WO2017063881A1 - Saugerrahmen - Google Patents

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WO2017063881A1
WO2017063881A1 PCT/EP2016/073072 EP2016073072W WO2017063881A1 WO 2017063881 A1 WO2017063881 A1 WO 2017063881A1 EP 2016073072 W EP2016073072 W EP 2016073072W WO 2017063881 A1 WO2017063881 A1 WO 2017063881A1
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WO
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adapter
suction
coupling
transfer station
suction unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/073072
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Alber
Original Assignee
Wisco Lasertechnik Gmbh
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Publication date
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Priority to EP16774921.7A priority patent/EP3362230A1/de
Publication of WO2017063881A1 publication Critical patent/WO2017063881A1/de
Priority to US15/949,251 priority patent/US10850404B2/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • B25B11/005—Vacuum work holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B25J15/0491—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof comprising end-effector racks

Definitions

  • the invention relates to a suction frame according to the preamble of claim 1, a transfer station for suction units and a method for handling of boards.
  • Sucker frames are known from the prior art, in which suckers, in particular sucking punch on a
  • Adapter plate which in turn may be attached to an industrial robot, are recorded.
  • the suckers are doing manually in a predetermined position on a grid
  • Saugerbalgs are to be led, whereby a short-term change in the configuration or position of the suckers is hindered.
  • Pad frame which is immutable for a configuration of male parts, e.g. Blanks are prepared in a memory, a so-called “sucker station” are kept, and depending on the part to be handled on a robot grown or absorbed by this ..
  • the disadvantage of these designs is the lack of flexibility and the large footprint, if a Variety of configurations should be captured.
  • the object of the invention is thus to provide a suction frame available, which is simple, especially fully automatically to a component, for example, one to be handled Board, customizable.
  • the invention thus relates to a suction frame for the
  • Transport of flat workpieces comprising an adapter and a plurality of vacuum units
  • the adapter has a fluid port and a
  • Line network includes and
  • the adapter comprises a plurality of coupling receptacles connected to the fluid port via the conduit network, and
  • each suction unit comprises a coupling head, wherein the coupling receptacles and the coupling heads are matched to one another such that each suction unit with the adapter snap-coupling and disengaging disengaging from the adapter and is
  • Coupled state through the coupling head is connected to the line network of the adapter.
  • each suction unit with its coupling head with one of
  • Plug movement or by a plug-in rotary motion can be coupled or that each suction unit with its coupling head from one of the Kupplungsauf imputing the adapter either by a
  • Manipulators perform and also allow an improved fully automatic, freely programmable suction pad assembly of suction pads.
  • the adapter is a multilayer
  • Structure preferably having a sandwich construction, wherein the multilayer construction in particular at least one lower
  • Guiding position for guiding the coupling heads e.g. a lower guide plate and / or at least one upper coupling layer for coupling the coupling heads to the conduit network, e.g. comprises a coupling plate and / or between the layers at least one profile carrier is present, on which
  • At least one, preferably all layers are attached directly or indirectly.
  • the lower layer leads the coupling head and takes
  • a suction unit Carries a connection to a mains network, a suction unit is thus preferably supported on two receptacles to withstand the forces in the movement of a flat workpiece on the suction frame with a robot.
  • the adapter has a grid on which the
  • a line network can be fixedly provided on the adapter.
  • a suction unit are set, which only in their presence the
  • Vacuum coupling opens and can be controlled via valves individually or in combination.
  • At least one suction unit is designed as a suction pestle, wherein a suction bellows or a suction plate for contacting a flat workpiece is spaced from the coupling head via a preferably telescopic pusher.
  • Suction pads offer the possibility to dive into stacks of boards or more complex geometries without having to provide space for the complete suction frame. This is necessary, for example, when removing boards from stacks, which are held, positioned and stored in the edge area by rods.
  • Expansion internal fluid line preferably an internal vacuum channel for the suction of flat workpieces, wherein the fluid line in particular over more than 50%, preferably more than 80%, in particular 100% of a longitudinal extent of the suction unit inside
  • the internal guide of the fluid line, in particular of the vacuum channel offers greater security against interference and allows a simple and undifferentiated handling of the suction unit by means of a placement robot or a transfer station.
  • a transfer station according to the invention is provided to automatically arrange the suction units on the adapter in a desired configuration. To a fully automatic, free
  • a device To enable production of different components within a production line, a device must be able to dispose and remove the relevant vacuum units.
  • the transfer station according to the invention for the transfer of stockpiled vacuum cleaner units to an adapter or the
  • the transfer station comprises means for actuating a coupling mechanism of a coupling head on a suction unit, preferably gripping and / or pushing and / or rotating means, wherein the means for actuating in particular for opening and locking a Locking connection are formed on a coupling head of a suction unit.
  • the transfer station at least one,
  • a suction unit preferably comprise two linear axes of movement in a plane to position a suction unit on an adapter at the desired location and / or that the transfer station at least one movement axis, in particular a lifting unit, for moving a recorded suction unit along its longitudinal axis.
  • Either the transfer station drives the adapter in the x-y plane to the respective point to the suction unit to
  • the transfer station then comprise a lifting unit, which the suction unit in the coupling receptacle inserted there, locked there himself or is locked there by the transfer station and coupled to a pipeline network, preferably to a vacuum.
  • the transfer station can store for
  • Suction units to be received include, the memory preferably as a linear memory or as a circulation memory
  • suction units The storage of suction units is required because of different configurations of the suction frame
  • the system comprises a manipulator, an adapter, a plurality of suction units, a transfer station and a magazine,
  • the manipulator is connected to the adapter, wherein the adapter has a fluid connection and a
  • the adapter comprising a plurality of coupling receptacles connected to the fluid port via the conduit network
  • Coupled state through the coupling head is connected to the line network of the adapter.
  • Such a system allows a fully automatic, freely programmable suction pad assembly of suction pads for Production of different components within a production line.
  • the transfer station for delivering one of the suction units to the adapter connected to the manipulator provides a suction unit such that
  • Coupling head moves to this in the open
  • the suction unit with a linear movement such in the direction of a free coupling receptacle of the transfer station
  • positioned adapter moves that their coupling head engages in the coupling receptacle.
  • the transfer station for the removal of one of the suction units from that with the manipulator
  • connection adapter is prepared such that the manipulator and the transfer station by a movement of the manipulator and / or a movement of the transfer station for taking a suction unit held in the adapter are positioned to each other such that an actuating means of
  • Transfer station unlocks a locking mechanism of the suction unit and then by a relative movement
  • a method for adapting a suction frame which has an adapter and at least one
  • Suction unit comprises, on flat workpieces
  • a suction frame which comprises an adapter and at least one suction unit, to flat workpieces
  • the invention allows the provision of fully automatic suction frame and their conversion without manual intervention or complicated wiring.
  • Figure 1 shows a schematic view of a suction frame on a robot with transfer station and linear memory.
  • Figure 2 shows a section of an adapter without
  • suction unit arranged suction unit.
  • FIG. 3 shows a coupling head on a suction pad.
  • Figure 4 shows a detail of a mounted suction peg on the adapter with plugged coupling head.
  • Figure 5 shows a section through a sucker peg on a
  • FIG. 6 shows a transfer station with circulating memory.
  • FIG. 7 shows a transfer station with linear storage.
  • Figure 1 shows a suction frame 1 on a
  • Robot arm 2 (partially shown).
  • Sucker pad 3 are shown on the suction frame 1, which were arranged via a transfer station 20 from a linear memory 21.
  • the suction frame 1 comprises an adapter 4, which is visible in the form of an upper plate 5.
  • an adapter 4 On the upper plate 5 are vacuum couplings 6, which are contacted from the bottom by the coupling heads of the suction peg 3.
  • a pipeline network is not shown on the top for reasons of clarity.
  • the sucker frame 1 further comprises boom 7, which allow additional flexibility in equipping.
  • FIG. 2 shows a detail of a sandwich construction of the adapter 4 according to the invention.
  • the sandwich construction comprises an upper plate 5 and a lower plate 10.
  • the upper plate 5 carries the vacuum coupling 11, to which a
  • Fluid connection 12 a line 13 for a pipeline network
  • the upper plate 5 is over
  • Screwed 14 screwed to a support section 15 and has an opening 16 for the passage of a coupling head for connection to the vacuum coupling 11.
  • the lower plate 10 is also via screw 17 with the
  • Carrier profile 15 is connected and comprises a coupling receptacle 18 for the implementation of the coupling head. Through the two receptacles in the opening 16 and the coupling receptacle 18, a suction cup is held so that he
  • Movement forces when using the suction frame 1 can withstand.
  • Figure 3 shows an upper portion of a nipple 3 with coupling head 30.
  • the coupling head 30 comprises at
  • Coupler receptacle 18 is provided.
  • the diameter is
  • Transfer station In the handling area means 33 for actuating the lock 34 are provided, which are formed in the present case in the form of a latch. The means 33 are pressed by the transfer station, whereby the pawls 34 withdraw and allow removal or insertion of the nipple punch 3 in the adapter 4. In the upper portion 35, the passage is provided through the opening 16, which then with the vacuum coupling 11th
  • FIG. 4 shows a mounted state of a nipple punch 3 in a section of an adapter 4.
  • the suction pad 3 comprises a suction bellows 50 for receiving a flat workpiece 51 by suction.
  • the suction bellows 50 is connected by an internal vacuum line 52 with the
  • Vacuum coupling 11 connected to the adapter 4.
  • a lower one of Vacuum coupling 11 connected to the adapter 4.
  • Section 53 of the nipple punch 3 can be telescoped
  • the suction pad 3 comprises for attachment in the adapter 4, a pawl assembly 33 which can be pivoted about axes 54.
  • the pawls 33 engage in the coupling receptacle 18 and at the same time are supported in the lower region 55 on the lower plate 10.
  • the upper portion 35 is supported in the upper plate 5, thus offering the assembled
  • FIG. 6 shows a transfer station 60.
  • the transfer station comprises a suction gripper 61, which is arranged on a linear axis in the Z direction 62 and a linear axis in the X direction 63.
  • a circulation memory 70 is at a
  • Chain drive 64 is circumferentially provided a chain 65 with receptacles 66 for suction peg 3.
  • the receptacles 66 also use the pawls 33 with the pawls 34 to the
  • the suction gripper engages around the region 32 and presses the means 33 in order to move the latches radially inwards and to solve the. Then, in the Z direction over the Z-axis 62, along the longitudinal axis 58 of the nipple, this from are taken from the memory 70, via the X-axis 63 to the adapter (not shown here) supplied, and there
  • the circulation memory 70 moves the next suction pad 3 by conveying the chain 65 in the conveying direction 71 on and provides this or a free space to
  • the transfer station 20 comprises a suction gripper 24, which is arranged on a linear axis in the Z direction 22 and a linear axis in the X direction 23.
  • a linear memory 21 are provided along receptacles 25 for suction peg 3.
  • the suction gripper 24 engages around the region 32 and presses the means 33 to move the latches radially inwardly and to solve the. Then, in the Z direction via the Z-axis 22, along the longitudinal axis 58 of the nipple punch, this can be removed from the memory 21, via the X-axis 23 of the adapter (not shown), and used there.
  • the linear memory 21 is accordingly approached by the X-axis 23 on a stocked suction peg 3 or a free space for removal or recording.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Saugerrahmen (1) für den Transport von flächigen Werkstücken (z.B. Platinen) sowie einen Manipulator (2) zu dessen Bestückung und ein System zur Handhabung von flächigen Werkstücken, z.B. Platinen. Darüber hinaus wird auch ein Verfahren zur Anpassung eines Saugerrahmens (1) beansprucht. Insgesamt erlaubt die Erfindung eine vollautomatische, frei programmierbare Sauger-Bestückung von Saugerrahmen zur Produktion von unterschiedlichen Bauteilen innerhalb einer Fertigungslinie.

Description

"Saugerrahmen"
Die Erfindung betrifft einen Saugerrahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Übergabestation für Saugereinheiten sowie ein Verfahren zur Handhabung von Platinen.
Aus dem Stand der Technik sind Saugerrahmen bekannt, bei welchen Sauger, insbesondere Saugerstocher an einer
Adapterplatte, welche wiederum an einem Industrieroboter befestigt sein kann, aufgenommen werden. Die Sauger werden dabei in vorgegebener Position an einem Raster manuell
montiert und jeweils über einen Schlauch mit einer Pumpe oder einer andersartigen Saugvorrichtung verbunden. Nachteilig ist dabei, dass stets komplexe und störungsanfällige
Leitungssysteme im Bereich der Sauger, insbesondere des
Saugerbalgs zu führen sind, wodurch ein kurzfristiges ändern der Konfiguration bzw. Position der Sauger behindert wird.
Weiterhin sind Anlagen bekannt, bei welcher komplette
Saugerrahmen, welche unveränderbar für eine Konfiguration an aufzunehmenden Teilen, z.B. Platinen vorbereitet sind, in einem Speicher, einem sogenannten „Sauger-Bahnhof" vorgehalten werden, und je nach zu handhabendem Teil an einem Roboter angebaut bzw. von diesem aufgenommen werden. Nachteilig an diesen Ausführungen ist die fehlende Flexibilität und der hohe Platzbedarf, wenn eine Vielzahl von Konfigurationen erfasst werden soll.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Saugerrahmen zur Verfügung zu stellen, welcher einfach, insbesondere voll automatisch an ein Bauteil, zum Beispiel eine zu handhabende Platine, anpassbar ist.
Die Erfindung betrifft somit einen Saugerrahmen für den
Transport von flächigen Werkstücken (z.B. Platinen) umfassend einen Adapter und eine Vielzahl von Saugereinheiten,
wobei der Adapter einen Fluidanschluss und ein
Leitungsnetz umfasst und
wobei der Adapter eine Vielzahl von mit dem Fluidanschluss über das Leitungsnetz verbundenen Kupplungsaufnahmen umfasst und
wobei jede Saugereinheit einen Kupplungskopf umfasst, wobei die Kupplungsaufnahmen und die Kupplungsköpfe derart aufeinander abgestimmt sind, dass jede Saugereinheit mit dem Adapter einrastend kuppelbar und von dem Adapter ausrastend entkuppelbar ist und
wobei wenigstens ein Sauger jeder Saugereinheit im
gekuppelten Zustand durch den Kupplungskopf hindurch mit dem Leitungsnetz des Adapters verbunden ist.
Durch den Anschluss einer Saugereinheit an ein Leitungsnetz über einen Kupplungskopf entfällt die komplexe und aufwendige Leitungsführung und eine vollautomatische, frei
programmierbare Sauger-Bestückung von Saugerrahmen zur
Produktion von unterschiedlichen Bauteilen innerhalb einer Fertigungslinie ist ermöglicht.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass jede Saugereinheit mit ihrem Kupplungskopf mit einer der
Kupplungsaufnahmen des Adapters entweder durch eine
Steckbewegung oder durch eine Steck-Drehbewegung kuppelbar ist bzw. dass jede Saugereinheit mit ihrem Kupplungskopf aus einer der Kupplungsauf ahmen des Adapters entweder durch eine
Zugbewegung oder durch eine Dreh-Zug-Bewegung entkuppelbar. (Steckbewegung und Zugbewegung ist linear) Derartige Bewegungen lassen sich mit automatisierbaren
Manipulatoren ausführen und erlauben überdies eine verbesserte vollautomatische, frei programmierbare Sauger-Bestückung von Saugerrahmen.
Bevorzugst ist auch, dass der Adapter einen mehrlagigen
Aufbau, vorzugsweise einen Sandwichaufbau aufweist, wobei der mehrlagige Aufbau insbesondere mindestens eine untere
Führungslage zur Führung der Kupplungsköpfe, z.B. eine untere Führungsplatte und/oder mindestens eine obere Kupplungslage zur Kupplung der Kupplungsköpfe mit dem Leitungsnetz, z.B. eine Kupplungsplatte umfasst und/oder zwischen den Lagen mindestens ein Profilträger vorhanden ist, an welchem
mindestens eine, vorzugsweise alle Lagen mittelbar oder unmittelbar befestigt sind.
Die untere Lage führt dabei den Kupplungskopf und nimmt
Querkräfte, die bei der Bewegung des Saugerrahmens am Roboter auftreten, auf. Gemeinsam mit der oberen Lage, welche unter anderem auch die Durchführung an eine Vakuumkupplung zum
Anschluss an ein Leitungsnetz trägt, wird eine Saugereinheit somit bevorzugt an zwei Aufnahmen abgestützt, um den Kräften bei der Bewegung eines flächigen Werkstücks am Saugerrahmen mit einem Roboter stand zu halten.
Überdies ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Adapter ein Raster aufweist, auf welchem die
Kupplungsaufnahmen periodisch in mindestens einer,
vorzugsweise zwei Raumrichtungen angeordnet sind.
Durch die rasterartige Anordnung von Vakuumkupplungen, insbesondere von selbstschließenden Vakuumkupplungen kann ein Leitungsnetz am Adapter fest vorgesehen werden. An jeden Rasterpunkt kann dann, je nach Konfiguration für ein gewünschtes zu transportierendes Bauteil, eine Saugereinheit angesetzt werden, welche nur bei Ihrem Vorhandensein die
Vakuumkupplung öffnet und ggf. über Ventile einzeln oder im Verbund angesteuert werden kann.
Weiterhin ist bevorzugt, dass mindestens eine Saugereinheit als Saugerstocher ausgebildet ist, wobei ein Saugerbalg bzw. ein Saugerteller zur Kontaktierung eines flächigen Werkstücks von dem Kupplungskopf über einen vorzugsweise teleskopierbaren Stocher beabstandet ist.
Saugerstocher bieten die Möglichkeit, in Platinenstapel oder komplexere Geometrien einzutauchen, ohne dass Platz für den kompletten Saugerrahmen vorgesehen werden muss. Dies ist beispielsweise bei der Entnahme von Platinen aus Stapeln erforderlich, welche im Randbereich durch Stangen gehalten, positioniert und bevorratet werden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine
Saugereinheit eine zumindest abschnittsweise über ihre
Ausdehnung innenliegende Fluidleitung, vorzugsweise einen innenliegenden Vakuumkanal für das Ansaugen von flächigen Werkstücken umfasst, wobei die Fluidleitung insbesondere über mehr als 50%, bevorzugt über mehr als 80%, im Besonderen 100% einer Längsausdehnung der Saugereinheit innenliegend
ausgebildet ist.
Die Innenliegende Führung der Fluidleitung, insbesondere des Vakuumkanals bietet höhere Sicherheit gegen Störungen und erlaubt ein einfaches und undifferenziertes Handhaben der Saugereinheit mittels eines Bestückungsroboters oder einer Übergabestation . Eine erfindungsgemäße Übergabestation ist vorgesehen, um die Saugereinheiten am Adapter in einer gewünschten Konfiguration automatisch anzuordnen. Um eine vollautomatische, frei
programmierbare Sauger-Bestückung von Saugerrahmen zur
Produktion von unterschiedlichen Bauteilen innerhalb einer Fertigungslinie zu ermöglichen, muss eine Vorrichtung die betreffenden Saugereinheiten anordnen und entfernen können.
Die erfindungsgemäße Übergabestation für die Übergabe von bevorrateten Saugereinheiten an einen Adapter oder die
Entnahme von Saugereinheiten von einem Adapter zur
Bereitstellung eines Saugerrahmens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabestation Mittel für die Betätigung einer Kupplungsmechanik eines Kuppelkopfes an einer Saugereinheit, vorzugsweise Greif- und/oder Drück- und/oder Drehmittel umfasst, wobei die Mittel zur Betätigung insbesondere zum Öffnen und Riegeln einer Rastverbindung an einem Kupplungskopf einer Saugereinheit ausgebildet sind.
Bevorzugt kann die Übergabestation mindestens eine,
vorzugsweise zwei lineare Bewegungsachsen in einer Ebene umfassen, um eine Saugereinheit an einem Adapter an gewünschte Stelle zu positionieren und/oder dass eine die Übergabestation mindestens eine Bewegungsachse, insbesondere eine Hubeinheit, zur Bewegung einer aufgenommenen Saugereinheit entlang deren Längsachse umfasst.
Entweder fährt die Übergabestation den Adapter in x-y-Ebene an die jeweilige Stelle an, um die Saugereinheit zu
positionieren, oder der Roboter, welcher den Adapter trägt, stellt diesen an der passenden Stelle bereit.
Bevorzugt kann die Übergabestation dann eine Hubeinheit umfassen, welche die Saugereinheit in die Kupplungsaufnahme einsteckt, dort sich selbst verriegelt oder durch die Übergabestation dort verriegelt wird und an ein Leitungsnetz, vorzugsweise an ein Vakuum ankoppelt.
Weiterhin kann die Übergabestation einen Speicher für
aufzunehmende Saugereinheiten umfassen, wobei der Speicher bevorzugt als Linearspeicher oder als UmlaufSpeicher
ausgebildet ist.
Die Bevorratung von Saugereinheiten ist erforderlich, da unterschiedliche Konfigurationen des Saugerrahmens
unterschiedliche Anzahlen an Saugereinheiten bedingen können.
Erfindungsgemäß ist überdies System zur Handhabung von
flächigen Werkstücken, z.B. Platinen, welche unterschiedliche Konturen aufweisen, vorgesehen. Das System umfasst dabei einen Manipulator, einen Adapter, eine Vielzahl von Saugereinheiten, eine Übergabestation und ein Magazin,
wobei der Manipulator mit dem Adapter verbunden ist, wobei der Adapter einen Fluidanschluss und ein
Leitungsnetz umfasst,
wobei der Adapter eine Vielzahl von mit dem Fluidanschluss über das Leitungsnetz verbundenen Kupplungsaufnahmen umfasst ,
wobei die Kupplungsaufnahmen und die Kupplungsköpfe derart aufeinander abgestimmt sind, dass jede Saugereinheit jeweils mit dem Adapter einrastend kuppelbar und von dem Adapter ausrastend entkuppelbar ist,
wobei wenigstens ein Sauger jeder Saugereinheit im
gekuppelten Zustand durch den Kupplungskopf hindurch mit dem Leitungsnetz des Adapters verbunden ist.
Ein derartiges System erlaubt eine vollautomatische, frei programmierbare Sauger-Bestückung von Saugerrahmen zur Produktion von unterschiedlichen Bauteilen innerhalb einer Fertigungslinie .
Bevorzugt ist, dass die Übergabestation zur Abgabe einer der Saugereinheiten an den mit dem Manipulator verbundenen Adapter eine Saugereinheit derart bereitstellt, dass
entweder der Manipulator mit einer linearen
Verfahrbewegung den Adapter mit einer freien
Kupplungsaufnahme in Kupplungsrichtung auf den
Kupplungskopf fährt bis dieser in der freien
Kupplungsaufnahme einrastet,
oder die Übergabestation die Saugereinheit mit einer linearen Verfahrbewegung derart in Richtung einer freien Kupplungsaufnahme des zu der Übergabestation
positionierten Adapters fährt, dass deren Kupplungskopf in der Kupplungsaufnahme einrastet.
Auf diese Weise ist die flexible, automatisierte Bestückung eines Saugerrahmens innerhalb einer teil-, oder
vollautomatisierten Fertigungslinie ermöglicht.
Überdies ist bevorzugt, dass die Übergabestation zur Abnahme einer der Saugereinheiten von dem mit dem Manipulator
verbundenen Adapter derart bereit steht, dass der Manipulator und die Übergabestation durch eine Bewegung des Manipulators und/oder eine Bewegung der Übergabestation zur Abnahme einer in dem Adapter gehaltenen Saugereinheit derart zu einander positioniert werden, dass ein Betätigungsmittel der
Übergabestation einen Rastmechanismus der Saugereinheit entriegelt und anschließend durch eine Relativbewegung
zwischen der Übergabestation und dem Adapter der Kupplungskopf der Saugereinheit und die Kupplungsaufnahme des Adapters voneinander getrennt werden. Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Anpassung eines Saugerrahmens, welcher einen Adapter und wenigstens eine
Saugereinheit umfasst, an flächige Werkstücke
unterschiedlicher Kontur umfassend die Schritte,
Abnehmen aller für ein erste Werkstück an dem Adapter angeordneten Saugereinheiten von dem Adapter,
Bestücken des Adapters mit den für ein zweites Werkstück an dem Adapter erforderlichen Saugereinheiten entsprechend einem auf das Werkstück angepassten Muster.
Das Abnehmen aller Saugereinheiten vor dem neuen Bestücken ermöglicht dem Automatismus eine freie Wahl des
Bestückungsreihenfolge, ohne dass auf eventuell bestehende Bestückungen geachtet werden muss. Dies ist insbesondere für die Positionierung und Anfahrwege der Übergabestation ein wesentliches Kriterium, welches die Handhabungsgeschwindigkeit bei der Bestückung und Entnahme verbessert.
Überdies ist ein Verfahren zur Anpassung eines Saugerrahmens erfindungsgemäß, welcher einen Adapter und wenigstens eine Saugereinheit umfasst, an flächige Werkstücke
unterschiedlicher Kontur umfassend die Schritte,
Abnehmen aller für das Greifen des nächsten Werkstücks nicht erforderlichen Saugereinheiten von dem Adapter,
Bestücken des Adapters mit den für das nächste Werkstück zusätzlich zu den vorhandenen Saugereinheiten erforderlichen Saugereinheiten .
Die Erfindung erlaubt die Bereitstellung von vollautomatischen Saugerrahmen und deren Umrüstung ohne manuellen Eingriff oder komplizierte Leitungsführung.
Weitere Aspekte der Erfindung sind in nachfolgenden
Ausführungsbeispielen exemplarisch beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt .
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Saugerrahmens an einem Roboter mit Übergabestation und Linearspeicher.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Adapter ohne
angeordnete Saugereinheit.
Figur 3 zeigt einen Kupplungskopf an einem Saugerstocher.
Figur 4 zeigt ausschnittsweise einen montierten Saugerstocher am Adapter mit eingestecktem Kupplungskopf.
Figur 5 zeigt einen Schnitt durch einen Saugerstocher an einem
Ausschnitt eines Adapters.
Figur 6 zeigt eine Übergabestation mit UmlaufSpeicher .
Figur 7 zeigt eine Übergabestation mit Linearspeicher.
Im Einzelnen zeigt Figur 1 einen Saugerrahmen 1 an einem
Roboterarm 2 (teilweise dargestellt) . Am Saugerrahmen 1 sind Saugerstocher 3 dargestellt, welche über eine Übergabestation 20 aus einem Linearspeicher 21 angeordnet wurden. Die
dargestellte Übergabestation wird in Figur 8 näher
beschrieben .
Der Saugerrahmen 1 umfasst einen Adapter 4, welcher in Form einer oberen Platte 5 sichtbar ist. Auf der oberen Platte 5 befinden sich Vakuumkupplungen 6, welche von der Unterseite durch die Kupplungsköpfe der Saugerstocher 3 kontaktiert werden. Ein Leitungsnetz ist auf der Oberseite aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Auf der Oberseite der Platte 5 ist ein Steckraster
dargestellt, welches ggf. mit entsprechenden Vakuumkupplungen versehen werden kann, um eine möglichst flexible Bestückung zu erlauben .
Der Saugerrahmen 1 umfasst weiterhin Ausleger 7, welche eine zusätzliche Flexibilität beim Bestücken ermöglichen.
Figur 2 zeigt Ausschnittsweise einen Sandwichaufbau des erfindungsgemäßen Adapters 4. Der Sandwichaufbau umfasst eine obere Platte 5 sowie eine untere Platte 10. Die obere Platte 5 trägt die Vakuumkupplung 11, an welche über einen
Fluidanschluss 12 eine Leitung 13 für ein Leitungsnetz
angeschlossen ist. Die obere Platte 5 ist über
Schraubverbindungen 14 an ein Trägerprofil 15 angeschraubt und weist eine Öffnung 16 für den Durchtritt eines Kupplungskopfes zum Anschluss an die Vakuumkupplung 11 auf. Die untere Platte 10 ist ebenfalls über Schraubverbindungen 17 mit dem
Trägerprofil 15 verbunden und umfasst eine Kupplungsaufnahme 18 zur Durchführung des Kupplungskopfes. Durch die beiden Aufnahmen in der Öffnung 16 und der Kupplungsaufnahme 18 wird ein Saugerstocher derart gehalten, dass er den
Bewegungskräften beim Einsatz des Saugerrahmens 1 standhalten kann .
Figur 3 zeigt einen oberen Abschnitt eines Saugerstochers 3 mit Kupplungskopf 30. Der Kupplungskopf 30 umfasst an
unterschiedlichen Abschnitten unterschiedliche Durchmesser. In einem unteren Abschnitt 31 ist die Aufnahme in die
Kupplungsaufnahme 18 vorgesehen. Der Durchmesser ist
entsprechend dem Durchtritt in der unteren Platte 10
angepasst .
Darunter befindet sich ein Handhabungsbereich 32 für die
Übergabestation. Im Handhabungsbereich sind Mittel 33 zur Betätigung der Verriegelung 34 vorgesehen, die vorliegend in Form einer Rastklinke ausgebildet sind. Die Mittel 33 werden von der Übergabestation eingedrückt, wodurch sich die Klinken 34 zurückziehen und eine Entnahme oder ein Einsetzen des Saugerstochers 3 in den Adapter 4 erlauben. Im oberen Abschnitt 35 ist die Durchführung durch die Öffnung 16 vorgesehen, welche sodann mit der Vakuumkupplung 11
kontaktiert .
Figur 4 zeigt einen montierten Zustand eines Saugerstochers 3 in einem Ausschnitt aus einem Adapter 4.
In Figur 5 ist der Saugerstocher in montiertem Zustand in einem Ausschnitt aus dem Adapter im Schnitt gezeigt.
Der Saugerstocher 3 umfasst einen Saugerbalg 50 zur Aufnahme eines flächigen Werkstücks 51 durch Ansaugen. Der Saugerbalg 50 ist durch eine innenliegende Vakuumleitung 52 mit der
Vakuumkupplung 11 am Adapter 4 verbunden. Ein unterer
Abschnitt 53 des Saugerstochers 3 kann teleskopierbar
ausgebildet sein.
Der Saugerstocher 3 umfasst zur Befestigung im Adapter 4 eine Klinkenanordnung 33, welche über Achsen 54 geschwenkt werden können. Die Klinken 33 rasten in der Kupplungsaufnahme 18 ein und stützen sich gleichzeitig im unteren Bereich 55 an der unteren Platte 10 ab. Der obere Abschnitt 35 stützt sich in der oberen Platte 5 ab und bietet damit dem montierten
Saugerstocher 3 einen ausreichenden Halt gegen Querkräfte.
Figur 6 zeigt eine Übergabestation 60. Die Übergabestation umfasst einen Saugergreifer 61, welcher an einer Linearachse in Z-Richtung 62 und einer Linearachse in X-Richtung 63 angeordnet ist. In einem UmlaufSpeicher 70 ist an einem
Kettentrieb 64 ist umlaufend eine Kette 65 mit Aufnahmen 66 für Saugerstocher 3 vorgesehen. Die Aufnahmen 66 nutzen ebenfalls die Klinken 33 mit den Rastklinken 34, um die
Saugerstocher 3 aufzunehmen und zu halten.
Der Saugergreifer umgreift den Bereich 32 und drückt dabei die Mittel 33 ein, um die Rastklinken radial nach innen zu bewegen und die zu lösen. Sodann kann in Z-Richtung über die Z-Achse 62 , entlang der Längsachse 58 des Saugerstochers, dieser aus dem Speicher 70 entnommen werden, über die X-Achse 63 dem Adapter (hier nicht dargestellt) zugeführt, und dort
eingesetzt werden. Der UmlaufSpeicher 70 bewegt den nächsten Saugerstocher 3 durch Förderung der Kette 65 in Förderrichtung 71 weiter und stellt diesen oder einen freien Platz zur
Entnahme oder Aufnahme bereit.
In Figur 7 ist eine entsprechende Anordnung mit einem
Linearspeicher dargestellt.
Die Übergabestation 20 umfasst einen Saugergreifer 24, welcher an einer Linearachse in Z-Richtung 22 und einer Linearachse in X-Richtung 23 angeordnet ist. In einem Linearspeicher 21 sind längs Aufnahmen 25 für Saugerstocher 3 vorgesehen. Die
Aufnahmen 25 nutzen ebenfalls die Klinken 33 mit den
Rastklinken 34, um die Saugerstocher 3 aufzunehmen und zu halten.
Der Saugergreifer 24 umgreift den Bereich 32 und drückt dabei die Mittel 33 ein, um die Rastklinken radial nach innen zu bewegen und die zu lösen. Sodann kann in Z-Richtung über die Z-Achse 22 , entlang der Längsachse 58 des Saugerstochers, dieser aus dem Speicher 21 entnommen werden, über die X-Achse 23 dem Adapter (hier nicht dargestellt) zugeführt, und dort eingesetzt werden. Der Linearspeicher 21 wird entsprechend durch die X-Achse 23 an einem bevorrateten Saugerstocher 3 oder einem freien Platz zur Entnahme oder Aufnahme angefahren.

Claims

Ansprüche :
1. Saugerrahmen für den Transport von flächigen Werkstücken (z.B. Platinen) umfassend einen Adapter und eine Vielzahl von Saugereinheiten,
wobei der Adapter einen Fluidanschluss und ein
Leitungsnetz umfasst und
wobei der Adapter eine Vielzahl von mit dem Fluidanschluss über das Leitungsnetz verbundenen Kupplungsaufnahmen umfasst und
wobei jede Saugereinheit einen Kupplungskopf umfasst, wobei die Kupplungsaufnahmen und die Kupplungsköpfe derart aufeinander abgestimmt sind, dass jede Saugereinheit mit dem Adapter einrastend kuppelbar und von dem Adapter ausrastend entkuppelbar ist und
wobei wenigstens ein Sauger jeder Saugereinheit im
gekuppelten Zustand durch den Kupplungskopf hindurch mit dem Leitungsnetz des Adapters verbunden ist.
2. Saugerrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Saugereinheit mit ihrem Kupplungskopf mit einer der
Kupplungsaufnahmen des Adapters entweder durch eine
Steckbewegung oder durch eine Steck-Drehbewegung kuppelbar ist bzw. dass jede Saugereinheit mit ihrem Kupplungskopf aus einer der Kupplungsaufnahmen des Adapters entweder durch eine
Zugbewegung oder durch eine Dreh-Zug-Bewegung entkuppelbar. (Steckbewegung und Zugbewegung ist linear)
3. Saugerrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Adapter einen mehrlagigen Aufbau, vorzugsweise einen Sandwichaufbau aufweist, wobei der
mehrlagige Aufbau insbesondere mindestens eine untere
Führungslage zur Führung der Kupplungsköpfe, z.B. eine untere Führungsplatte und/oder mindestens eine obere Kupplungslage zur Kupplung der Kupplungsköpfe mit dem Leitungsnetz, z.B. eine Kupplungsplatte umfasst und/oder zwischen den Lagen mindestens ein Profilträger vorhanden ist, an welchem
mindestens eine, vorzugsweise alle Lagen mittelbar oder unmittelbar befestigt sind.
4. Saugerrahmen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter ein Raster aufweist, auf welchem die Kupplungsaufnahmen periodisch in mindestens einer, vorzugsweise zwei Raumrichtungen angeordnet sind.
5. Saugerrahmen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Saugereinheit als Saugerstocher ausgebildet ist, wobei ein Saugerbalg bzw. ein Saugerteller zur Kontaktierung eines flächigen Werkstücks von dem Kupplungskopf über einen vorzugsweise teleskopierbaren Stocher beabstandet ist.
6. Saugerrahmen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Saugereinheit eine zumindest abschnittsweise über Ihre Ausdehnung
innenliegende Fluidleitung, vorzugsweise einen innenliegenden Vakuumkanal für das Ansaugen von flächigen Werkstücken
umfasst, wobei die Fluidleitung insbesondere über mehr als 50%, bevorzugt über mehr als 80%, im Besonderen 100% einer Längsausdehnung der Saugereinheit innenliegend ausgebildet ist .
7. Übergabestation für die Übergabe von bevorrateten
Saugereinheiten an einen Adapter oder die Entnahme von
Saugereinheiten von einem Adapter zur Bereitstellung eines Saugerrahmens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabestation Mittel für die Betätigung einer Kupplungsmechanik eines Kuppelkopfes an einer Saugereinheit, vorzugsweise Greif- und/oder Drück- und/oder Drehmittel umfasst, wobei die Mittel zur Betätigung
insbesondere zum Öffnen und Riegeln einer Rastverbindung an einem Kupplungskopf einer Saugereinheit ausgebildet sind.
8. Übergabestation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabestation mindestens eine, vorzugsweise zwei lineare Bewegungsachsen in einer Ebene umfasst, um eine
Saugereinheit an einem Adapter an gewünschte Stelle zu
positionieren und/oder dass eine die Übergabestation
mindestens eine Bewegungsachse, insbesondere eine Hubeinheit, zur Bewegung einer aufgenommenen Saugereinheit entlang deren Längsachse umfasst.
9. Übergabestation nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Übergabestation einen Speicher für aufzunehmende Saugereinheiten umfasst, wobei der Speicher bevorzugt als Linearspeicher oder als UmlaufSpeicher
10. System zur Handhabung von flächigen Werkstücken, z.B.
Platinen, welche unterschiedliche Konturen aufweisen,
umfassend einen Manipulator, einen Adapter, eine Vielzahl von Saugereinheiten, eine Übergabestation und ein Magazin,
wobei der Manipulator mit dem Adapter verbunden ist, wobei der Adapter einen Fluidanschluss und ein
Leitungsnetz umfasst,
wobei der Adapter eine Vielzahl von mit dem Fluidanschluss über das Leitungsnetz verbundenen Kupplungsaufnahmen umfasst,
wobei die Kupplungsaufnahmen und die Kupplungsköpfe derart aufeinander abgestimmt sind, dass jede Saugereinheit jeweils mit dem Adapter einrastend kuppelbar und von dem Adapter ausrastend entkuppelbar ist, wobei wenigstens ein Sauger jeder Saugereinheit im
gekuppelten Zustand durch den Kupplungskopf hindurch mit dem Leitungsnetz des Adapters verbunden ist.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabestation zur Abgabe einer der Saugereinheiten an den mit dem Manipulator verbundenen Adapter eine Saugereinheit derart bereitstellt, dass
entweder der Manipulator mit einer linearen
Verfahrbewegung den Adapter mit einer freien
Kupplungsaufnahme in Kupplungsrichtung auf den
Kupplungskopf fährt bis dieser in der freien
Kupplungsaufnahme einrastet,
oder die Übergabestation die Saugereinheit mit einer linearen Verfahrbewegung derart in Richtung einer freien Kupplungsaufnahme des zu der Übergabestation
positionierten Adapters fährt, dass deren Kupplungskopf in der Kupplungsaufnahme einrastet.
12. System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabestation zur Abnahme einer der Saugereinheiten von dem mit dem Manipulator verbundenen Adapter derart bereit steht, dass der Manipulator und die Übergabestation durch eine Bewegung des Manipulators und/oder eine Bewegung der
Übergabestation zur Abnahme einer in dem Adapter gehaltenen Saugereinheit derart zu einander positioniert werden, dass ein Betätigungsmittel der Übergabestation einen Rastmechanismus der Saugereinheit entriegelt und anschließend durch eine
Relativbewegung zwischen der Übergabestation und dem Adapter der Kupplungskopf der Saugereinheit und die Kupplungsaufnahme des Adapters voneinander getrennt werden.
13. Verfahren zur Anpassung eines Saugerrahmens, welcher einen Adapter und wenigstens eine Saugereinheit umfasst, an flächige Werkstücke unterschiedlicher Kontur umfassend die Schritte,
Abnehmen aller für ein erste Werkstück an dem Adapter angeordneten Saugereinheiten von dem Adapter,
Bestücken des Adapters mit den für ein zweites Werkstück an dem Adapter erforderlichen Saugereinheiten entsprechend einem auf das Werkstück angepassten Muster.
14. Verfahren zur Anpassung eines Saugerrahmens, welcher einen Adapter und wenigstens eine Saugereinheit umfasst, an flächige Werkstücke unterschiedlicher Kontur umfassend die Schritte,
Abnehmen aller für das Greifen des nächsten Werkstücks nicht erforderlichen Saugereinheiten von dem Adapter,
Bestücken des Adapters mit den für das nächste Werkstück zusätzlich zu den vorhandenen Saugereinheiten erforderlichen Saugereinheiten .
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