DE3716977A1 - Reinraum-linearachsenkonzept fuer industrieroboter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Linearachsenkonzept für Industriero­ boter und Handhabungsgeräte zum Einbau in Räumen, vorzugsweise Reinräumen, mit einem Doppelboden.

Unter Linearachse ist ein Schienenpaar zu verstehen, auf dem eine Förderanlage oder ein Transportfahrzeug mit zum Beispiel einem Industrieroboter oder Handhabungsgerät fahrbar angeordnet ist. Für Industrieroboter wird im folgenden nur die Bezeichnung IR verwendet.

In Reinräumen werden überwiegend elektronische Bauelemente her­ gestellt. Diese Fertigungsstätten werden mit besonders sauberer Luft versorgt, um die empfindlichen Oberflächen der hier zum Beispiel entstehenden Chips nicht zu verunreinigen.

Es sind mehrere Konzepte bekannt, die eine Vergrößerung des Ar­ beitsbereiches eines IR dadurch ermöglichen, daß der IR zum Bei­ spiel auf einer Linearachse montiert wird. Damit wird aus dem annähernd kugelförmigen Arbeitsbereich des IR zum Beispiel ein annähernd halbzylindrischer, wobei die Länge des Halbzylinders durch die Länge der Linearachse bestimmt wird. Dazu wird zum Beispiel von der Firma Manutec eine Portallösung angeboten, bei der der IR auf einem Traggestell unter der Decke eines Raumes verfahrbar ist. Diese Lösung ist für Reinräume deshalb nicht ge­ eignet, weil durch den von der Reinraumdecke zum Boden gerichte­ ten Laminarluftstrom Partikel, die an den ungeschützten, beweg­ ten Elementen oben am Portal entstehen (Führungen, Zahnstangen­ antrieb, Kabelschlepp-Ketten) auf die gegen Verschmutzung hoch empfindlichen Produkte unter dem Portal gelangen können. Dazu kommt, daß durch die Portalstützen Arbeitsraum verlorengeht, der in Reinräumen besonders teuer ist.

Eine weitere, bekannte Anordnung sieht eine am Boden aufgebaute Linearachse vor. Auch hier sind die bewegten Elemente ungeschützt und können zu unzulässigen Partikelemissionen führen. Vor allem aber behindert diese Konstruktion die ungestörte Begehbarkeit des Reinraumes durch den räumlich großen Aufbau der Funktions­ elemente. Die Nutzung eines großen Teils teurer Reinraumfläche und eventuell auch die Zugänglichkeit zu den im Arbeitsbereich des IR liegenden Einrichtungen und Maschinen geht verloren.

Eine weitere Lösung zur Vergrößerung des Arbeitsbereiches sind IR, die auf fahrerlosen Transportsystemen installiert werden. Die notwendige Genauigkeit beim Anfahren von Arbeitspostionen für den IR, die bei komplexen Handhabungsaufgaben im Bereich von ±0,1 mm liegen muß, kann mit solchen Geräten oft nicht erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vergrößerung des Arbeitsbereiches von IR in Reinräumen das eingangs definierte Linearachsenkonzept zu konzipieren. Bei Bewegungsvorgängen in Reinräumen sind bestimmte Vorschriften einzuhalten. So ist zum Beispiel für Reinraumklasse 1 vorgeschrieben, daß pro cuft (Kubikfuß) Raumluft nicht mehr als ein Partikel <0,5 mm vor­ handen sein darf.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Auslegung einer Linearachse für Rein­ räume werden die obengenannten Nachteile vermieden. Reinräume sind wegen der erforderlichen Luftzirkulation - von der Rein­ raumdecke zum Reinraumboden und von dort über Kanäle zurück an die Filter in der Reinraumdecke - mit Doppelböden ausgestattet. Das gilt mindestens ab Klasse 10 meist schon ab Klasse 100, so daß die Anordnung der Erfindung in dieser Hinsicht keinen zu­ sätzlichen Aufwand und keine zusätzlichen Kosten bedeutet.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin be­ gründet, daß die von der Linearachse beanspruchte Fläche bei Ausfall des Handhabungsgerätes oder IR ungehindert begehbar ist und damit ein zusätzlicher Aufwand an Reinraumfläche für die manuelle Tätigkeit nicht erforderlich ist.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Linerachse ist es mög­ lich, die Reinraumbestimmungen, zum Beispiel Federal Standard 209c, bis Klasse 1 zu erfüllen.

Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen IR auf einer Linearachse in der Seitenansicht und

Fig. 2 im Schnitt von vorn.

Über einem Unterboden 1 ist ein Zwischenboden 2 als Doppelboden vorgesehen. In diesem, von der Partikelemission her unkritischen "Grauraum" 3 sind alle Elemente angeordnet, die Partikel produ­ zieren können, wie zum Beispiel die Wagenführungen 4, der Zahn­ stangenantrieb 5 und der Kabelschlepp 6. Um den Reinraum 7 über dieser Konstruktion nutzen zu können, sind die Verbindungen zwi­ schen den Wagenführungen 4 und dem Wagen 8 durch zwei schmale, zum Beispiel 3 cm breite Schlitze 9 im Doppelboden 2 geführt. Damit ist der Reinraumboden über der Linearachse uneingeschränkt begehbar. Auch die Energiezuführung für den Reinraum-IR 10 und den nicht gezeigten IR-Greifer, wie zum Beispiel Motorkabel, Leitungen für Geber und Sensoren 11 sowie Schläuche für Vakuum und Druckluft 12 können über diese Schlitze von den nicht dar­ gestellten Steuerschränken an den IR 10 bzw. an den Wagen 8 ge­ führt werden.

Auch der Antrieb des Wagens kann zum Beispiel von einem am Wa­ gen 8 angebrachten Motor 13 über eine durch einen der beiden Schlitze geführte Ritzelwelle 14 realisiert werden. Mit 15 sind die Stützen der Linearachse bezeichnet.

Claims (2)

1. Linearachsenkonzept für IR und Handhabungsgeräte zum Ein­ bau in Räumen, vorzugsweise Reinräumen, mit einem Doppelboden, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Linearachsenkonstruktion und alle Bauteile, die bei der Bewegung Partikel erzeugen können bzw. die Begehbarkeit der Umgebung der Linearachse behindern, unter dem Doppelboden (2), das heißt zwi­ schen den Böden (1, 2), aufgebaut ist und daß für die Verbindun­ gen zwischen dem Wagen (8) der Linearachse und der Linearachse im Doppelboden zum Beispiel zwei Schlitze (9) vorgesehen sind.

2. Linearachsenkonzept nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schlitze (9) wesentlich schmäler sind als ein menschlicher Fuß breit ist.