专利名称：承接和转移玻璃底板的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种转移和接收玻璃底板的设备，包括一个带有两个上下布置的单个叉形抓爪的双重叉形抓具；一种用于将玻璃底板导引到一个加工它的作业站和从加工它的作业站导出的输送单元，包括至少一个将玻璃板输入作业站并从作业站输出的输送装置；以及本发明涉及一种用于从承接站，如输送单元或存储箱，接收玻璃底板和向承接站转移玻璃底板的方法。
背景技术：
上述玻璃底板或平板显示器(FPDFlat Panel Displays)用于制造单个的LCD显示器，它们是从玻璃底板分割下来的。玻璃底板必须在一个包括材料涂层、曝光、腐蚀等的加工过程中进行加工，为此必须将它们导入到一个作业站中和从作业站中重新取出。
玻璃底板在加工后有一个作业侧，在这一侧上施加真正的LCD。此外它们还有一个非作业侧。为避免影响质量，在生产和运输过程中通过抓具或玻璃底板的放置造成的必要的接触只允许在非作业侧，但绝不在作业侧上进行。也就是说，所述的玻璃板必须始终在一侧抓取。
在生产过程中玻璃底板存放在仓库内，所谓的存储箱内并因而要向各自的作业站输送。为了在箱内储存玻璃底板，将它们在非作业侧水平定位地装在箱内。取决于玻璃底板的尺寸情况，多达50块玻璃板处于一个箱内。在这里玻璃底板安放在箱子内部的支杆上。
为了实施生产过程，玻璃底板必须从箱中取出并置入作业站(在作业加工前)或取出(在作业加工后)。作业站的转移交接区在一般情况下设计为辊式输送机，玻璃底板仍在非作业侧可以安放在它上面。除了具有输送单元的作业站外，还有一些玻璃底板可以直接放入的作业站，因而取消输送单元。在各作业过程结束后，玻璃底板必须重新(往往通过同一个交接区)从作业站取出并存放到存储箱内。
从存储箱和作业站取出或放入其中的操作如今借助直接处于作业站的转移交接区上的提升机构或借助专门为此设计的带有相应抓具的机器人完成。玻璃底板的抓取(承接和放下)对于后面那种情况借助配备有叉形件(叉形抓爪)的抓具实现。在这里，叉的配置选择成使它们能定位在存储箱内部的支杆之间或输送单元的辊子之间。因此所述叉总是处于要承接的玻璃底板下面(非作业侧)。
为防止玻璃底板在抓叉上打滑，它们通常配备有真空吸头并因而保证玻璃底板的传力地固定。
按照现有技术的基本操作过程分解如下1.将叉形抓爪驶入箱内2.提升叉形抓爪并因而在箱内从支杆举起未加工的玻璃底板3.将未加工的玻璃底板固定在叉形抓爪上(例如抽吸、夹紧、...)4.从箱内驶出带有玻璃底板的叉形抓爪5.将玻璃底板运送到各自的作业站6.将玻璃底板定位在输送单元上或直接定位在作业站内7.松开固定和放下玻璃底板(叉形抓爪插入输送单元或作业站的辊子或存放件之间)8.作业结束后提升叉形抓爪并因而举起已加工的玻璃底板9.将未加工的玻璃底板固定在叉形抓爪上(例如抽吸、夹紧、...)10.将已加工的玻璃底板送往存储箱11.驶入到箱内12.将已加工的玻璃底板定位在支杆之上13.松开固定和放下玻璃底板(叉形抓爪插入箱的支杆之间)14.叉形抓爪从存储箱驶出并定位叉形抓爪用于承接下一个未加工的玻璃底板在如上所述的操作过程中，如今使用的操作系统只有可能分别运输一块玻璃底板。这意味着，操作单块玻璃底板的机器人必须从存储箱驶向作业站的输送单元并重新驶回。
众所周知，抓具设计为双重抓具，它们因而可以承接两块玻璃底板。此类抓具或操作设备用于将未加工的玻璃板从存储箱取出和在作业站承接完成加工的玻璃底板，以及在无需操作设备附加的行驶距离的情况下将下一块未处理的玻璃底板再在那里放下。换句话说，这种双重抓具本身只在作业站的交接区使用，由此可以将已抓取的尚未加工的玻璃底板放在输送单元上或直接放在作业站内，在这之后取出已加工的玻璃底板。由此可以节省机器人的行驶运动并将周期时间缩短到最小程度。
在这里双重抓具设计为上下排列的叉形抓爪，以及它们通常可以借助直线导引传动装置沿水平方向彼此独立地行驶。反之，用于将玻璃底板放入箱内或作业站内或从那里承接玻璃底板的提升运动则是耦合的，这样做带来的缺点是，玻璃底板在箱内的置放或承接不能通过这两个叉形抓爪同时进行，而是必须顺序实施两个操作过程(操作过程1将抓具1驶入箱内并放下已加工的玻璃底板；操作过程2将抓具2驶入箱内并承接未加工的玻璃底板)。若两个抓具同时在此箱内工作，则一块由抓具1在箱内已放下的加工好的玻璃底板，在由抓具2承接一块未加工的玻璃底板时被重新带出。因此，采用这种代表现有技术的双重抓具方案虽然可以通过避免不必要的运输来提高设备的生产率，然而对存储箱的这种顺序操作过程仍然需要耗费大量时间。
此外，在下部的玻璃底板存在源于安装有上部叉形抓爪的机器人臂的高度污染危险。机器人臂直接在玻璃底板上运动。在这里，由于机器人臂铰链处的轴承摩擦可能脱落一些粉尘微粒，而这些粉尘微粒会沉积在玻璃底板的作业侧上。因为在操作玻璃底板时无粉尘微粒的要求具有重要的意义(纯净室)，所以这些粉尘微粒并不是无关紧要的危险因素。
例如在专利文件JP2005-230941A中介绍了这种双重抓具。
在按照现有技术的方案中始终只能在箱内或作业站内驶入一个叉形抓爪，用以放下或承接一块玻璃底板。
发明内容
从现有技术出发，本发明所有解决的技术问题是创造一种能避免所列举的缺点用于转移和接收玻璃底板的设备和方法，借助它们使抓具运动和运输过程最小化并因而能达到缩短周期时间及提高生产率。
按本发明上述技术问题通过一种上述类型的设备得以解决，该设备的特征在于，叉形抓爪可垂直于它们的延伸平面彼此相对移动。此外，本发明为了解决上述技术问题采用一种方法，其特征在于，双重叉形抓具同时将两个上下排列、可垂直于其延伸平面彼此相对移动的单个叉形抓爪驶入到具有至少两个置放平面的承接站内，以及通过所述单个叉形抓爪垂直于其延伸平面的相对运动，将一块玻璃底板转移给承接站并从承接站承接另一块玻璃底板。
此外，本发明为了有助于达到上述目的在作业站设置一个输送单元，其特征在于两个垂直地上下排列且可沿垂直方向移动的输送装置。
也就是说，本发明规定将双重叉形抓具及其运动性尤其作如下改变各个叉形抓爪不仅可以彼此独立地在其延伸平面内驶入和驶出，而且可以垂直于它们的延伸平面或朝其最短连接的方向彼此相对移动，亦即可互相移近或彼此移开，以及在移动时这用于从承接站(例如去往作业站的输送单元或存储箱)承接玻璃底板或向承接站转移玻璃底板。
本发明实现了，用两个叉形抓爪不仅驶入箱内而且当适当改造后也驶入输送单元或作业站，以及同时实施放下和承接已加工和未加工的玻璃底板。通过这种在存储箱和作业站的平行操作过程，可以显著提高设备生产率。因而采用本发明使操作过程平行进行。
在按照本发明的设备优选的扩展设计中，叉形抓爪可通过一个公共的驱动装置和一个耦合机构或传动装置移动，或叉形抓爪可分别通过一个自己的驱动装置移动。
与之不同地，可以规定叉形抓爪之一可相对于另一个叉形抓爪和一个支承这两个抓具的底框移动；以及，底框设计用于逆着可相对于它移动的那个叉形抓爪的移动方向实施平衡运动。
本发明的一项最优选的扩展设计的特征在于，设备设有一个带双重抓具的机器人。
玻璃底板优选地固定在叉形抓爪上，在这里所述的固定或可以传力地实现，如通过抽吸装置，或也可以形状封闭连接地实现，如通过抓住玻璃底板边缘的固定件。
若输送单元设有输送装置，则按优选的方式可将输送装置设计为辊式输送机。此外，本发明采用一种系统，该系统包括一个按照本发明用于承接和转移玻璃底板的设备和一种按照本发明的转移站。
按照本发明的方法原则上可以规定，在叉形抓爪同时驶入承接站的情况下，首先将被输入的玻璃底板放下并接着取出一块要承接的玻璃底板，因此这两个单个叉形抓爪优选地同时彼此相对运动。
按照本发明方法的另一项优选的扩展设计可以规定，玻璃底板固定在叉形抓爪上，在这里玻璃底板传力地固定在叉形抓爪上，如通过抽吸作用，和/或将玻璃板形状封闭连接地固定在叉形抓爪上，如通过抓住玻璃底板边缘的夹爪。
以下由实施例的说明中给出本发明的其他优点和特征。附图中图1表示作业站、输送单元和由机器人运动的双重叉形抓具的透视总图；图2表示按照本发明的双重叉形抓具的透视图；图3a至3c表示按照本发明的双重抓具的侧视图、俯视图和端面图；图3d表示图3a中区域A的放大图；图4表示作业站的按照本发明的输送单元的透视图；图5a至5c表示作业站按照本发明的输送单元的侧视图、端面图和俯视图；图6表示可在本发明的范围内使用的用于容纳玻璃底板的堆垛箱的透视图；图7a至7c表示可在本发明的范围内使用的堆垛箱的前视图、侧视图和图7a中局部B的放大图；以及图8表示双重抓具从侧面驶向作业站的输送单元。
具体实施例方式
图1表示一个作业站1，玻璃底板2、2a逐个在其中加工。为了将玻璃板2、2a输入作业站1内和将其从作业站输出，设一个按照本发明设计的输送单元3，下面对它还要详细说明。玻璃底板2、2a借助一个受机器人4操纵的双重叉形抓具5从存储箱13(图6、7a、7b)向输送单元3输送以及在作业站1内加工后重新从输送单元3向存储箱13输送。
在图1中表示的由机器人4控制的双重叉形抓具5的运动阶段例如是这样的此时双重叉形抓具5将未处理的玻璃底板2a供给输送单元3，以及在接着的步骤中承接事先已在作业站1内处理好的玻璃底板2并带走。
(但双重叉形抓具5在图1中表示的阶段也可以理解为，双重叉形抓具5在输送单元3上放下未处理的玻璃底板2后，承接事先已在作业站1内处理好的玻璃底板2a并正好从输送单元3取走。不过下面的说明从前面提到的那种理解出发)。
按照本发明的双重叉形抓具5对应于图2和图3a至3d具有一个底框6，两个可上、下相互移近或彼此移开的单个叉形抓爪7、7a安装在底框6上。叉形抓爪7、7a有一些叉齿7.1，它们彼此隔开距离排列并确定一个叉齿7.1处于其中的叉形抓爪7、7a的平面。因此，叉形抓爪7、7a可沿垂直于通过它们规定的平面的方向彼此相对运动。为了实现所述的运动，在底框6上设计导引装置8。通过驱动装置9实现运动。这些驱动装置9可以是电动、气动或液压式驱动装置。为造成垂直于通过单个叉形抓爪7、7a展开的平面的相对运动，这两个叉形抓爪7、7a可以相对于底框6或也可以仅有其中一个抓具相对于另一个并相对于底框6运动，由此在本例中通过机器人实现一种平衡运动，双重叉形抓具5借助法兰盘固定在机器人上。两个叉形抓爪7、7a相对于底框6的相对运动，借助一些单独的驱动装置9或借助一个驱动装置及一个适用的耦合机构或一个适用的传动装置完成。
为了准确定位和固定玻璃底板，在叉形抓爪7、7a的叉齿7.1上设一些抽吸件7.2，如吸头之类的，它们可通过适当的装置施加负压。
图4和图5a至5c表示作为作业站1的设计为玻璃底板2的承接站的输送单元3。输送单元3具有同样沿垂直方向上、下排列的两个辊道形式的输送装置12和12a。它们同样可沿垂直方向，亦即垂直于由辊道12、12a确定的平面地运动，确切地说上部的输送装置或上部的辊道12从一个去往作业站1的中央导入位置向上运动到转移站，以及下部的输送装置或下部辊道12a从所述去往作业站1的中央导入位置向下运动。为了实施输送装置12和12a的垂直升降运动，设一些图中没有表示的驱动装置。如同在图6和图7a-7c中表示的那样，在加工前从堆垛箱13承接玻璃底板和加工后向堆垛箱13中放下玻璃底板，可借助按照本发明设计的双重叉形抓具来实现。
在输送装置12a处于中央导入位置时，对一块未处理的玻璃底板2a的加工按下列方式完成将一块加工好的玻璃底板2a从作业站1转移到输送装置12a上。输送装置12和12a同时向下移动。因此输送装置12占据中央导入位置。双重叉形抓具5驶入输送单元3中。与此同时将一块未加工的玻璃底板2a放在输送装置12上并从输送装置12a承接已加工的玻璃底板2a。未加工的玻璃底板2a从输送装置12a转移到作业站1内。双重叉形抓具5将已加工的玻璃底板2a从输送单元3带出并将此玻璃底板2a向堆垛箱运送。
堆垛箱1 3有沿水平定向的并列和上下布置的支杆14，通过它们在支杆14之间构成用于玻璃底板2的承接或存放平面。原则上玻璃底板2、2a在存储箱13内的取出和导入可通过在图7a中可以看到的端侧15进行。在恰当设计存储箱时，所述的转移可以通过图7b所示的那一侧进行。在这种情况下，玻璃底板从宽侧承接并因此如图8所示也从这一侧转移给输送单元3或从输送单元取走。在其宽侧抓住玻璃底板2的优点是，由此在转移和取走时可以缩短移动距离，并因而可以进一步减少周期时间。
按照本发明的方法的实施过程如下在借助双重叉形抓具，例如在下面的那个叉形抓爪7a，从堆垛箱13取出一块未处理的玻璃底板并借助吸头7.2将玻璃底板2a固定在叉形抓爪7a上之后，机器人4借助双重叉形抓具5将玻璃底板2a向输送单元3运送并将此玻璃底板2a导入到输送单元3内的上、下输送装置12、12a之间，亦即导入下部输送装置12a的上方，如图1所示。这两个单个叉形抓爪7、7a在这里互相十分接近(但上部的叉形抓爪7并未与玻璃底板2a接触)，因此上部叉形抓爪7同样可驶入输送单元内，确切地说驶入平放在那里已经加工好的玻璃底板2的下方。在双重叉形抓具5完全驶入输送单元3后，下部的叉形抓爪7a下沉，直至将被输送的玻璃底板2a安放在输送装置12a上。上部叉形抓爪7提升，直至它作用在已加工的玻璃底板2的下侧上并将它从上部输送装置12举起。重要的是，这些运动可以同时完成。如已提及的那样，下部叉形抓爪的下沉运动和上部叉形抓爪的提升绝对能相对于双重叉形抓具的静止底框以及因而相对于保持静止的机器人实现，或通过叉形抓爪7、7a之一的运动和机器人通过双重叉形抓具2的底框6相应的平衡运动来实现。
接着，机器人4借助双重叉形抓具5将玻璃底板2从输送单元3抽出并带着它一起驶往堆垛箱13。在那里它将玻璃板2导入堆垛箱13内，此时叉形抓爪7、7a保持在它们彼此移开的位置，从而一方面叉形抓爪7在进入堆垛箱1 3内时将玻璃底板2导入随后要承接它的那此支杆14上方，但与此同时在下部叉形抓爪7a驶入时在一个处于其中已导入玻璃底板2的那些支杆下方的平面内的另一块玻璃底板2a下面行驶以及在驶入时并不接触。在叉形抓爪7、7a完全驶入堆垛箱13后，导入的玻璃底板2通过上部叉形抓爪7的下沉被放在相应的支杆14上，一块处于其下方的未经处理的玻璃底板2a通过提升叉形抓爪7a被举起，因此双重叉形抓具5可以带着它重新从堆垛箱13驶出并可以将其送往输送单元3，以便在那里再次将它放下并按已叙述的方式承接已经处理的玻璃底板2。
权利要求
1.一种转移和接收玻璃底板的设备，包括具有两个上下布置的单个叉形抓爪的双重叉形抓具，其特征为所述叉形抓爪(7、7a)可垂直于它们的延伸平面彼此相对移动。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征为，所述两个叉形抓爪(7、7a)可相对于一个支承它们的底框(6)移动。
3.按照权利要求1所述的设备，其特征为，所述叉形抓爪(7、7a)可通过一个公共的驱动装置和一个耦合机构或传动装置移动。
4.按照权利要求1所述的设备，其特征为，所述叉形抓爪(7、7a)可分别通过一个自己的驱动装置(9)移动。
5.按照权利要求1所述的设备，其特征为，所述叉形抓爪(7、7a)之一可相对于另一个叉形抓爪(7a、7)和支承这两个抓爪的底框(6)移动；以及，所述底框(6)设计用于逆着可相对于它移动的那个叉形抓爪(7、7a)的移动方向实施平衡运动。
6.按照权利要求1所述的设备，其特征在于一个带双重抓具(5)的机器人(4)。
7.按照权利要求1所述的设备，其特征为，所述叉形抓爪(7、7a)具有用于玻璃底板的固定件，如吸头。
8.一种用于将玻璃底板导引到一个加工它的作业站和从加工它的作业站导出的输送单元，其包括至少一个将玻璃板输入到所述作业站中以及从该作业站中输出的输送装置，其特征在于两个垂直地上下排列和可沿垂直方向移动的输送装置(12、12a)。
9.按照权利要求8所述的输送单元，其特征为，所述输送装置(12、12a)设计为辊式输送机。
10.一种用于从作业站接收玻璃底板和向作业站转移玻璃底板的系统，其特征在于一种按照权利要求1所述的设备和一种按照权利要求8所述的输送单元。
11.一种用于从承接站，如转移站或存储箱，接收玻璃底板和向承接站转移玻璃底板的方法，其特征为双重叉形抓具(5)同时将两个上下排列的、可垂直于其延伸平面彼此相对移动的单个叉形抓爪驶入到具有至少两个置放平面的承接站内，以及通过所述单个叉形抓爪垂直于其延伸平面相对运动，将一块玻璃底板转移给承接站并从承接站承接另一块玻璃底板。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征为，同时在承接站内放下一块玻璃底板和从此承接站承接另一块玻璃底板。
13.按照权利要求11所述的方法，其特征为，在所述叉形抓爪同时驶入到承接站内的情况下，或首先放下一块被输入的玻璃底板并接着取出一块要承接的玻璃底板，或反之。
14.按照权利要求11所述的方法，其特征为，所述玻璃底板固定在叉形抓爪上。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征为，所述玻璃底板传力地固定在叉形抓爪上。
16.按照权利要求15所述的方法，其特征为，所述玻璃底板通过抽吸作用固定在叉形抓爪上。
17.按照权利要求15所述的方法，其特征为，所述玻璃底板通过叉形抓爪的抓住玻璃底板边缘的夹爪固定。
全文摘要
为了对向承接站输送玻璃底板或从承接站承接玻璃底板进行优化，承接站例如为向作业站或存储箱部件转移玻璃底板的转移设备，本发明提供了一种转移和接收玻璃底板的设备，其包括具有两个上下布置的单个叉形抓爪的双重叉形抓具，其特征在于，叉形抓爪可垂直于它们的延伸平面彼此相对移动。为了优化，本发明还建议一种用于从承接站接收玻璃底板和向承接站转移玻璃底板的方法，其特征在于，具有两个上下排列、可垂直于其延伸平面彼此相对移动的单个叉形抓爪的双重叉形抓具，同时将这些单个叉形抓爪驶入到具有至少两个置放平面的承接站内，以及通过这些单个叉形抓爪垂直于其延伸平面相对运动，将一块玻璃底板转移给承接站并从承接站承接另一块玻璃底板。
文档编号B25J15/00GK101085522SQ20071010887
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月5日 优先权日2006年6月6日
发明者诺伯特·科顿, 马丁·佩吉尼 申请人:库卡因诺泰克有限责任公司