TW202336912A - 吸附式抓持裝置以及撓性平面基板的拾起及存放方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種用於拾起撓性平面基板、特別是撓性薄玻璃板及/或撓性薄紙張的吸附式抓持裝置，包括：一基體；至少一個佈置在基體上的抽氣負壓模組，其具有至少一個抽氣開口，用於特別是藉由文丘里效應而抽吸氣體並產生負壓，以便將基板吸附至此吸附式抓持裝置上；以及，至少一個佈置在基體上的排氣負壓模組，其具有至少一個排氣開口，用於特別是藉由伯努利效應而排出氣體並產生負壓，以便將基板吸附至此吸附式抓持裝置上。

Description

吸附式抓持裝置以及撓性平面基板的拾起及存放方法
本發明係有關於一種吸附式抓持裝置以及一種撓性平面的基板、特別是不透氣及/或透氣基板的拾起及存放方法，其基板例如為撓性薄玻璃板及/或撓性薄紙張。
通常，透過以與玻璃邊緣成微小傾角的方式垂直放置平板玻璃而堆疊諸多平板玻璃，其中，在相鄰的玻璃板之間插入分隔材料，例如紙張。在此位置中，平板玻璃通常既堆疊以形成一疊放堆，又與現有的疊放堆分離。
就極薄玻璃而言，例如，就厚度例如小於100 μm的薄玻璃、超薄玻璃或超薄型玻璃(UTG)而言，由於缺乏玻璃之固有的剛性連同極其敏感的玻璃邊緣，通常無法再進行垂直堆疊，從而將此等玻璃連同中間層一起「浮動」且水平地進行堆疊及運輸。
此外，與常規的較厚玻璃相比，在搬運薄玻璃時，還應將其他特性考慮在內，此等特性可追溯至薄玻璃之特殊特性。此等特性特別是包括玻璃自身的撓性以及由玻璃中的內應力所引起的玻璃之偶爾嚴重翹曲。就作為例如用下拉法拉製的玻璃帶之區段具有或不具有兩個邊緣處凸邊的玻璃而言，翹曲效應甚至更為嚴重，而在此等邊緣處凸邊中，玻璃帶具有明顯較大的玻璃厚度。此外，由於玻璃及襯紙之水平位置，摩擦電效應係透過重量而得到增強。
在分離、搬運、運輸及以受控的方式存放基板時，必須將上述所有特性考慮在內。因此，無法使用常規的處理系統或吸附式抓持工具。就諸如UTG(ultra thin glass，超薄玻璃)等薄玻璃而言，在進行吸附、抓持、搬運及運輸期間，特別是存在有較高的斷裂風險。
因此，本發明之目的在於，提出一種裝置及一種方法，以便自水平堆疊的撓性平面的基板、例如包括襯紙的UTG板材之疊放堆自動地且可靠地移除基板，特別是，以便將諸基板分離至工件載體上，且/或特別是藉由襯紙以將撓性平面的基板堆疊成一疊放堆，例如，將其自工件載體堆疊至包裝中。
該目的之一個態樣在於，提出用於具有凸邊的毛坯玻璃之此種裝置及此種方法。在此情況下，疊放堆中具有凸邊的毛坯玻璃通常可具有非平面而彎曲的表面，其中，其曲度通常隨著疊放堆中高度的增加而增大。該目的之另一態樣在於，提出用於無凸邊的成品玻璃之此種裝置及此種方法。該目的之另一態樣在於，提出用於具有不透氣及/或透氣的基板的堆疊(例如，紙與UTG之疊放堆)之此種裝置及此種方法。在此情況下，在移除UTG板材以及將UTG板材或紙放置到此種疊放堆上時，特別是應以過程可靠的方式掌握紙與UTG之疊放堆之特性(高度差、氣墊等)。
此外，該目的之一個態樣在於，在搬運過程中，例如在移除玻璃或紙時，可靠地控制及掌握毛坯玻璃或成品玻璃(板材)及紙之特性，例如，撓性及翹曲(Warp)以及透氣性。此外，該目的之一個態樣在於，在自疊放堆或在疊放堆中分離及接合處於水平位置中的紙層及玻璃層時，將附著效應(摩擦電效應)考慮在內，連同實現基板之精確定位，其中，將漂浮地面效應(氣墊的動態浮力或下壓力以及渦流)考慮在內。
為達成上述目的，本發明揭示一種用於拾起撓性平面的基板、特別是撓性薄玻璃板及/或撓性薄紙張的吸附式抓持裝置，其基板較佳地具有小於100 μm的厚度。
本發明的吸附式抓持裝置包括特別是用於連接至機器手臂上的基體，其中，該基體定義了一個平面，在拾起基板時，該平面較佳係至少局部地平行於該基板而延伸。
此外，根據本發明的吸附式抓持裝置亦包括至少一個佈置在該基體上的抽氣負壓模組，以及至少一個佈置在該基體上的排氣負壓模組。
抽氣負壓模組包括至少一個抽氣開口，用於特別是藉由文丘里效應而抽吸氣體並產生負壓，以便將基板吸附至此吸附式抓持裝置上。
排氣負壓模組包括至少一個排氣開口，用於特別是藉由伯努利效應而排出氣體並產生負壓，以便將基板吸附至此吸附式抓持裝置上。
換言之，本發明的吸附式抓持裝置包括兩個基於不同原理的負壓模組，其中，抽氣負壓模組通過抽吸基板上方的氣體而產生真空，而排氣負壓模組則透過排出氣體而產生真空，其中，氣體快速地流經基板引起了藉由伯努利效應而實現的基板之吸引。
抽氣負壓模組例如可建構為文丘里噴射器或者包括此種文丘里噴射器。抽氣負壓模組特別是可包括以下諸者：特別是用於引入壓縮空氣的氣體入口，特別是用於再次排出其壓縮空氣的氣體出口，自氣體入口延伸至氣體出口而具有狹窄部位的連接件，以及在氣體入口與氣體出口之間分支而到達抽氣開口的連接件，以便藉由文丘里效應以產生負壓。
排氣負壓模組例如可建構為伯努利懸浮吸盤或者包括此種伯努利懸浮吸盤。排氣負壓模組特別是可包括以下諸者：特別是用於引入壓縮空氣的氣體入口，以及特別是用於再次排出其壓縮空氣之自氣體入口至排氣開口的連接件，其中，排氣開口係建構成使得所排出的氣體傾斜於基體之平面而延伸，較佳係傾斜地遭遇待拾起的基板，以便藉由伯努利效應以產生負壓。
排氣負壓模組或伯努利懸浮吸盤之排氣開口較佳係建構成使得所排出的氣體以錐體之形式被排出，並且較佳係呈錐形地遭遇基板之表面，使得其氣體流經基板並且在該錐體內產生負壓。其錐體之法線較佳係垂直於基體之平面，並且較佳地實質上垂直於待拾起的基板之表面。
抽氣負壓模組可具有用於至少局部地接觸待藉由吸附式抓持裝置以拾起的基板的接觸面，其中，在該接觸面內佈置有作為凹槽的抽氣開口。如此便可透過抽吸氣體而將基板吸附至該接觸面上。
在該接觸面內較佳地佈置有作為凹槽的多個抽氣開口，例如佈置有至少10個抽氣開口或者例如佈置有至少50個抽氣開口，較佳地佈置有至少224個抽氣開口，尤佳地佈置有至少1108個抽氣開口，更佳地佈置有至少1662個抽氣開口。
此外，抽氣負壓模組之接觸面較佳地具有例如100平方厘米的面積，較佳地具有至少530平方厘米的面積，尤佳地具有至少1280平方厘米的面積，更佳地具有至少1984平方厘米的面積。
在一種較佳的實施方式中，此吸附式抓持裝置具有多個抽氣負壓模組、特別是文丘里噴射器及/或多個排氣負壓模組、特別是伯努利懸浮吸盤。
該或該等抽氣負壓模組、特別是其接觸面較佳係以與該或該等排氣負壓模組、特別是其排氣開口相比為更靠近基體之平面之中心的方式佈置。此點較佳係沿至少一個在基體之平面中延伸的方向、尤佳係沿兩個在基體之平面中彼此垂直延伸的方向而實現。
此外，該或該等抽氣負壓模組、特別是其接觸面亦較佳係佈置在該等排氣負壓模組、特別是其排氣開口之間。此點又較佳係沿至少一個在基體之平面中延伸的方向、尤佳係沿兩個在基體之平面中彼此垂直延伸的方向而實現。
諸排氣負壓模組(或伯努利懸浮吸盤)例如可佈置在基體之邊緣處。該或該等排氣負壓模組距基體之邊緣的距離例如可小於10厘米，特別是小於5厘米，較佳地小於3.5厘米，尤佳地小於0.4厘米。
在此吸附式抓取裝置包括多個抽氣負壓模組、特別是文丘里噴射器及多個排氣負壓模組、特別是伯努利懸浮吸盤的情況下，諸抽氣負壓模組及諸排氣負壓模組例如可混合佈置在基體之平面內。在此情況下，但亦關於其他實施方式，可提出：諸抽氣負壓模組或諸抽氣負壓模組中之若干者係可單獨或成組地控制，以及/或者，諸排氣負壓模組或諸排氣負壓模組中之若干者係可單獨或成組地控制，特別是將其控制成為可在基體之平面內實現局部受限的吸附。例如，可藉由諸排氣負壓模組之部分量以實現局部受限的吸附，而該等排氣負壓模組例如係相對於待拾起的基板佈置在邊緣處，以及/或者，例如可藉由諸抽氣負壓模組之部分量以實現局部受限的吸附，而該等抽氣負壓模組例如係相對於待拾起的基板佈置在中心處。藉此，例如可提供一種吸附式抓持裝置，能可變地用於不同的基板尺寸。
根據一種較佳的實施方式，此吸附式抓持裝置可適於拾起具有位於對置的邊緣上的凸邊的撓性薄毛坯玻璃板。此種吸附式抓持裝置亦可被稱為「毛坯玻璃抓持器」。在此情況下，在拾起基板時，此吸附式抓持裝置可沿自一個凸邊延伸至另一凸邊的第一方向包括多個例如條形的負壓模組群，而該等負壓模組群定義了一個凸面。
此吸附式抓持裝置例如包括至少一個抽氣負壓模組群，其係沿第一方向佈置在兩個較佳地佈置在基體之相對立邊緣上的排氣負壓模組群之間。
其抽氣負壓模組群可包括一個或多個抽氣負壓模組，例如包括四個抽氣負壓模組，而該等抽氣負壓模組之接觸面係沿垂直於第一方向的第二方向延伸，較佳地呈條狀。換言之，該抽氣負壓模組群之沿第二方向(沿凸邊)的長度可大於沿第一方向(垂直於凸邊)的長度。
其排氣負壓模組群可包括多個沿垂直於第一方向的第二方向彼此並排佈置的排氣負壓模組。
該或該等抽氣負壓模組、特別是該抽氣負壓模組群可定義第一吸附方向，特別是定義垂直於抽氣負壓模組之接觸面及/或垂直於基體之平面的第一吸附方向。
此外，該或該等排氣負壓模組、特別是該排氣負壓模組群可定義第二吸附方向，其係傾斜於第一吸附方向而延伸，特別是延伸成使得該等吸附方向(第一及第二)定義了一凸面之法線，以便拾起具有凹曲率及/或相對立凸邊的撓性平面的基板。
在一種改良方案中，此吸附式抓持裝置可包括調節裝置，其係適於改變第一吸附方向與第二吸附方向之間的傾角。為此，例如可設有調節機構，以便改變排氣負壓模組或排氣負壓模組群與抽氣負壓模組或抽氣負壓模組群之間的傾角。伯努利吸盤之傾斜度特別是能以可變地進行調節的方式設計。藉此，諸伯努利吸盤例如可更靠近待拾起的基板。在拆解具有凸邊的毛坯玻璃疊放堆時，例如可逐漸減小傾斜度，以便將待拾起的基板之凹曲率逐漸減小的事實考慮在內。
根據一種較佳的實施方式，此吸附式抓持裝置可適於拾起無凸邊的撓性薄成品玻璃板。此種吸附式抓持裝置亦可被稱為「成品玻璃抓持器」。在此情況下，此吸附式抓持裝置可包括多個負壓模組，而該等負壓模組定義了實質上平整的表面。
此吸附式抓持裝置例如包括至少一個抽氣負壓模組，其係沿第一方向以及沿垂直於該第一方向的第二方向佈置在至少四個排氣負壓模組之間，而該等排氣負壓模組較佳地佈置在基體之角部中或者佈置在該基體之邊緣區域處。
此外，該或該等抽氣負壓模組可佈置在由四個排氣負壓模組所定義的四邊形內，其中，此吸附式抓持裝置之所有的抽氣負壓模組較佳地均佈置在此種四邊形內。因此，此吸附式抓持裝置在由排氣負壓模組所定義的包絡輪廓外例如可不具有任何抽氣負壓模組。
該或該等抽氣負壓模組可定義第一吸附方向，而且，該或該等排氣負壓模組可定義第二吸附方向，其中，第一吸附方向及第二吸附方向係彼此平行，特別是垂直於抽氣負壓模組之接觸面且/或垂直於基體之平面。
該或該等排氣負壓模組可沿第一吸附方向、沿第二吸附方向、垂直於抽氣負壓模組之接觸面且/或垂直於基體之平面而內縮，較佳地內縮至少0.2厘米，尤佳地內縮至少0.45厘米，更佳地內縮至少0.5厘米。
在一吸附式夾持裝置中，該或該等抽氣負壓模組以及該或該等排氣負壓模組通常較佳地分別建構為獨立的組件，其例如可作為市售的組件而購得。因此，該等模組較佳係可彼此分離且/或彼此間隔一定距離，從而可最小化相互影響。
抽氣負壓模組、特別是其接觸面與排氣負壓模組、特別是其排氣開口之間，例如可存在至少1厘米之距離，較佳地存在至少2厘米之距離，尤佳地存在至少4厘米之距離。
該或該等抽氣負壓模組及該或該等排氣負壓模組較佳係可單獨控制，特別是將其控制成為可首先藉由一個排氣負壓模組吸附一個撓性平面的基板，然後可藉由一個抽氣負壓模組吸附該撓性平面的基板。
此外，該或該等抽氣負壓模組之保持力為至少12牛頓，較佳地至少37牛頓，尤佳地至少43牛頓，以及/或者，該或該等排氣負壓模組之保持力為至少1.8牛頓，較佳地至少3.2牛頓，尤佳地至少5.4牛頓。
該或該等抽氣負壓模組較佳地能可變地控制，以便實現其保持力之至少兩個不同的值。此外，該或該等排氣負壓模組較佳地亦能可變地控制，以便實現其保持力之至少兩個不同的值。藉此，此吸附式抓持裝置特別是可建構為用於不透氣的基板及透氣的基板之組合的吸附式抓持裝置。
此外，本發明亦有關於一種拾起厚度較佳地小於100 μm之撓性平面的基板、特別是撓性薄玻璃板及/或撓性薄紙張的方法。
本發明的方法包括使用具有一個或多個抽氣負壓模組以及一個或多個排氣負壓模組的特別是如上所述的吸附式抓持裝置且藉由該吸附式抓持裝置以拾起撓性平面的基板，其中，藉由抽氣負壓模組及排氣負壓模組而時間上錯開地吸附撓性平面的基板。例如，可首先藉由抽氣負壓模組以吸附撓性平面的基板，而後藉由排氣負壓模組以吸附該撓性平面的基板，或者，首先藉由排氣負壓模組以吸附撓性平面的基板，而後藉由抽氣負壓模組以吸附該撓性平面的基板。在拾起基板之前，較佳地使其吸附式抓持裝置接近基板且/或相對於基板對該吸附式抓持裝置定位，特別是定位成使得基板至少局部平行地處於相對於由吸附式抓持裝置所定義的一平面的一相對立位置中。
此方法可適於藉由該吸附式抓持裝置以拾起不透氣的基板、特別是撓性薄玻璃板，其中，首先藉由一個或多個抽氣負壓模組以吸附該不透氣的基板，然後藉由一個或多個排氣負壓模組以完全拾起該不透氣的基板。
此外，此方法亦可適於藉由該吸附式抓持裝置以拾起透氣的基板、特別是撓性薄紙張，其中，首先藉由該或該等排氣負壓模組以吹透或抬起該透氣的基板，然後藉由該或該等抽氣負壓模組以完全拾起該透氣的基板。
此方法亦可包括自其吸附式抓持裝置釋放撓性平面的基板，具體方式則為結束藉由抽氣負壓模組及/或排氣負壓模組以進行之吸附。在此情況下，可藉由抽氣負壓模組而自其吸附式抓持裝置吹走撓性平面的基板、特別是不透氣的基板，例如撓性薄玻璃板。
在一種改良方案中，此方法包括自具有不透氣的基板及透氣的基板的疊放堆、特別是自具有玻璃板及紙張的疊放堆，依次抬起不透氣的基板及透氣的基板，其中，藉由同一個吸附式抓持裝置以自該疊放堆揭離諸不透氣的基板及諸透氣的基板。
在一種改良方案中，此方法包括依次疊置不透氣的基板及透氣的基板，以形成具有不透氣的基板及透氣的基板的疊放堆、特別是具有玻璃板及紙張的疊放堆，其中，藉由同一個吸附式抓持裝置將諸不透氣的基板及諸透氣的基板放置至該疊放堆上。
最後，本發明包括一種具有不透氣的基板及透氣的基板、特別是具有撓性薄玻璃板及撓性薄紙張而特別是藉由或可藉由上述方法製成的疊放堆。
此疊放堆例如可包括至少50個、較佳地至少100個、尤佳地至少200個不透氣的基板，其中，諸不透氣的基板較佳地以至多±2 mm、尤佳地以至多±1 mm之橫向公差而堆疊(存放精度為+/- 1 mm)。此疊放堆可包括至多400個不透氣的基板。
在諸不透氣的基板之間較佳分別佈置有至少一個透氣的基板，以便特別是保護該等不透氣的基板之表面免受刮擦、橫向位移及/或化學反應的影響。例如，在玻璃之間可分別設有一張紙，以保護玻璃表面。
諸透氣的基板係側向地突出於諸不透氣的基板，較佳地具有至少10 mm的突出部，尤佳地具有至少20 mm的突出部。紙張例如可大於玻璃板，特別是環周地具有例如22.5 mm的最小突出部。
諸透氣的基板可具有兩個表面粗糙度不同的相對立的表面，尤佳係具有一表面粗糙度較高的下表面以及一表面粗糙度較低的上表面。如此，便能在移除透氣的基板時，有利地減小位於透氣的基板下方的不透氣的基板之附著力，此舉特別是就薄玻璃而言可以是有利的(摩擦學效應)。
諸不透氣的基板通常、特別是關於疊放堆具有特別是小於70 μm的厚度，較佳地具有小於50 μm的厚度，尤佳地具有小於30 μm的厚度。視需要亦可採用小於15 μm的厚度。
此外，諸透氣的基板通常、特別是關於疊放堆具有特別是小於80 μm的厚度，較佳地具有小於70 μm的厚度，尤佳地具小於50 μm的厚度。
下面結合附圖對本發明進行詳細說明。圖1至3示出吸附式抓持裝置10，特別是適於拾起如圖6所示之具有相對立凸邊2的撓性平面的基板1。此類具有相對立凸邊的基板1例如為毛坯玻璃基板。基於其相對立的凸邊2，基板1具有凹形表面，特別是當多個此類基板彼此水平堆疊時。在沿方向R2延伸的兩個相對立凸邊2中，諸基板例如沿垂直於該方向的方向R1形成凹形。
吸附式抓持裝置10包括了定義一平面E的基體20。為了拾起具有凹曲率或相對立凸邊2的撓性平面的基板1，吸附式抓持裝置10沿著在平面E中延伸的方向R1，包括有多個負壓模組群3、4，沿方向R1以凹形佈置的方式固定在基體20上。確切言之，沿方向R1彼此並排佈置的負壓模組群3、4定義了吸附方向N1、N2，該等吸附方向則定義了凸面F之法線。負壓模組群3、4具有基於不同工作原理的負壓模組或抽吸模組。
沿方向R1相對立佈置的外部的負壓模組群4係建構為排氣負壓模組群4，並且分別包括多個排氣負壓模組40，而該等排氣負壓模組係橫向於方向R1、例如沿垂直於方向R1的方向R2並排佈置。諸排氣負壓模組40各具有一個排氣開口42，並且特別是建構為如圖5所示之伯努利懸浮吸盤，下面還將對此進行詳細說明。建構為伯努利吸盤模組的排氣負壓模組40特別是用於在邊緣區域中進行距離補償。在所示的示例中，諸排氣負壓模組群4各包括多個鎖銷，在此為兩個，即，一個內鎖銷及一個外鎖銷，其中，外鎖銷在垂直於平面E的方向上進一步內縮。
在諸多外部的排氣負壓模組群4之間佈置有抽氣負壓模組群3，其係包括多個抽氣負壓模組30，在此情況下，該等抽氣負壓模組係建構為文丘里噴射器或者包括此類文丘里噴射器。抽氣負壓模組30各具有一個沿方向R2呈條狀延伸的接觸面34。在接觸面34內設有多個用於抽吸氣體的抽氣開口32，以便將基板1吸附至接觸面34上。建構為具有流體噴射器的真空抓持器模組的抽氣負壓模組30，特別是用於基板之平面吸附或固定。在所示的示例中，諸抽氣負壓模組群3分別包括多個鎖銷，在此為四個，其中，該等鎖銷在垂直於平面E的方向上係佈置在相同的高度。排氣負壓模組群4相對立於抽氣負壓模組群3而傾斜，且/或在垂直於平面E的方向上內縮。
可將吸附式抓持裝置10用作為UTG之吸附式抓持工具，特別是用以拾起具有凸邊的毛坯玻璃，而諸毛坯玻璃特別是亦可堆疊，因此，有時會出現較高的凹曲率。上述凸形的吸附式抓持裝置10可靈活地應用於不同的玻璃曲度。因為，排氣負壓模組40在一定距離內具有較高的抽吸效果，且特別是使基板發生跳躍。就此而言，排氣負壓模組40(例如，伯努利懸浮吸盤)及抽氣負壓模組30(例如，文丘里噴射器)係以有利的方式共同作用，以便藉由排氣負壓模組40以使基板特別是在其邊緣處發生跳躍，並且特別是隨後藉由抽氣負壓模組30以固定基板且/或平面地吸附基板。
圖4示出吸附式抓持裝置10，特別是適於拾起如圖7所示之具有實質上平整的表面的撓性平面的基板1。此類基板例如為成品玻璃基板，其例如可由毛坯玻璃基板透過分離凸邊而製成。
此吸附式抓持裝置10與前述的吸附式抓持裝置具有若干相同的態樣，因此，上述特徵中之若干者亦適用於本實施方式，反之亦然。此吸附式抓持裝置10包括有定義了平面E的基體20。為了拾起撓性平面的基板1，此吸附式抓持裝置10包括基於不同工作原理的負壓模組30、40。
相對於基體之平面E位於外側的負壓模組40係建構為排氣負壓模組40(例如，伯努利懸浮吸盤)，而相對於基體之平面E位於內側的負壓模組30則建構為抽氣負壓模組30(例如，文丘里噴射器)，該等抽氣負壓模組具有一接觸面34及佈置在其中的多個抽氣開口32。
吸附式抓持裝置10特別是適於拾起平面的基板1或拾起略微翹曲的基板1，特別是對於極薄材料(例如UTG)及/或透光材料而言。因此，負壓模組30、40之吸附方向N1、N2係彼此平行。外部的排氣負壓模組40在較大距離的範圍內具有抽吸作用，因此，諸外部的排氣負壓模組在垂直於平面E的方向上係相對於抽氣負壓模組30而內縮。如此，便能一方面在邊緣區域之對角線上進行距離補償(伯努利吸盤)，另一方面對基板進行平面吸附或固定(表面吸盤)。在居中地吸附基板之前，其基板例如會在其邊緣及/或角部處發生跳躍。
圖5詳細示出建構為伯努利懸浮吸盤的排氣負壓模組40。排氣負壓模組40包括用於引入壓縮空氣的氣體入口41以及供呈錐體44之形式的壓縮空氣朝基板1b之方向吹過的環形的排氣開口42。排出的空氣向外流經基板，因此，由於伯努利效應，在氣錐44之內部產生具有吸附方向N2的負壓。
在此情況下，基板1b為透氣的基板(例如紙)，使得排出的氣體至少部分地流過基板，此舉有利於揭離基板1b，特別是有利於引起基板與位於其下的層的分離作用，特別是在基板與位於其下的層之間具有附著力T的情況下，在此情況下，該層係建構為不透氣的基板1a(例如玻璃)。
圖8示出具有水平疊置的不透氣的基板1a(例如玻璃)及透氣的基板1b(例如紙)之疊放堆。藉由本發明的吸附式抓持裝置10，可形成此種混合的疊放堆，並且亦可自此種疊放堆揭離出不同的基板。在此情況下，首先可藉由抽氣負壓模組30以吸附一平面的基板1a、1b，然後藉由排氣負壓模組40以吸附該平面的基板，或者與此相反，首先藉由排氣負壓模組40以吸附該基板，然後藉由抽氣負壓模組30以吸入該基板。就不透氣的基板1a、特別是撓性薄玻璃板而言，可在邊緣處發生抬升或跳躍之前，首先居中地進行吸附。就透氣的基板1b、特別是撓性薄紙張而言，可在平面地吸附並固定基板之前，首先實現吹透或跳躍。
圖9及圖10係針對吸附式抓持裝置接近基板、拾起基板以及自吸附式抓持裝置釋放基板，示出吸附式抓持裝置的Z位置(平面E之法線及/或垂直於方向R1與R2)以及抽氣負壓模組30及排氣負壓模組40之工作狀態之時間上的工作流程。在X軸上示意性地示出時間曲線(s)，在Y軸上一方面示出負壓模組30、40上的壓力(bar)，另一方面示出抓持器沿Z方向(cm)的位置。
圖9示出例如可用於玻璃的第一示例性工作流程。在吸附式抓持裝置接近基板(s=2)之後，首先啟用抽氣負壓模組30(負壓)，以便例如居中地吸附基板。然後(s=4)啟用排氣負壓模組40(負壓)，以便完全拾起基板，例如亦在邊緣處拾起基板。而後，此吸附式抓持裝置可將拾起的基板移動至另一位置。為了自吸附式抓持裝置釋放基板(s=9)，可結束藉由負壓模組30、40以進行的吸附，其中，作為補充方案，該等模組中的一個、特別是抽氣負壓模組30亦可吹走基板(正壓)。
圖10示出例如可用於紙的第二示例性工作流程。在吸附式抓持裝置接近基板(s=2)之後，首先啟用排氣負壓模組40(負壓)，以便允許基板例如在邊緣處發生跳躍。然後(s=4)啟用抽氣負壓模組30(負壓)，以便完全拾起基板，例如亦在中心處拾起基板。而後，此吸附式抓持裝置可將拾起的基板移動至另一位置。為了自吸附式抓持裝置釋放基板(s=9)，可結束藉由負壓模組30、40以進行的吸附。
有利地，排氣負壓模組40(例如，伯努利懸浮吸盤)與抽氣負壓模組30(例如，文丘里噴射器)之組合特別是適於對不透氣的基板(例如，撓性薄玻璃板)及透氣的基板(例如，撓性薄紙張)進行層分離，該等基板例如係以水平疊置的方式堆疊，例如，交替地堆疊。此舉適用於彎曲的毛坯玻璃以及平面的成品玻璃。
透氣的基板較佳係包括紙或由紙構成，其中，單位面積重量可為20至80 g/m 2，較佳地在30至70 g/m 2之間，尤佳地在40至60 g/m 2之間，例如為50 g/m 2。透氣的基板之厚度例如可在40至100微米之間，較佳地在50至90微米之間，尤佳地在60至70微米之間。
根據DIN EN 1924-2，透氣的基板亦可具有以下特性中的一個或多個：縱向(MD)斷裂力在20至80 N/15 mm之間，較佳地在30至50 N/15 mm之間。橫向(CD)斷裂力在10至40 N/15 mm之間，較佳地在15至25 N/15 mm之間。縱向(MD)伸長率在1.5%至1.9%之間，較佳地在1.6%至1.8%之間。橫向(CD)伸長率在1.6%至2.0%之間，較佳地在1.7%至1.9%之間。
此外，根據 DIN EN ISO 2758，透氣的基板之爆裂壓力亦可在90至130 kPa 之間，較佳地在100至120 kPa之間，以及/或者，根據DIN EN 20 535，透氣的基板之Cobb值(水)在10至40 g/m 2之間，較佳地在15至32 g/m 2之間，以及/或者，根據DIN EN 20 287，透氣的基板之絕對濕度在1%至5%之間，較佳地在2%至4%之間。透氣的基板特別是具有小於20%(T=35°)的濕度，並且在鋪放之前，可將透氣的基板存放在乾燥櫃中。
透氣的基板之pH值亦可在5至9之間，較佳地在6至8之間，尤佳地在7至8之間，其中，特別是可根據ISO 8791-2以測定其pH值。
透氣的基板可具有兩個具有不同表面粗糙度的相對立的表面，該等表面例如分別鄰接一個平面的基板。在此尤佳地，下表面具有較高的表面粗糙度，上表面具有較低的表面粗糙度。如此，便能在移除透氣的基板時，有利地減小位於透氣的基板下方的平面的基板之附著力，此舉特別是就薄玻璃而言是有利的。
根據ISO 8791/4，透氣的基板之表面之粗糙度可具有以下值：底面粗糙度在4至14微米之間，較佳地在6至12微米之間，尤佳地在8至10微米之間。下表面粗糙度在4至14微米之間，較佳地在6至12微米之間，尤佳地在8至10微米之間。上表面粗糙度在1至7微米之間，較佳地在2至6微米之間，尤佳地在3至5微米之間。
透氣的基板(例如紙)之化學性質(例如pH值)較佳係與不透氣的基板相匹配，特別是用以避免玻璃腐蝕、留下印痕及/或霧度。特別是，可藉由透氣的基板以避免霧度之形成(玻璃腐蝕、與酸反應、H 2O+CO 2會與玻璃表面上的Na反應形成Na 2CO 3，並且致使表面形成鹽層)。透氣的基板較佳係在技術上以不含氯及酸的方式建構。特別是，可藉由透氣的基板以防止酸含量及/或氯與基板(例如玻璃)之表面反應形成難以洗掉的鹽。此外，透氣的基板亦較佳地具有較低的粒子排放且/或具有在不透氣的基板上可洗掉的粒子之排放。
圖1至3及圖4所示吸附式抓持裝置10亦較佳地具有用於垂直於平面E的方向的補償單元22，連同安裝在基體20上之可能的閥島55。此外，吸附式抓持裝置10亦可配備有用於真空監測的感測機構50、用於力監測的感測機構51及/或用於距離監測的感測機構52(特別是朝垂直於平面E的方向)。為了適當考慮或控制薄玻璃之特殊特性(如柔韌性、翹曲、內應力、可能的凸邊、水平位置、襯紙、摩擦電效應等)，將平面吸盤與根據伯努利原理的懸浮吸盤及智慧感測機構組合使用，尤為有利。
因此，藉由本發明特別是提供一種用於保持及/或轉移平面工件、特別是薄玻璃的抓持器。該抓持器適用於搬運、運輸、分離以及接合透氣及不透氣的撓性材料。此外，該抓持器亦有利地適於以較少接觸的方式抓住基板。
1:基板 1a:基板 1b:基板 2:凸邊 3:(抽氣)負壓模組群 4:(排氣)負壓模組群 10:吸附式抓持裝置 20:基體 22:補償單元 30:(抽氣)負壓模組 32:抽氣開口 34:接觸面 40:(排氣)負壓模組 41:氣體入口 42:排氣開口 44:錐體；氣錐 50:(真空監測)感測機構 51:(力監測)感測機構 52:(距離監測)感測機構 55:閥島 A:距離 E:平面 F:凸面 N1:(第一)吸附方向 N2:(第二)吸附方向 R1:(第一)方向 R2:(第二)方向 S:疊放堆 T:附著力
圖1為適於拾起毛坯玻璃基板的吸附式抓持裝置之立體圖。 圖2為圖1所示吸附式抓持裝置之底視圖。 圖3為圖1所示吸附式抓持裝置之側面剖視圖。 圖4為適於拾起成品玻璃基板的吸附式抓持裝置之立體圖。 圖5為伯努利懸浮吸盤之剖視圖。 圖6為具有凸邊的毛坯玻璃之俯視圖(a)及側面剖視圖(b)。 圖7為無凸邊的成品玻璃之俯視圖(a)及側面剖視圖(b)。 圖8為具有玻璃基板及紙張的疊放堆之側視圖。 圖9為拾起不透氣的基板(例如玻璃)時操作抽氣負壓模組及排氣負壓模組之時間曲線以及吸附式抓持裝置之Z位置。 圖10為拾起透氣的基板(例如紙)時操作抽氣負壓模組及排氣負壓模組之時間曲線以及吸附式抓持裝置之Z位置。
10:吸附式抓持裝置
20:基體
22:補償單元
30:(抽氣)負壓模組
40:(排氣)負壓模組
E:平面
F:凸面
N1:(第一)吸附方向
N2:(第二)吸附方向
R1:(第一)方向
R2:(第二)方向

Claims (16)

  1. 一種吸附式抓持裝置，用於拾起厚度較佳地小於100 μm之撓性平面的基板(1)、特別是撓性薄玻璃板及/或撓性薄紙張，包括： 一基體(20)，特別是用於連接至一機器手臂上，其中，該基體定義了一個平面(E)，在拾起基板時，該平面較佳係至少局部地平行於該基板而延伸， 至少一個抽氣負壓模組(30)，佈置在該基體(20)上，而具有至少一個抽氣開口(32)，用於特別是藉由文丘里效應而抽吸氣體並產生負壓，以便將該基板(1)吸附至此吸附式抓持裝置(10)上，以及 至少一個排氣負壓模組(40)，佈置在該基體上，而具有至少一個排氣開口(42)，用於特別是藉由伯努利效應而排出氣體並產生負壓，以便將該基板(1)吸附至此吸附式抓持裝置(10)上。
  2. 如請求項1之吸附式抓持裝置， 其中，該抽氣負壓模組(30)係建構為文丘里噴射器或者包括此種文丘里噴射器，以及/或者包括以下諸者：特別是用於引入壓縮空氣的一氣體入口，特別是用於再次排出其壓縮空氣的一氣體出口，自該氣體入口延伸至該氣體出口而具有一狹窄部位的一連接件，以及在該氣體入口與該氣體出口之間分支而到達該抽氣開口(32)的一連接件，以便藉由文丘里效應以產生負壓，以及/或者 其中，該排氣負壓模組(40)係建構為伯努利懸浮吸盤或者包括此種伯努利懸浮吸盤，以及/或者包括以下諸者：特別是用於引入壓縮空氣的一氣體入口，以及特別是用於再次排出其壓縮空氣之自該氣體入口至該排氣開口(42)的一連接件，其中，該排氣開口(42)係建構成使得所排出的氣體傾斜於該基體(20)之平面而延伸，較佳係傾斜地遭遇待拾起的基板(1)，以便藉由伯努利效應以產生負壓。
  3. 如請求項1或2之吸附式抓持裝置， 其中，該抽氣負壓模組(30)具有一接觸面(34)，用於至少局部地接觸待藉由此吸附式抓持裝置(10)以拾起的基板(1)，且其中，在該接觸面(34)內佈置有作為凹槽的該抽氣開口(32)， 其中，在該接觸面(34)內較佳地佈置有作為凹槽的多個抽氣開口(32)，較佳地佈置有至少224個抽氣開口，尤佳地佈置有至少1108個抽氣開口，更佳地佈置有至少1662個抽氣開口，以及 其中，該抽氣負壓模組(30)之該接觸面(34)較佳地具有至少530平方厘米的面積，尤佳地具有至少1280平方厘米的面積，更佳地具有至少1984平方厘米的面積。
  4. 如請求項1至3中任一項之吸附式抓持裝置，其中， 包括多個抽氣負壓模組(30)、特別是文丘里噴射器，以及/或者 包括多個排氣負壓模組(40)、特別是伯努利懸浮吸盤，以及/或者 其中，該或該等抽氣負壓模組(30)、特別是其接觸面(34)係以與該或該等排氣負壓模組(40)、特別是其排氣開口相比為更靠近該基體(20)之該平面(E)之中心的方式佈置，其中，此點較佳係沿至少一個在該基體之平面中延伸的方向、尤佳係沿兩個在該基體之平面(E)中彼此垂直延伸的方向而實現，以及/或者 其中，該或該等抽氣負壓模組(30)、特別是其接觸面(34)係佈置在該等排氣負壓模組(40)、特別是其排氣開口(42)之間，其中，此點較佳係沿至少一個在該基體之平面中延伸的方向、尤佳係沿兩個在該基體之平面(E)中彼此垂直延伸的方向而實現。
  5. 如請求項1至4中任一項之吸附式抓持裝置，其中， 包括至少一個抽氣負壓模組群(3)，其係沿一第一方向(R1)佈置在兩個較佳地佈置在該基體(20)之相對立邊緣上的排氣負壓模組群(4)之間， 其中，該抽氣負壓模組群(3)包括一個或多個抽氣負壓模組(30)，該等抽氣負壓模組之接觸面(34)係沿垂直於該第一方向的一第二方向(R2)延伸，較佳地呈條狀，以及 其中，該排氣負壓模組群(4)包括多個沿垂直於該第一方向(R1)的該第二方向(R2)彼此並排佈置的該排氣負壓模組(40)。
  6. 如請求項1至5中任一項之吸附式抓持裝置， 其中，該或該等抽氣負壓模組(30)、特別是該抽氣負壓模組群(3)定義了一第一吸附方向(N1)，特別是定義了垂直於該抽氣負壓模組之該接觸面(34)及/或垂直於該基體(20)之該平面(E)的一第一吸附方向，以及 其中，該或該等排氣負壓模組(40)、特別是該排氣負壓模組群(4)定義了一第二吸附方向(N2)，其係傾斜於該第一吸附方向(N1)而延伸，特別是延伸成使得該等吸附方向(N1、N2)定義了一凸面(F)之法線，以便拾起具有凹曲率及/或相對立的多個凸邊(2)的一撓性平面的基板(1)， 其中，此吸附式抓持裝置較佳地包括一調節裝置，其係適於改變該第一吸附方向(N1)與該第二吸附方向(N2)之間的傾角。
  7. 如請求項1至6中任一項之吸附式抓持裝置，其中， 包括至少一個抽氣負壓模組(30)，其係沿一第一方向(R1)以及沿垂直於該第一方向的一第二方向(R2)佈置在至少四個排氣負壓模組(40)之間，而該等排氣負壓模組較佳係佈置在該基體(20)之角部中，或佈置在該基體之邊緣區域處，以及/或者 其中，該或該等抽氣負壓模組(30)係佈置在由四個排氣負壓模組(40)所定義的四邊形內，其中，此吸附式抓持裝置(10)之所有的抽氣負壓模組(30)較佳地均佈置在此種四邊形內。
  8. 如請求項1至7中任一項之吸附式抓持裝置， 其中，該或該等抽氣負壓模組(30)定義了一第一吸附方向(N1)，而且，該或該等排氣負壓模組定義了一第二吸附方向(N2)，其中，該第一吸附方向及該第二吸附方向(N1、N2)係彼此平行，特別是垂直於該抽氣負壓模組(30)之該接觸面(34)且/或垂直於該基體(20)之該平面(E)，以及/或者 其中，該或該等排氣負壓模組(40)係沿該第一吸附方向(N1)、沿該第二吸附方向(N2)、垂直於該抽氣負壓模組(30)之該接觸面(34)且/或垂直於該基體(20)之該平面(E)而內縮，較佳地內縮至少0.2厘米，尤佳地內縮至少0.45厘米，更佳地內縮至少0.5厘米。
  9. 如請求項1至8中任一項之吸附式抓持裝置， 其中，該或該等抽氣負壓模組(30)及該或該等排氣負壓模組(40)係分別建構為獨立的組件，以及/或者 其中，一個抽氣負壓模組(30)、特別是其接觸面(34)與一個排氣負壓模組(40)、特別是其排氣開口(42)之間，存在至少1厘米之距離(A)，較佳地存在至少2厘米之距離(A)，尤佳地存在至少4厘米之距離(A)，以及/或者 其中，該或該等抽氣負壓模組(30)及該或該等排氣負壓模組(40)可單獨控制，特別是將其控制成為可首先藉由一個排氣負壓模組(40)吸附一個撓性平面的基板(1)，然後可藉由一個抽氣負壓模組(30)吸附該撓性平面的基板。
  10. 如請求項1至9中任一項之吸附式抓持裝置， 其中，該或該等抽氣負壓模組(30)之保持力為至少12牛頓，較佳地至少37牛頓，尤佳地至少43牛頓，以及/或者 其中，該或該等排氣負壓模組(40)之保持力為至少1.8牛頓，較佳地至少3.2牛頓，尤佳地至少5.4牛頓，以及/或者 其中，該或該等抽氣負壓模組(30)能可變地控制，以便實現其保持力之至少兩個不同的值，以及/或者，其中，該或該等排氣負壓模組(40)能可變地控制，以便實現其保持力之至少兩個不同的值，特別是使得此吸附式抓持裝置(10)建構為用於一不透氣的基板(1a)及透氣的基板(1b)之組合的吸附式抓持裝置。
  11. 一種拾起撓性平面基板的方法，用於拾起厚度較佳地小於100 μm之撓性平面的基板(1)、特別是撓性薄玻璃板及/或撓性薄紙張，包括： 使用具有一個或多個抽氣負壓模組(30)以及一個或多個排氣負壓模組(40)的特別是請求項1至10中任一項之吸附式抓持裝置(10)， 使該吸附式抓持裝置(10)接近一撓性平面的基板(1)，特別是使得該基板(1)至少局部平行地處於相對於該吸附式抓持裝置(10)之一平面(E)的一相對立位置中，以及 藉由該吸附式抓持裝置(10)以拾起該撓性平面的基板(1)，其中，藉由該抽氣負壓模組(30)及該排氣負壓模組(40)而時間上錯開地吸附該撓性平面的基板(1)，例如首先藉由該抽氣負壓模組(30)吸附，而後藉由該排氣負壓模組(40)吸附，或者，首先藉由該排氣負壓模組(40)吸附，而後藉由該抽氣負壓模組(30)吸附。
  12. 如請求項11之方法，其中包括： 藉由該吸附式抓持裝置(10)以拾起不透氣的基板(1a)、特別是撓性薄玻璃板，其中，首先藉由該或該等抽氣負壓模組(30)以吸附該不透氣的基板(1a)，然後藉由該或該等排氣負壓模組(40)以完全拾起該不透氣的基板，以及/或者 藉由該吸附式抓持裝置(10)以拾起透氣的基板(1b)、特別是撓性薄紙張，其中，首先藉由該或該等排氣負壓模組(40)以吹透或抬起該透氣的基板(1b)，然後藉由該或該等抽氣負壓模組(30)以完全拾起該透氣的基板。
  13. 如請求項11或12之方法，其中進一步包括： 自該吸附式抓持裝置(10)釋放該撓性平面的基板(1)，具體方式則為結束藉由該抽氣負壓模組(30)及/或該排氣負壓模組(40)以進行之吸附， 其中，藉由該抽氣負壓模組(30)而自該吸附式抓持裝置(10)吹走該撓性平面的基板(1)、特別是該不透氣的基板(1a)，例如撓性薄玻璃板。
  14. 如請求項11至13中任一項之方法，其中包括： 自具有不透氣的基板(1a)及透氣的基板(1b)的一疊放堆(S)、特別是自具有玻璃板及紙張的一疊放堆(S)，依次抬起不透氣的基板(1a)及透氣的基板(1b)，其中，藉由同一個吸附式抓持裝置(10)以自該疊放堆(S)揭離該等不透氣的基板(1a)及該等透氣的基板(1b)，以及/或者 依次疊置不透氣的基板(1a)及透氣的基板(1b)，以形成具有不透氣的基板(1a)及透氣的基板(1b)的一疊放堆(S)、特別是具有玻璃板及紙張的一疊放堆(S)，其中，藉由同一個吸附式抓持裝置(10)以將該等不透氣的基板(1a)及該等透氣的基板(1b)放置至該疊放堆(S)上。
  15. 一種具有不透氣的基板及透氣的基板的疊放堆，特別是具有撓性薄玻璃板及撓性薄紙張的疊放堆(S)，特別是藉由或可藉由如請求項11至14中任一項之方法製成， 其中，該等不透氣的基板具有特別是小於70 μm的厚度，較佳地具有小於50 μm的厚度，尤佳地具有小於30 μm的厚度，以及/或者 其中，該等透氣的基板具有特別是小於80 μm的厚度，較佳地具有小於70 μm的厚度，尤佳地具小於50 μm的厚度。
  16. 如請求項15之疊放堆， 其中，此疊放堆包括至少50個、較佳地至少100個、尤佳地至少200個不透氣的基板(1a)，其中，該等不透氣的基板(1a)較佳地以至多±2 mm、尤佳地以至多±1 mm之橫向公差而堆疊，以及/或者 其中，在該等不透氣的基板(1a)之間分別佈置有至少一個透氣的基板(1b)，以便特別是保護該等不透氣的基板(1a)之表面免受刮擦、橫向位移及/或化學反應的影響，以及/或者 其中，該等透氣的基板(1b)係側向地突出於該等不透氣的基板(1a)，較佳地具有至少10 mm的突出部，尤佳地具有至少20 mm的突出部，以及/或者 其中，該等透氣的基板(1b)具有兩個表面粗糙度不同而又相對立 的表面，尤佳地具有表面粗糙度較高的下表面以及表面粗糙度較低的上表面。
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