüber angeordneten Greifer (1), mit einem Hubzylinder (2) zum dezentrischen Erfassen und Ablegen des Bauteils (21) auf dem Zentriertisch (4) sowie zur Rückführung des beschichteten Bauteiles in den Jobtray (3),
einer Zentriereinheit (22) mit einem horizontal beweglichen Zentriertisch (4) und einem darüber angeordneten vertikal beweglichen Zentriergreifer (5),
sowie einer Beschichtungseinheit (23), die aus einem Vakuumzylinder (7) mit einem Stempel (8) und einer darüber angeordneten Einheit zum Abschneiden der Folie besteht.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum
Abschneiden der Schutzfolie aus Rollen (13) für das Silikon-Trennpapier, (14) für die
Schutzfolie mit Trennpapier und (15) für die Restfolie, einem Motor (12), einer
Schneidnadel (11) sowie einem Anpressring (10) besteht.
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