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Dokumentenidentifikation DE102005011129A1 14.09.2006
Titel Vorrichtung zum Handhaben von scheibenförmigen Substraten
Anmelder STEAG HamaTech AG, 75447 Sternenfels, DE
Erfinder Bartsch, Stefan, 76669 Bad Schönborn, DE;
Sämann, Martin, 75443 Ötisheim, DE;
Herrmann, Stefan, 75417 Mühlacker, DE;
Böckle, Manfred, 74397 Pfaffenhofen, DE
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 10.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005011129
Offenlegungstag 14.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.09.2006
IPC-Hauptklasse B65G 49/07(2006.01)A, F, I, 20060626, B, H, DE
Zusammenfassung Die Vorrichtung zum Handhaben von scheibenförmigen Substraten, insbesondere von optischen Datenträgern oder optische Datenträger bildenden Substraten, weist eine Substrathalterung (13) und eine Hub-/Schwenk-Einrichtung (21) auf. Um eine kostengünstige, platzsparende und in ihrer Funktion unkritische Handhabung von Substraten sowohl hinsichtlich einer Hub-/Schwenkbewegung als auch hinsichtlich einer Drehbewegung zu ermöglichen, weist die Vorrichtung eine Dreheinrichtung (25) zum Drehen der Substrathalterung (13) um eine zur Substratebene im Wesentlichen parallele Drehachse auf. Die Substrathalterung (13) umfasst einen Greiferarm (14), der vorzugsweise zur Verringerung oder Begrenzung der an der Aufhängung angreifenden Kräfte elastisch ausgebildet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben von scheibenförmigen Substraten, insbesondere von optischen Datenträgern oder optische Datenträger bildenden Substraten, mit einer Substrathalterung und einer Hub-/Schwenk-Einrichtung.

Vorrichtungen dieser Art sind zum Handhaben von Substraten oder optischen Datenträgern, insbesondere im Zusammenhang mit Fertigungsverfahren derartiger Datenträger, bekannt, um Substrate oder Datenträger aus einer Behandlungsstation zu entnehmen, in eine Behandlungsstation einzulegen oder auf eine Ablage abzulegen.

Ferner sind zusätzlich zu derartigen Vorrichtungen weitere Module bekannt, mit denen die zu handhabenden Substrate um 180° gedreht werden, die also eine sogenannte Flipfunktion ausführen, so dass die Unterseite für weitere Herstellungs- oder Behandlungsschritte nach oben und die Oberseite nach unten zeigt. Derartige Vorrichtungen sind relativ aufwendig und benötigen in einer Fertigungsanlage relativ viel Raum. Darüber hinaus ist der Abgleich der Bewegungsvorgänge zwischen den einzelnen Modulen kritisch, so dass der Justier- und Wartungsaufwand hoch ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Nachteile herkömmlicher Anlagen nicht aufweist und die insbesondere eine kostengünstige, Platz sparende und in der Funktion unkritische Handhabung von Substraten sowohl hinsichtlich einer Hub-/Schwenkbewegung, als auch hinsichtlich einer Drehbewegung ermöglicht.

Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung gleichzeitig eine Dreheinrichtung zum Drehen der Substrathalterung um eine zur Substratebene im Wesentlichen parallele Drehachse aufweist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein zusätzliches Modul für die Drehbewegung und damit eine Umsetzung der Substrate auf ein anderes Modul zur Drehung der Substrate nicht mehr erforderlich, so dass nicht nur Fehlerquellen bei der Handhabung verringert und Abstimmvorgänge der Bewegungsabläufe vermieden werden, sondern auch eine kostengünstige, Platz sparende und einen geringen Wartungsaufwand erfordernde Handhabungsvorrichtung geschaffen wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dreht die Dreheinrichtung die Substrathalterung um 180°. Dadurch wird die Ausrichtung der Substrat- oder Datenträger-Oberfläche von oben nach unten und von unten nach oben umgekehrt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es insbesondere auch möglich, nur eine Hub-/Schwenkbewegung der Substrate vorzunehmen oder alternativ zusätzlich auch eine Drehbewegung durchzuführen. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung wesentlich universaler einsetzbar, da somit mit einer einzigen Vorrichtung sowohl die Hub-/Schwenkbewegung als auch zusätzlich die Drehbewegung wahlweise durchführbar ist. Dies ist besonders vorteilhaft bei Herstellungs- oder Prüfungsverfahren, mit denen in einer Anlage unterschiedliche Substrate oder Datenträger hergestellt oder behandelt werden. Beispielsweise ist es zur Optimierung der UV-Trocknung von Datenträgern mit dem Format DVD-9 erforderlich, die Un terseite des Datenträgers beim UV-Trocknen nach oben anzuordnen und danach für das Prüfen oder Scannen den Datenträger um 180° zu drehen, während beim Format DVD-5/10 die Unterseite der DVD beim UV-Trocknen nach unten weist und daher vor dem Scannen, also dem Prüfen, keine 180°-Drehung erforderlich ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Substrate nach der Handhabung von der Substrathalterung abgreifbar. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine Drehung der Substrate um 180° erfolgt ist, und eine nachfolgende Handhabungsvorrichtung die Substrate von oben von der um 180° gedrehten Substrathalterung abgreift, so dass sie ohne weitere Handhabung beispielsweise an einer unterhalb der Substrate angeordneten Prüf- oder Scanneinheit etwa mittels eines Rundschalttisches vorbeibewegt werden.

Insbesondere dann, wenn eine Drehung der Substrate um 180° nicht durchgeführt wurde, legt die erfindungsgemäße Handhabevorrichtung die Substrate auf einer Ablage ab, von der die Substrate dann in nicht gedrehtem Zustand von der nachfolgenden Handhabungsvorrichtung aufgenommen werden.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Substrathalterung einen federnden Greiferarm auf. Gegenüber mechanisch starren Greifarmen ist es durch den elastischen Greiferarm möglich, die auf die Substrathalterung und ihre Lagerungen einwirkende Kraft beim Abholen oder Abgeben der Substrate zu reduzieren oder zu begrenzen. Auf diese Weise werden die Lagerungen der Substrathalterung mechanisch weniger belastet, und damit die Anforderungen an die Lagerung der Substrathalterung verringert, so dass dadurch Funktionsstörungen während des Betriebs und die Kosten für die Fertigung verringert werden.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Dreheinrichtung einen Drehzylinder, dessen Drehachse sich senkrecht zur Schwenkachse der Hub-/Schwenk-Einrichtung erstreckt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, auf der dem Greifarm zugewandten Seite des Drehzylinders ein Lagergehäuse als zusätzliches Stützlager für eine Welle des Greiferarms vorzusehen. Auch diese Maßnahme trägt wesentlich dazu bei, die Kräfte des Greiferarms ohne zu starke Beanspruchung der Lagerung des Drehzylinders über das Lagergehäuse an ihn weiterzugeben. Auch dadurch wird die Betriebssicherheit verbessert und der konstruktive Aufwand für die Lagerung des Drehzylinders verringert.

Der Greiferarm weist vorzugsweise einen Sauggreifer auf, der über eine Unterdruckverbindung mit einer Unterdruckquelle verbunden ist. Vorteilhafterweise ist dabei die Unterdruckverbindung in der Welle des Greiferarms und/oder in der Welle der Hub-/Schwenk-Einrichtung geführt. In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, einen Unterdrucksensor an oder in der Unterdruckverbindung zur Steuerung bzw. Regelung des Unterdrucks vorzusehen.

In der praktischen Anwendung derartiger Handhabungsvorrichtungen besteht die Gefahr, dass eine Bedienungsperson die Substrathalterung per Hand in eine Lage verschwenkt oder in vertikaler Richtung bewegt, die über die üblichen Betriebsbereiche hinausgehen. Um dies zu vermeiden und damit Beschädigungen zu verhindern, sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung Hub- und/oder Schwenk-Begrenzer für die Hub-/Schwenk-Einrichtung vorgesehen.

Vorzugsweise weist die Hub-/Schwenk-Einrichtung einen Lagesensor zur Ermittlung seiner Hub- und/oder Schwenklage auf. Dies ist insbesondere für die Freigabe einer Referenzfahrt vorteilhaft, damit die Steuereinrichtung auch bei In-Betriebnahme der Vorrichtung oder nach ungewolltem Stromausfall die Hub- und/oder Schwenk-Lage der Substrathalterung kennt. Dadurch wird z. B. vermieden, dass eine Drehung der Substrathalterung durchgeführt wird, wenn sie sich in einer Hub- oder Schwenk-Lage befindet, in der das an oder auf ihr befindliche Substrat mit anderen Einrichtungen der Anlage bei einem Drehvorgang kollidieren kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1: In schematischer und perspektivischer Darstellung eine Anlage zur UV-Trocknung und Weiterbehandlung von optischen Datenträger wie DVD's unter Verwendung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung,

2: Eine schematische Querschnittsdarstellung der in 1 dargestellte Handhabungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und

3: Eine schematische Explosionsdarstellung von Teilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ein sich im Uhrzeigersinn drehender Rundschalttisch 1 einer UV-Trocknungsanlage 2 bringt eine DVD 3 an eine Stelle, an der eine Handhabungsvorrichtung 4 gemäß der vorliegenden Erfindung zur Übernahme der DVD 3 zugreifen kann.

Weist die DVD 3 das Format DVD-5/10 auf, zeigt die Unterseite der DVD beim UV-Trocknungsvorgang nach unten. Wenn die Unterseite der DVD, wie in diesem Anwendungsfall, mit einer unter einem zu prüfenden DVD angeordneten Scanner nachfolgend geprüft werden soll, ist eine Drehung der DVD 3 nicht erforderlich, sondern nur eine Hub-/Schwenkbewegung, um die DVD in der in 1 dargestellten Lage auf eine Übertragungsablage 5, einen sogenannten Transferpin, abzulegen. Nachdem die Handhabungsvorrichtung 4 zurückgeschwenkt ist, die Übertragungsablage 5 also frei gegeben hat, holt ein Sauggreifer 6 einer nachfolgenden Empfängervorrichtung 7 die DVD 3 ab, so dass sie durch Weitertakten der Empfängervorrichtung 7 mit der Unterseite nach unten zu einer Scannerposition 8 und anschließend zu Ablagepositionen 9, 10, 11 transportiert wird, an denen sie je nach der während des Scannens ermittelten Qualität abgelegt wird.

Handelt es sich jedoch um eine DVD im Format DVD-9, bei der die Unterseite der DVD beim UV-Trocknungsvorgang nach oben weist, muss diese für das Scannen an der Scannerposition 8 zuvor um 180° gedreht werden. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung 4 schwenkt daher lediglich in eine Zwischenposition 12, in der eine Substrathalterung 13 mit einem Greiferarm 14 der Handhabungsvorrichtung 4 um 180° gedreht wird, so dass die zuvor nach oben zeigende Unterseite der DVD nunmehr wieder nach unten zeigt. Der Greiferarm 13 befindet sich dabei unterhalb der DVD, so dass die DVD nach Weiterschwenken des Greiferarms vom Greiferarm 13 an den Sauggreifer 6 der Empfängervorrichtung 7 übergeben werden kann. Die weiteren Schritte mit dem Scan- bzw. Prüfvorgang an der Scannerposition 8 und die der Qualität entsprechende Ab-lage an den Ablagepositionen 9, 10 und 11 erfolgen dann in entsprechender Weise wie bei der DVD mit dem Format DVD-5/10.

Wie 2 zeigt, weist die Handhabungsvorrichtung 4 eine übliche Hub-/Schwenk-Einheit 21 mit einem Anbausatz 22 zur Befestigung der Vorrichtung auf einer Montageplatte 23 einer Anlage, sowie eine Hub-/Schwenk-Welle 24 auf. Eine derartige Hub-/Schwenk-Einheit 21 ist allgemein bekannt und wird daher im Nachfolgenden nicht weiter beschrieben.

Auf der Hub-/Schwenk-Einheit 21 bzw. deren Hub-/Schwenkwelle 24 ist eine Dreheinrichtung 25 mit einem Drehzylinder 26 befestigt, an dessen der Hub-/Schwenkwelle 24 abgewandten Seite der Greiferarm 14 der Substrathalterung 13 über eine Trägeranordnung 27 befestigt ist. Die Trägeranordnung 27, die als Lagergehäuse ausgebildet ist, weist ein zusätzliches Stützlager 28 für eine Welle 29 der Substrathalterung 13 auf. Die Trägeranordnung 27 mit dem Stützlager 28 ist mit dem Drehzylinder 25 verbunden. Eine in 2 gestrichelt dargestellte Unterdruckleitung 30 führt von einer nicht dargestellten Unterdruckquelle durch die Hub-/Schwenkwelle 24, einen Unterdrucksensor 31, den Drehzylinder 25, die Trägeranordnung 27 und die Welle 29 zu einem Sauggreifer 32, der an einer Saugeraufnahme 33 des Greiferarms 26 befestigt ist.

Die mittels Unterdruck vom Sauggreifer 32 aufgenommene und gehaltene DVD wird durch Drehen des Drehzylinders 26 um 180° umgedreht.

Handelt es sich um einen Vorgang oder eine DVD, die beispielsweise nach dem UV-Trocknungsvorgang für das nachfolgende Scannen um 180° gedreht ist, befindet sich die DVD in gedrehtem Zustand oberhalb des Greiferarmes 14, so dass sie dem Sauggreifer 6 der Empfängervorrichtung 7 übergeben werden kann. Handelt es sich jedoch um einen Vorgang oder ein DVD-Format, bei dem eine 180°-Drehung für den nachfolgenden Behandlungs- oder Scanvorgang nicht durchzuführen ist, wird die Drehung nicht vorgenommen, so dass die DVD nach dem Hub-/Schwenkvorgang weiterhin am Sauggreifer 28 unterhalb des Greiferarms 26 hängt und auf die Übertragungsablage 5 abgelegt werden kann.

Die Trägeranordnung 27 mit dem Stützlager 28 ist dafür vorgesehen, die am Drehzylinder 26 angreifenden Lagerkräfte zu verringern und auf die Trägeranordnung 27 bzw. das Stützgehäuse 28 teilweise zu übertragen, um dadurch eine zuverlässigere und konstruktiv einfachere Greiferarm-Aufhängung zu schaffen.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist der Greiferarm 24 vorzugsweise elastisch ausgeführt, wodurch beim Auflegen oder Abnehmen der DVDs die am Greiferarm 14 und damit am Drehzylinder 26 auftretenden Kräfte reduziert bzw. begrenzt werden können. Im Vergleich zu herkömmlichen starren Greiferarmen verringert diese Maßnahme die mechanische Beanspruchung der Dreheinrichtung und erhöht damit die Lebensdauer der und verringert den Wartungsaufwand für die erfindungsgemäße Vorrichtung.

3 zeigt in einer schematischen Explosionsdarstellung Bauelemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur mechanischen Bereichsbegrenzung der Hub-/Drehbewegung mittels eines Anschlagelements 34. Dadurch wird zur Vermeidung von Beschädigungen verhindert, dass eine Bedienungsperson die Hub-/Schwenk-Einrichtung per Hand über den vorgesehenen Bewegungsbereich hinaus dreht oder bewegt.

Das Anschlagselement 34 weist darüber hinaus einen Lagesensor 35 auf, der mit einer entsprechenden, nicht dargestellten Sensorfläche eines Grundkörpers 36 zusammenwirkt, damit auch bei außergewöhnlichen Betriebssituationen, beispielsweise nach Stromausfall, die Stellung der Handhabungsvorrichtung festgestellt werden kann, damit Bewegungen, insbesondere Hubbewe gungen, des Greiferarms 14 und des von ihm getragenen Substrats beispielsweise dann vermieden werden, wenn sich der Greiferarm 14 in der Nähe der Empfängervorrichtung 7 bzw. dessen Sauggreifer befindet und ein Hub des Greiferarms 14 zu Kollisionen des Substrats mit anderen Teilen der Anlage führen kann. Der Lagesensor 35 ist also für die Freigabe der Referenzfahrt vorgesehen, so dass ungewollte Kollisionen vermieden werden.

Die Erfindung wurde zuvor anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Ausgestaltungen und Modifikationen möglich, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Beispielsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Handhaben von scheibenförmigen Substraten nicht nur in Zusammenhang mit DVD-Fertigungsanlagen, sondern auch für die Handhabung von scheibenförmigen Elementen anderer Art oder in anderem Zusammenhang möglich.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung (4) zum Handhaben von scheibenförmigen Substraten (3), insbesondere optischen Datenträgern oder optische Datenträger bildenden Substraten, mit einer Substrathalterung (13) und einer Hub-/Schwenk-Einrichtung (21), gekennzeichnet durch eine Dreheinrichtung (25) zum Drehen der Substrathalterung (13) um eine zur Substratebene im Wesentliche parallele Drehachse.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (25) die Substrathalterung um 180° dreht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate (3) nach der Handhabung von der Substrathalterung (13) abgreifbar sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate nach der Handhabung auf eine Substratablage (5) ablegbar sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrathalterung (13) einen federnden Greiferarm (14) aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (25) einen Drehzylinder (26) umfasst, dessen Drehachse sich senkrecht zur Schwenkachse der Hub-/Schwenk-Einrichtung (21) erstreckt.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Greiferarm (14) zugewandten Seite des Drehzylinders (26) eine Trägeranordnung (27) als zusätzliches Stützlager (28) für eine Welle (29) des Greiferarms (14) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greiferarm (14) einen Sauggreifer (32) aufweist, der über eine Unterdruckverbindung (30) mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckverbindung (30) in der Welle (29) des Greiferarms (14) und/oder in einer Welle (24) der Hub-/Schwenk-Einrichtung (21) geführt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterdrucksensor (31) an oder in der Unterdruckverbindung (30) vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub-/Schwenk-Einrichtung (21) wenigstens einen Hub- und/oder Schwenk-Begrenzer (34) aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub-/Schwenk-Einrichtung (21) einen Lagesensor (35) zur Ermittlung seiner Hub- und/oder Schwenk-Lage aufweist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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