DE19753226A1 - Werkstückanziehungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkstückan­ ziehungsvorrichtung mit Saugnäpfen zum Anziehen und Tragen eines Werkstücks.

Bisher wurden verschiedene Saugnäpfe verwendet, um Werkstücke anzuziehen und zu tragen. Ein Beispiel ist ein balgförmiger Saugnapf zum Anziehen von Werkstücken mit gekrümmter Ober­ fläche, wie Glasplatten für Flüssigkristallanzeigeeinheiten, CRTs, etc.

Fig. 5 der beigefügten Zeichnung zeigt eine herkömmliche Werkstückanziehungsvorrichtung mit balgförmigen Saugnäpfen. Wie in Fig. 5 dargestellt, weist die generell mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete herkömmliche Werkstückanziehungs­ vorrichtung einen Block 2 mit einer Dicke S auf und eine Vielzahl von balgförmigen Saugnäpfen 5, die über entsprechende Befestigungen 3 jeweils in Öffnungen 4 in dem Block 2 angebracht sind. Die Werkstückanziehungsvorrichtung 1 dient dem Anziehen und Tragen einer Glasplatte 6 mit einer gekrümm­ ten Oberfläche.

Die balgförmigen Saugnäpfe 5, die in direkten Kontakt mit der Glasplatte 6 gebracht werden, bestehen aus Gummi und haben einen Sauganschluß 7, der über die Befestigung 3 in Verbindung mit einem in dem Block 2 ausgebildeten Saugdurchgang 8 gehalten wird.

Da die balgförmigen Saugnäpfe 5 aus Gummi bestehen, neigt eine aus den balgförmigen Saugnäpfen 5 sickernde ölige Substanz dazu, an der Oberfläche der Glasplatte 5 festzukleben, wodurch Markierungen auf der Glasplatte 6 verbleiben, die die Qualität der Glasplatte 6 beeinträchtigen.

Wenn die Glasplatte 6 durch die Werkstückanziehungsvorrichtung 1 unmittelbar nach dem Entfernen der Glasplatte 6 aus einem Ofen angezogen wird, so daß die Glasplatte eine hohe Tempera­ tur von etwa 200°C aufweist, erfahren die balgförmigen Saugnäpfe 5, die in Kontakt mit der Glasplatte 6 treten, eine chemische Reaktion und erzeugen Gase, die die Umgebung beeinträchtigen.

Außerdem ist die Dicke S der Werkstückanziehungsvorrichtung 1 relativ groß, wodurch die Werkstückanziehungsvorrichtung 1 relativ viel Platz erfordert. Dementsprechend können Erforder­ nisse einer effizienten Ausnutzung des Platzes um die Werkstückanziehungsvorrichtung 1 nicht erfüllt werden.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkstückanziehungsvorrichtung zu schaffen, die das Zurücklassen von Markierungen auf einer gekrümmten Oberfläche eines Werkstücks vermeidet, so daß das Werkstück eine gute Qualität behalten kann.

Außerdem soll eine Werkstückanziehungsvorrichtung geschaffen werden, die in hohem Maße hitzebeständig ist und die Umgebung nicht beeinträchtigt.

Schließlich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine relativ kleine Werkstückanziehungsvorrichtung zu schaffen, die den Platz besser ausnutzt.

Diese Aufgaben werden mit der Erfindung im wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Weitere Ziele, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Werkstückanziehungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Saugnapf der Werkstückanziehungsvor­ richtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt, der zeigt, wie die Werkstückanziehungsvorrichtung ein Werkstück anzieht, und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine herkömmliche Werkstückanziehungsvorrichtung.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist eine Werkstückanziehungs­ vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ein erstes Gehäuse 12 in Form einer länglichen, rechteckigen dünnen Platte, ein zweites Gehäuse 16 ebenfalls in der Form einer länglichen, rechteckigen dünnen Platte, die an einer Seiten­ fläche des ersten Gehäuses 12 über eine Vielzahl von Be­ festigungselementen, wie Schrauben 14, befestigt ist, und eine Vielzahl von balgförmigen Saugnäpfe 20 auf, die jeweils in in dem zweiten Gehäuse 16 ausgebildeten Öffnungen 18 angeordnet sind. Die balgförmigen Saugnäpfe 20 bestehen aus Kunst­ harzmaterial, wie Polytetrafluorethylen (PTFE) oder dgl. Das erste Gehäuse 12, das zweite Gehäuse 16 und die Schrauben 14 bestehen vorzugsweise aus Kunstharzmaterial.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt jeder der balgförmigen Saugnäpfe 20 einen dicken ringförmigen Flansch 22 und einen mit diesem einstückigen Balg 24, der dünner ist als der Flansch 22 und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Flansches 22. Der Balg 24 weist eine Vielzahl von ringförmigen Stegen 26a, 26b auf, die radial nach außen vorstehen und axial von dem Flansch 22 und auch voneinander beabstandet sind, sowie eine Vielzahl von ringförmigen Nuten 28a, 28b, die sich radial nach innen erstrecken und axial von dem Flansch 22 und voneinander beabstandet sind. Die ringförmige Nut 28a ist axial zwischen den ringförmigen Stegen 26a, 26b angeordnet, und die ringför­ mige Nut 28b ist axial zwischen dem ringförmigen Steg 26b und dem Flansch 22 angeordnet.

Die Bälge 24 können axial expandiert und kontrahiert werden, wenn sich die Stege 26a, 26b über die Nuten 28a, 28b axial zu bzw. weg von dem Flansch 22 und zueinander bewegen. Daher sind die Bälge 24 gegen eine gekrümmte Oberfläche einer Glasplatte 48 (vgl. Fig. 1), die das von der Werkstückanziehungsvor­ richtung 1 angezogene und getragene Werkstück ist, elastisch deformierbar. Der balgförmige Saugnapf 20 weist eine axiale Saugöffnung 30 auf, die sich axial zentral durch den Flansch 22 und den Balg 24 erstreckt. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die balgförmigen Saugnäpfe 20 in entsprechenden Öffnungen 18 an entsprechenden Ecken einer länglichen rechteckigen Form angeordnet. Die balgförmigen Saugnäpfe 20 können aber auch in verschiedenen anderen Mustern, bspw. einer quadratischen Form, einer kreisförmigen Form, einer elliptischen Form, einer Vielzahl konzentrischer kreisförmiger Formen etc. angeordnet sein, abhängig von der Krümmung der Oberfläche, dem Gewicht und anderen Faktoren des Werkstücks.

In Fig. 2 weist der Balg 24 die beiden Stege 26a, 26b und die beiden Nuten 28a, 28b auf. Der Balg 24 kann aber auch mehr als zwei Stege und mehr als zwei Nuten aufweisen.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist jeder der balgförmigen Saugnäpfe 20 ein äußerstes Ende auf, das von einer äußeren flachen Fläche des zweiten Gehäuses 16 um eine festgelegte Entfernung vorsteht.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist das erste Gehäuse 12 einen darin ausgebildeten Saugdurchgang 32 auf, der sich entlang der Ebene des ersten Gehäuses 12 erstreckt. Der Saugdurchgang 32 wird in Verbindung mit den Saugöffnungen 30 der entsprechenden balgförmigen Saugnäpfe 20 durch ent­ sprechende Öffnungen 34 gehalten, die in dem ersten Gehäuse 12 ausgebildet sind. Der Saugdurchgang 32 weist eine Verbin­ dungsöffnung 36 an seinem äußeren Ende auf, das in einer Kante des ersten Gehäuses 12 ausgebildet ist. Ein Rohr (Schlauch) 38, das mit einer nicht dargestellten Vakuumquelle gekoppelt ist, ist über eine Rohrverbinder (nicht dargestellt) mit der Verbindungsöffnung 36 verbunden. Das zweite Gehäuse 16 weist eine Vielzahl von Aussparungen 40 auf, die in seiner Fläche ausgebildet sind, die einer Fläche 42 des ersten Gehäuses 12 gegenüberliegt und an dem Boden der entsprechenden Öffnungen 18 nahe den Öffnungen 34 angeordnet ist. Die Flansche 22 der entsprechenden balgförmigen Saugnäpfe 20 sind teilweise in den entsprechenden Aussparungen 40 aufgenommen und gegen die Oberfläche 42 des ersten Gehäuses 12 gehalten, wodurch die balgförmigen Saugnäpfe 20 an ihrem Platz gehalten werden.

O-Ringe (Dichtungen) 46 sind in ringförmigen Nuten 44 angeordnet, die in dem zweiten Gehäuse 16 um die Flansche 22 ausgebildet sind. Die O-Ringe 46 werden gegen die Oberfläche 42 des ersten Gehäuses 12 gepreßt, um eine hermetische Abdichtung zwischen den Flanschen 22 und der Oberfläche 42 zu schaffen. Die O-Ringe 46 können getrennt oder einstückig mit dem zweiten Gehäuse 16 vorgesehen sein.

Die Glasplatte 48 weist eine gekrümmte Oberfläche 40 mit einem festgelegten Krümmungsradius auf, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Nachfolgend werden die Funktion und die Vorteile der Werk­ stückanziehungsvorrichtung 10 beschrieben.

Die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 wird zunächst an dem entfernten Ende eines Armes eines Arbeitsroboters über eine dicht dargestellte Installationseinrichtung angebracht. Dann wird eine mit dem Rohr 38 verbundene Vakuumquelle betrieben, um ein unter Druck stehendes Fluid durch das Rohr 38 in den Verbindungsanschluß 36 der Werkstückanziehungsvorrichtung 10 einzuführen. Es wird angenommen, daß die von der Werk­ stückanziehungsvorrichtung 10 aufzunehmende und zu tragende Glasplatte 48 gerade durch einen nicht dargestellten Entlader aus einem Ofen entnommen wurde und auf eine hohe Temperatur von etwa 200°C aufgeheizt ist. Die Glasplatte 48 wird in eine Glasplatte zur Verwendung in einer Flüssigkristallanzeige (LCD)-Einheit verarbeitet.

Nach dem oben beschriebenen Vorbereitungsprozeß wird der Arm des Arbeitsroboters verschoben, um die Werkstückanziehungsvor­ richtung 10 dreidimension relativ zu der Glasplatte 48 zu verschieben, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Insbesondere wird die Glasplatte 48 an Ort und Stelle durch eine nicht dargestellte Befestigung aufgerichtet, wobei sich ihre Ebene vertikal erstreckt, und die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 wird durch den Arm des Arbeitsroboters in eine Position verschoben, in welcher die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 der gekrümmten Oberfläche 50 der Glasplatte 48 gegenüberliegt.

Dann wird die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 horizontal verschoben, wie es durch die Pfeile angedeutet ist, bis die balgförmigen Saugnäpfe 20 gegen die gekrümmte Oberfläche 50 der Glasplatte 48 anliegen. Wenn die balgförmigen Saugnäpfe 20 gegen die gekrümmte Oberfläche 50 der Glasplatte 48 anliegen, werden die Bälge 24 elastisch gegen die gekrümmte Oberfläche 50 deformiert, wobei sich die Stege 26a, 26b durch die Nuten 28a, 28b auf den Flansch 22 und aufeinander zu bewegen. Zu dieser Zeit werden die Bälge 24 elastisch in verschiedene Formen deformiert, da sie in Kontakt mit unterschiedlichen Abschnitten der gekrümmten Oberfläche 50 gehalten werden. Die balgförmigen Saugnäpfe 20 ziehen nun die gekrümmte Fläche 50 unter dem Vakuum des Fluids, das von dem Saugdurchgang 32 durch die Saugöffnungen 30 zugeführt wird, an. Daher ziehen die balgförmigen Saugnäpfe 20 die Glasplatte 48 an und halten sie, während sie elastisch gegen die gekrümmte Fläche 50 der Glasplatte 48 deformiert werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Anschließend dreht der Arm des Arbeitsroboters die Werk­ stückanziehungsvorrichtung 10 um 90° in eine in Fig. 4 dargestellte Position, in welcher die Glasplatte 48 horizontal von den balgförmigen Saugnäpfen 20 gehalten wird, und bewegt dann die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 zu einer anderen Stelle, während die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 die Glasplatte 48 kontinuierlich hält. Dann wird die Vakuumquelle deaktiviert, um zu bewirken, daß die Werkstückanziehungsvor­ richtung 10 die Glasplatte 48 von den balgförmigen Saugnäpfen 20 freigibt. Die Glasplatte 48 ist nun von dem Ofen zu der gewünschten Stelle transportiert worden.

Die balgförmigen Saugnäpfe 20, die aus Kunstharzmaterial bestehen, können Werkstücke anziehen und tragen, die ihre hohe Qualität aufrechterhalten sollen, bspw. Glasplatten für Flüssigkristallanzeigen, CRTs etc., ohne Saugnapfmarkierungen auf den Werkstücken zu hinterlassen, die anderenfalls durch eine ölige Substanz erzeugt würden, die aus Gummisaugnäpfen heraussickern würden. Da das Kunstharzmaterial der balgförmi­ gen Saugnäpfe 20 bspw. Polytetrafluorethylen ist, was einen hohen Hitzewiderstand aufweist, erzeugen die balgförmigen Saugnäpfe 20 keine Gase, wenn sie Werkstücke bei hohen Temperaturen kontaktieren, und beeinträchtigen daher nicht nachteilig die Umgebung.

Bei der dargestellten Ausführungsform können die Bälge 24 der Vielzahl von balgförmigen Saugnäpfen 20 zuverlässig die gekrümmte Fläche 50 der Glasplatte 48 anziehen und halten und können daher verhindern, daß die Glasplatte 48 versehentlich freigeben wird, während sie getragen wird. Somit kann die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 Werkstücke mit gekrümmten Oberflächen unterschiedlicher Krümmungsradien anziehen und halten.

Da die Flansche der balgförmigen Saugnäpfe 20 sandwichartig zwischen den ersten und zweiten Gehäusen 12, 16 angeordnet sind, wird keine separate Befestigung (wie die Befestigung 3 in Fig. 5) benötigt, um die balgförmigen Saugnäpfe 20 an den ersten und zweiten Gehäusen 12, 16 zu befestigen. Dement­ sprechend kann die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 eine Dicke T (s. Fig. 3) aufweisen, die geringer ist als die Dicke S der herkömmlichen Werkstückanziehungsvorrichtung 1. Die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 ist somit relativ klein und kann den Platz effizient ausnutzen.

Alle Komponenten der Werkstückanziehungsvorrichtung 10, einschließlich der balgförmigen Saugnäpfe 20, bestehen aus Kunstharzmaterial. Daher wird das Werkstück, selbst wenn ein Teil eines Werkstücks während des Anziehens des Werkstücks durch die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 versehentlich die Werkstückanziehungsvorrichtung 10 berührt, durch die Werk­ stückanziehungsvorrichtung 10 nicht beschädigt, sondern wird das gewünschte Qualitätsniveau behalten.

Obwohl eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung dargestellt und im Detail beschrieben wurde, versteht es sich, daß Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne den Rahmen der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Claims (6)

1. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) zum Anziehen eines Werkstücks (48) mit einer gekrümmten Fläche (50) mit:
ebenen ersten und zweiten Gehäusen (12, 16), die über Befestigungselemente (14) fest miteinander verbunden sind, und
einem Saugnapf (20) aus Kunstharzmaterial mit einem Flansch (22), der sandwichartig zwischen den ersten und zweiten Gehäusen (12, 16) aufgenommen ist, und einem Balg (24), der in einer Öffnung (18) in dem ersten oder zweiten Gehäuse (12, 16) angeordnet ist, wobei der Balg (24) elastisch gegen die gekrümmte Fläche (50) des Werkstücks (48) deformierbar ist,
wobei das erste oder zweite Gehäuse (12, 16) einen Saugdurch­ gang (32) zum Einführen eines unter Vakuum stehenden Fluids in den Saugnapf (20) aufweist, um das Werkstück (48) an­ zuziehen und zu halten, während die Bälge (24) gegen die gekrümmte Fläche (50) gehalten werden.

2. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bälge (24) eine Vielzahl von Stegen (26a, 26b) und eine Vielzahl von Nuten (28a, 28b), die einander abwechseln, aufweisen.

3. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharzmaterial Polyte­ trafluorethylen aufweist.

4. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (46) nahe dem Flansch (22) angeordnet ist und den sandwichar­ tig zwischen den ersten und zweiten Gehäusen (12, 16) aufgenommenen Flansch (22) hermetisch abdichtet.

5. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Gehäuse (12, 16) aus synthetischem Kunstharzmaterial bestehen.

6. Werkstückanziehungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Saugnäpfen (20), die jeweils dem Saugnapf (20) entsprechen und in einem Muster angeordnet sind, das von der Krümmung der gekrümmten Oberfläche (50) des Werkstücks (48) und/oder dem Gewicht des Werkstücks (48) abhängt.