DE29703020U1

DE29703020U1 - Vorrichtung für den Transport von Substraten

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Publication number: DE29703020U1
Application number: DE29703020U
Authority: DE
Original assignee: Leybold Systems GmbH
Current assignee: Leybold Systems GmbH
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2007-02-21

Description

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LEYBOLD SYSTEMS GmbH Wilhelm-Rohn-Straße 25

63450 Hanau

Vorrichtung für den Transport von Substraten

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung für den Transport von kreisscheibenförmigen Substraten, beispielsweise von compact discs, von einer Ausgangsstation über mehrere Bearbeitungsstationen zu einer Endstation, wobei die Bearbeitungsstationen das Bearbeiten, z. B. Beschichten, Lackieren, Trocknen, Abkühlen, Kontrollieren, Sortieren und Sammeln der Substrate bewirken und wobei schwenkbare Betätigungsarme mit Greifern den Weitertransport der Substrate von Station zu Station ermöglichen.

Bekannt ist eine Vorrichtung (DOS 41 27 341) zum selbsttätigen Gießen, Beschichten, Lackieren, Prüfen und Sortieren von Werkstücken -■ insbesondere von kreisscheibenförmigen, flachen Substraten aus Kunststoff, wie beispielsweise optischen oder magneto-optischen Datenspeichern - mit mindestens

einer die Substrate von einer Herstellstation, beispielsweise einer Spritzgießmaschine, zu den Bearbeitungsstationen weiterbefördernden Transporteinrichtung und mit jeweils einer Ablagestation zur getrennten Ablage von fertig bearbeiteten und als einwandfrei befundenen und von mit Fehlern behafteten Werkstücken, die gekennzeichnet ist durch eine Substrattransporteinrichtung mit einem längs einer geraden Linie hin und her bewegbaren Transportschlitten mit jeweils drei beiderseits des Schlittens angeordneten Transportarmen mit Substrathaltern, einer auf der einen Seite des Transportschlittens vorgesehenen Vakuumbeschichtungsvorrichtung und einer auf der anderen Seite des Transportschlittens angeordneten Ablageeinrichtung mit mindestens je einer Ablage für gut befundene und für auszusondernde Substrate und einer Vorrichtung zur Qualitätsprüfung und mit einer in der Bewegungsrichtung des Transportschlittens der Spritzgießmaschine gegenüberliegend angeordneten Karussell-Transporteinrichtung oder einem Drehtisch mit verschiedenen, an seinen Umfang angeordneten Lackier-, Trocknungs-, Bedruckungs-, Bildkontroll- und Zentriereinrichtungen, wobei der Drehtisch die Substrate in einer Vielzahl von Transportschritten -vorzugsweise in neunzehn Transportschritten - auf einer Kreisbahn um volle 360 Grad um die vertikale Rotationsachse des Drehtisches bewegt und wobei der Transportschlitten bei seiner Bewegung in der einen Richtung mit seinem ersten Arm ein erstes Substrat in einem einzigen Transportschritt von der Übernahmestation der Abgabestation zur Ein- bzw. Ausschleusstation der

VakuumbeSchichtungsvorrichtung transportiert und ebenso gleichzeitig mit dem Transportarm ein zweites Substrat von der Beschichtungsstation zu einer Lackierstation und ebenso ein drittes Substrat von der Lackierstation zum Drehtisch bewegt, der sich schrittweise und im gleichen Takt dreht, und wobei der Transportschlitten bei seiner anschließenden Bewegung in entgegengesetzter Richtung ein fertig bearbeitetes Werkstück zur Prüfvorrichtung und ein bereits geprüftes Werkstück von hier aus zur zweiten Ablage transportiert.

Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß ihre Arbeitsgeschwindigkeit bzw. ihre Arbeitszyklen von der am langsamsten arbeitenden Bearbeitungsstation - der Lackiereinrichtung - bestimmt wird, so daß die Leistung der gesamten Vorrichtung begrenzt bleibt.

Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung dieser Art {DOS 44 08 537) bei der mindestens ein mit Substrathaltern versehenes Karussell sowohl mit einem ersten zweiarmigen Manipulator, dessen Arme jeweils einen Greifer aufweisen, als auch mit einem zweiten zweiarmigen Manipulator, dessen beide Arme jeweils mehrere Greifer aufweisen, zusammenwirkt, wobei der zweite Manipulator vom zweiten Karussell in einem Zeitabschnitt gleichzeitig mehrere Substrate abhebt und der korrespondierenden zweiten Prozeßstation zuführt, die zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Substrate ausgebildet ist, während der erste Manipulator in demselben Zeitabschnitt vom zweiten Karussell in mehreren

Schwenkbewegungen seiner beiden Greiferarme jeweils ein Substrat abhebt und der ersten Prozeßstation, die zur Bearbeitung von jeweils einem Substrat ausgebildet ist, zuführt, bzw. von dieser Prozeßstation aus auf das zweite Karussell zurücktransportiert .

Der vorliegenden Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der infragestehenden Art so auszubilden, daß mit nur einem Antrieb eine Schleuse verschlossen und gleichzeitig weitere Substrate manipuliert werden können, und zwar bei möglichst geringem Bauaufwand. Außerdem sollen um ein Höchstmaß an Sicherheit zu erzielen die Bewegungen der Manipulatoren eine Kollision miteinander ausschließen.

Gemäß der vorliegenden Neuerung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einem Traggestell eine Motorgetriebeeinheit gelagert ist mit der mindestens drei um eine vertikale Achse schwenkbare Betätigungsarme fest verbunden sind, die jeweils einen Winkel von 90° bzw. 150° miteinander einschließen, wobei an jedem der Arme jeweils ein Substratgreifer befestigt ist und mindestens drei Greifer den gleichen Abstand zur Schwenkachse aufweisen, wobei um die Motorgetriebeeinheit herum verteilt vier Bearbeitungsstationen oder Transportstationen bildende Aggregate angeordnet und am Traggestell gehalten sind, deren Substrataufnahme/Substratabgabestationen (I und IV) jeweils im Schwenkbereich der Greifer vorgesehen sind, wobei jeweils zwei benachbarte Positionen mit der

Schwenkachse ein gleichseitiges Dreieck einschließen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Neuerung sind in den Schutzansprüchen gekennzeichnet.

Die Neuerung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in der anhängenden Zeichnung rein schematisch näher dargestellt, die die Draufsicht auf eine Vorrichtung des infragestehenden Typs zeigt.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem nicht näher dargestellten Maschinengestell 2, in dessen geometrischem Zentrum ein Kurvengetriebe mit Doppelhubeinrichtung 3 (im weiteren Text kurz als Getriebe bezeichnet) mit zwei Hubtrieben 13, 14 angeordnet ist, an denen jeweils Manipulatoren in Gestalt von Armen 6 , 7, 11 mit Substratgreifern, 8, 9 bzw. 10, 11 befestigt sind. Die Hubtriebe 13, 14 sind lotrecht ausgerichtet und werden vom Getriebe 3 um ein vorbestimmtes Maß auf- und abwärts bewegt, und zwar jeweils gegenläufig; gleichzeitig oder auch zeitversetzt mit dieser Auf- und Abwärtsbewegung der Hubtriebe 13, 14 mit den daran befestigten Manipulatoren 6, 7, 11 ist diesen Bewegungen noch eine Schwenkbewegung beider Hubtriebe um die lotrechte Schwenkachse S um z. B. 90° überlagert bzw. nachgeschaltet. Bewegt sich also der Hubtrieb 13, beispielsweise aufwärts, dann schwenkt der Manipulator 6 mit dem Substratgreifer 8 noch während der Aufwärtsbewegung oder aber am Ende der Aufwärtsbewegung um 90° entgegen

dem Uhrzeigersinn, so daß der Substratgreifer 8 von der Station I zur Station II gelangt und dabei das Substrat 29, ... von I nach II transportiert, wobei synchron hierzu der Substratgreifer 9 von der Station II zur Station III gelangt.

Während der Hubtrieb 13 sich aufwärts bewegt, fährt wiederum synchron hierzu der Hubtrieb 14 abwärts, wobei am Ende dieser Abwärtsbewegung die Schwenkbewegung des Manipulators 7 entgegensetzt dem Uhrzeigersinn den Greifer 10 von der Station III zur Station IV bewegt, so daß sich am Ende dieses Zyklus, d. h. dieser einen Auf-/Abwärtsbewegung ein Substrat 29, ... von der Station I zur Station II, das in der Station II vorhandene Substrat von dieser zur Station III und das vorher in der Station III vorhandene Substrat zur Station IV bewegt hat. Das zu Beginn dieses Zyklus in der Station IV vorhandene Substrat wird bei der beispielsweise dargestellten Anordnung der einzelnen Behandlungsstationen nicht von der Station IV zur Station I zurückbefördert, sondern wird vom längsverschiebbaren Greifer 12 zur Station V transportiert (in Pfeilrichtung P) . Es ist klar, daß am Ende der Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn um ^-Umdrehung, also am Ende des ersten Zyklus die Umkehrung der oben beschriebenen Bewegungen erfolgt und sich die Manipulatoren 6, 7, 11 wieder im Uhrzeigersinn in die Ausgangsstellung zurückbewegen.

Das Getriebe 3 ist mit einem Motor mit zwei Hubtrieben 13, 14 ausgestattet, die koaxial zueinan-

der angeordnet sind und als Hubhülse und Hubwelle ausgebildet sind und die beide sowohl eine Hubbewegung (Auf-/Abwärtsbewegung) als auch eine Drehbewegung in Pfeilrichtung B ausführen. Auf einem Getriebedeckel bzw. auf einem in diesem drehbar gelagerten Kopfteil sind insgesamt vier Führungsachsen fest gelagert (nicht näher dargestellt), die der Führung der mit den Hubtrieben 13 bzw. 14 verschraubten Führungshülsen mit Flanschen und Manipulatoren 6, 7, 11 dienen.

Die kreisscheibenförmigen Substrate 29, ... werden von der als Karussell ausgebildeten Ausgangsstation 15 in die Position I transportiert und vom Greifer 8 angehoben und dann in die Position II geschwenkt, in der der Greifer 8 abgesenkt wird, bis er auf der Schleusenöffnung 27 der Beschichtungsstation liegt und diese Schleusenöffnung 27 druckdicht verschließt. Sobald der Verschlußzustand erreicht ist, löst sich das Substrat 2 9 vom Greifer 8 und wird danach dem Beschichtungsprozeß unterworfen. Nach erfolgter Beschichtung wird die Schleusenöffnung 27 durch Anheben des Manipulators 6 bzw. des Greifers 8 geöffnet und der Manipulator 6 schwenkt in die Position I im Uhrzeigersinn zurück, wobei mit gleicher Schwenkbewegung B der Greifer 9 die Position II erreicht und dort zur Übernahme des beschichteten Substrats 29 abgesenkt wird. Der Weitertransport des Substrats erfolgt nun in vorher beschriebenem Zyklus aus Schwenkbewegung B und Hubbewegung mit dem Vorteil, daß eine gegenseitige Behinderung der einzelnen Manipulato-

ren 6, 7, 11 völlig ausgeschlossen ist, so daß eine höchstmögliche Betriebssicherheit erzielt wird.

Wenn das Substrat die Position IV erreicht hat und dort vom Greifer 10 an den Greifer 12 des Transportschlittens 19 übergeben worden ist, fährt dieser Transportschlitten 19 in die Position V und übergibt das Substrat hier dem Karussell 28, das das Substrat 29 zur Weiterbearbeitung, z. B. zum Trocknen, Sortieren und Stapeln weitertransportiert.

Bei der dargestellten Vorrichtung werden die Substrate 29, 29', ... von zwei Stapeleinrichtungen 20, 21 aus vom Drehteller 15 in die Position I gefördert; von der Position I aus befördert der Betätigungsarm 6 das Substrat 29 zur Schleusenöffnung 27 der Beschichtungsstation 16; nach dem Beschichtungsvorgang befördert der Betätigungsarm 7 das Substrat 29 in die Position III der Lakkierstation 17; nach dem Lackiervorgang wird das Substrat 2 9 vom Betätigungsarm 11 in die Position IV befördert und von hieraus in Pfeilrichtung P in die Position V in Gestalt einer Trocknungsstation 22 in der das Substrat 29 dem Licht einer UV-Lampe ausgesetzt wird; von der Trocknungsstation 22 aus wandert das Substrat 2 9 taktweise in Pfeilrichtung C vom Karussell 28 gefördert bis zum Drehteller 23 auf dem das fertig bearbeitete Substrat 29 schließlich abgelegt wird.

Zum Zwecke des Ablegens des fertigen Substrats 29, ... befindet sich der Drehteller 23 in einer

Ebene unterhalb der Ebene des Karussells 28, so daß die Substrate 29, ... aus den Substrathalterungen 30, 30', ... direkt durch freien Fall auf den Dorn 25, 25', ..., der sich gerade unterhalb der Substrathalterung 3 0 befindet aufgleiten kann. Auch der Drehteller 24 zur Aufnahme der auszusondernden Substrate 29, ... rotiert in einer Ebene unterhalb der Ebene des Karussells 28. Alle Substrate 29, 29', ..., die als nicht fehlerfrei erkannt worden sind, können dann nach dem Weiterschalten von der Position VI zur Position VII auf den Dorn 26' im freien Fall aufgleiten. Die Substrathalterungen 30, 30', ... sind zu diesem Zweck sämtlich mit elektrisch oder pneumatisch ansteuerbaren Greifern (nicht dargestellt) ausgestattet.

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Bezugszeichenliste

2 Maschinengestell, Traggestell

3 Kurvengetriebe mit Doppelhubeinrichtung

4, 4' Führungsachse, Führungsbolzen

5, 5' Führungsachse, Führungsbolzen

6 Manipulator, Betätigungsarm

7 Manipulator, Betätigungsarm

8 Greifer, Substratgreifer

9 Greifer, Substratgreifer

10 Greifer, Substratgreifer

11 Manipulator, Betätigungsarm

12 Greifer

13 Hubtrieb, Hubwelle

14 Hubtrieb, Hubhülse

15 Ausgangsstation, Drehteller, Karussell

16 Prozeßstation, Beschichtungsstation

17 Prozeßstation, Lackierstation

18 Endstation, Transporteinrichtung

19 Transportschlitten

20 Stapeleinrichtung

21 Stapeleinrichtung

22 Trocknungsstation

23 Drehteller

24 Drehteller

25, 25', ... Aufnahmedorn

26, 26' Aufnahmedorn

27 Schleusenöffnung

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28 Karussell, Drehteller

29, 29', ... Substrat 3O₇ 3 0', ... Substrataufnahme

Claims

10 97 Schutzansprüche

1. Vorrichtung für den Transport von kreisscheibenförmigen Substraten~ (29, ...), beispielsweise von compact discs, von einer Ausgangsstation (15) über mehrere Bearbeitungsstationen (16, 17, 22) zu einer Endstation (23), wobei die Bearbeitungsstationen das Bearbeiten, z. B. Beschichten, Lackieren, Trocknen, Abkühlen, Kontrollieren, Sortieren und Sammeln der Substrate (29, ..,) bewirken und wobei schwenkbare Betätigungsarme (6, 7, 11) mit Greifern (8, 9, 10) den Weitertransport der Substrate von Station (I) zu Station (IV) ermöglichen, gekennzeichnet dadurch , daß auf einem Traggestell (2) eine Motorgetriebeeinheit (3) gelagert ist mit der mindestens drei um eine vertikale Achse in einer Ebene oberhalb der Substrataufnahmen der Bearbeitungsstationen schwenkbare Betätigungsarme (6, 7, 11) fest verbunden sind, die jeweils einen Winkel von 90° bzw. 180° miteinander einschließen, wobei an jedem der Arme (6, 7, 11) jeweils ein Substratgreifer (8, 9 10) befestigt ist und mindestens drei Greifer (8, 9, 10) den gleichen Abstand zur Schwenkachse (S) aufweisen, wobei um die Motorgetriebeeinheit

(3) herum verteilt vier Bearbeitungsstationen oder Transportstationen bildende Aggregate (15, 16, 17, 22) angeordnet und am Traggestell (2) gehalten sind, deren Substratauf-

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nahme/Substratabgabestationen (I bis IV) jeweils im Schwenkbereich der Greifer (8, 9, 10) vorgesehen sind und wobei jeweils zwei benachbarte Positionen (II und III bzw. III und IV) mit der Schwenkachse (S) ein gleichseitiges Dreieck einschließen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der Betätigungsarme (6, 7, 11) und der Transport der Karussells (15, 28, 23) im Gleichtakt erfolgt, wobei der Taktintervall von dem den längsten Zeitabschnitt benötigenden Prozeßschritt bestimmt wird, wozu die Karussells (15, 18) und das Getriebe (3) motorisch angetrieben sind und die Motore von einer gemeinsamen Stromversorgung aus gesteuert werden.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Karussell (28) neben dem Drehteller (23) für die Aufnahme der fertig bearbeiteten Substrate (21, ...) ein zweiter Drehteller (24) zur Aufnahme von mit Fehlern behafteten Substraten (21, ...) zugeordnet ist, wobei beide Drehteller (23, 24) in einer Ebene unterhalb der Karussellebene (2 8) angeordnet sind und mit Aufnahedornen (25, 25', ...; 26, 26', ...) bestückt sind, auf die die Substrate (21, ...) herunterfallen bzw. auf gleiten, wenn sie von den Substrathaltern (30, 30', ...) des Karussells (28) bzw. von deren Sperrgliedern oder Greifern freigegeben werden.