DE19813684A1

DE19813684A1 - Einrichtung zur Aufnahme von Transportbehältern an einer Be- und Entladestation

Info

Publication number: DE19813684A1
Application number: DE19813684A
Authority: DE
Inventors: Alfred Schulz; Marlies Mages; Klaus Schultz
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH; Jenoptik AG
Current assignee: Brooks Automation GmbH
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2018-03-28
Also published as: DE19813684C2; FR2776643A1; KR100304345B1; KR19990076515A; SG68689A1; TW426629B; GB9821123D0; JP4653863B2; GB2335791B; JPH11278677A; US6641348B1; GB2335791A

Abstract

Bei einer Einrichtung zur Ankopplung von Behältern an eine Be- und Entladeöffnung mit einer horizontal verstellbaren Plattform zur Aufnahme des Behälters, besteht die Aufgabe, die Sicherheit gegenüber Fehlbedienungen und Fehlbeladungen in einfacher Weise und unter Gewährleistung reinraumtechnischer Anforderungen zu erhöhen, ohne den Freiraum der Plattform zu beschränken. DOLLAR A Für einen Erwartungsbereich oberhalb der Plattform sind sowohl Mittel zum Erkennen der Anwesenheit eines Behälters als auch zur Unterscheidung von Behältern mit verschiedenem Inhalt vorgesehen. DOLLAR A Die Einrichtung dient zum Be- und Entladen von Bearbeitungsanlagen mit Objekten, die in einem Behälter zu transportieren sind, insbesondere Objekte im Herstellungsprozeß integrierter Schaltkreise.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ankopplung von Behältern an eine Be- und Entladeöffnung mit einer horizontal verstellbaren Plattform zur Aufnahme des Behälters, Mitteln zum Ausrichten und Befestigen des Behälters auf der Plattform und mit einem abnehmbaren Verschluß in der Be- und Entladeöffnung.

Für die bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen für größere Objekte zum Transport verwendeten Behälter ist es nach der DE 195 42 646 A1 bekannt, diese auf einer Plattform abzustellen. Üblicherweise im Boden des Behälters und in der Plattform zueinander in einer Dreipunktformation passend gestaltete Ausrichtelemente in Form von Nuten und eingreifenden Stiften sind als Orientierungsmittel vorgesehen. Zur Fixierung des Behälters ist es einerseits bekannt, einen mit Abstand am Behälterboden befestigten abgeschrägten Steg unter einen feststehenden Andruckarm gleiten zu lassen. Andererseits kann auch ein Schlüssel vorgesehen sein, der durch eine Bohrung in der Plattform hindurchgeführt wird. Beim Aufsetzen des Transportbehälters taucht dieser durch ein Schlüsselloch, das in eine am Behälterboden mit einem Abstand befestigte Platte eingearbeitet ist und hintergreift diese nach einer Schließbewegung.

Letztere Maßnahme besitzt den Nachteil, daß häufig geforderte, größere Freiheitsgrade in der Ausrichtung eine Fixierung nicht mehr zu lassen, wenn auch die Erweiterung des Schlüsselloches Beschränkungen unterworfen ist.

Von Nachteil an der bekannten Einrichtung ist außerdem eine zum Teil noch nicht ausreichend gewährleistete Sicherheit gegenüber Fehlern bei der Bestückung der Plattform mit Behältern. Werden die Behälter durch automatische Systeme transportiert und umgesetzt, ist es notwendig, Kollisionen auszuschließen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit gegenüber Fehlbedienungen und Fehlbeladungen in einfacher Weise und unter Gewährleistung reinraumtechnischer Anforderungen zu erhöhen, ohne den Freiraum der Plattform zu beschränken.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Einrichtung zur Ankopplung von Behältern an eine Be- und Entladeöffnung mit einer horizontal verstellbaren Plattform zur Aufnahme des Behälters, Mitteln zum Ausrichten und Befestigen des Behälters auf der Plattform und mit einem abnehmbaren Verschluß in der Be- und Entladeöffnung dadurch gelöst, daß für einen Erwartungsbereich oberhalb der Plattform sowohl Mittel zum Erkennen der Anwesenheit eines Behälters als auch zur Unterscheidung von Behältern mit verschiedenem Inhalt vorgesehen sind.

Die Anwesenheit eines Behälters wird erkannt, indem zumindest in der Nähe der Be- und Entladeöffnung mindestens ein Reflektor vorgesehen ist, der eine Strahlung mindestens eines Senders, die den Erwartungsbereich für den Behälter durchsetzt, auf mindestens einen Empfänger richtet. Der Reflektor kann sowohl an dem Verschluß als auch an dem Wandelement angebracht sein.

Die Anwesenheit eines Behälters kann auch dadurch erkannt werden, daß zumindest in der Nähe der Be- und Entladeöffnung mindestens ein Empfänger zum Empfang einer Strahlung eines Senders vorgesehen ist, die den Erwartungsbereich für den Behälter durchsetzt. Wie der Reflektor kann auch der Empfänger an dem Verschluß oder an dem Wandelement angebracht sein.

Die Plattform weist zur Unterscheidung von Behältern mindestens einen erhabenen Bereich auf, der bei einem, zur Ankopplung geeigneten Behälter durch Eingreifen in passende Ausnehmungen in dessen Boden eine Sollage auf den Mitteln zur Ausrichtung zuläßt. Bei einem zur Ankopplung ungeeigneten Behälter ruft der erhabene Bereich durch Fehlen der Ausnehmung eine Abweichung von der ausgerichteten Sollage hervor. Ein Sensor unterhalb der Plattform kann durch ein Fenster in der Plattform zwischen den verschiedenen Abständen des Behälterbodens zu der Plattform durch einen abstandsselektiven Erkennungsbereich unterscheiden.

Vorteilhafterweise weist der Reflektor am Verschluß metallisch reflektierende Oberflächen auf, durch die polarisierte Ausgangsstrahlung in der Polarisationsrichtung verändert wird. Jeder Empfänger ist nur zum Empfang einer derartig veränderten Strahlung geeignet.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn unterhalb der Plattform Haltelemente vorgesehen sind, die zum Befestigen des Behälters auf der Plattform durch eine Öffnung in deren zentralen Bereich hindurchgreifen und den Behälter erfassen. Als Haltelemente dienen zwei Klinken, die durch eine Kurbel zueinander gegenläufig um Drehachsen verstellbar sind.

Aufgrund der Tatsache, daß die Klinken während der Zuführung des Behälters sich unterhalb der Plattform befinden, ist eine Behinderung der Bewegungsfreiheit ausgeschlossen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Be- und Entladestation in perspektivischer Darstellung

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Plattform zur Aufnahme eines Behälters

Fig. 3 die Plattform mit einem zur Ankopplung geeigneten Behälter in einer Seitenansicht der Plattform mit teilweisem Gehäuseschnitt

Fig. 4 die Plattform mit einem zur Ankopplung ungeeigneten Behälter in einer Seitenansicht der Plattform mit teilweisem Gehäuseschnitt

Fig. 5 eine unter die Plattform eingeklappte Halteeinrichtung für den Behälter in einem Schnitt A-A durch die Darstellung nach Fig. 2

Fig. 6 die Halteeinrichtung nach Fig. 3 mit gehaltenem Behälter

Fig. 7 eine Be- und Entladestation mit doppelter Sensoranordnung zur Überwachung des Erwartungsbereiches für den Behälter

Fig. 8 die Anordnung einer Einweglichtschranke zur Überwachung des Erwartungsbereiches für den Behälter
Eine Be- und Entladestation nach Fig. 1 enthält an einem tragenden Gestell 1 ein L-förmig abgewinkeltes Gehäuse 2, in dem Antriebs- und Steuerelemente für eine horizontal verstellbare Plattform 3 untergebracht sind. Die Plattform 3 dient zur Aufnahme von Behältern 4 und zu deren Ankopplung an eine Be- und Entladeöffnung 5 in einem Wandelement 6, die mit einem abnehmbaren Verschluß 7 versehen ist. Dazu wird der Behälter 4 mit seinem Behälterdeckel, wie z. B. in der DE 195 42 646 A1 beschrieben, durch Horizontalverstellung der Plattformen 3 in Richtung des Wandelementes 6 mit dem Verschluß 7 durch Saugelemente 8, 9 kraftschlüssig verbunden. Der in den Behälter 4 z. B. nach der DE 195 35 178 A1 eingeschobene und verriegelte Behälterdeckel wird nach der Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung entriegelt und zusammen mit dem Verschluß 7 abgenommen.

Zur Orientierung des Behälters 4 dienen zueinander passend gestaltete, in einer Dreipunktformation angeordnete Ausrichtelemente in Form von Nuten 10 im Behälterboden 11 und darin eingreifenden Stiften 12 auf der Plattform 3. Wie den Fig. 2 bis 4 weiterhin entnehmbar ist, weist die Plattform 3 außerdem Mittel zur Unterscheidung von Behältern auf, in denen Objekte untergebracht sind, die nach der Ankopplung des Behälters 4 an die Be- und Entladeöffnung 5 in unterschiedlicher Weise bearbeitet werden müssen. Als Unterscheidungsmittel dient mindestens ein erhabener Bereich auf der Plattform 3 in Form eines Codierstiftes 13, der bei einem zur Ankopplung geeigneten Behälter 4 (Fig. 3) in eine passende Ausnehmung 14 im Behälterboden 11 eingreift. Enthält der Behälter 4 Objekte, deren Bearbeitung nicht in der Weise durchgeführt werden darf, wie es bei der Bearbeitungsanlage an der Be- und Entladestation erfolgen würde oder ist die Zuführung von bestimmten Objekten aus der Be- und Entladestation in den Behältertyp nicht zulässig, sind im Behälterboden 11 keine passenden Ausnehmungen vorgesehen. Der Behälterboden 11 nimmt eine, von der Sollage abweichende Position ein (Fig. 4). Im vorliegenden Beispiel kann der Codierstift 13 entweder an einer Position A oder einer Position B vorgesehen sein.

Zur Erkennung der beiden Lagen ist in der Plattform 3 im Bereich größerer Höhendifferenzen ein Fenster 15 eingearbeitet, durch das ein unterhalb der Plattform angeordneter Sensor 16 mit Hintergrundausblendung hindurch blickt. Der durch diese Charakteristik vorbestimmte Erkennungsbereich läßt naheliegende Objekte für den Sensor sichtbar werden, entferntere dagegen aus seinen Sichtfeld verschwinden, weitgehend unabhängig vom Reflexionsgrad des zu erkennenden Objektes.

Ein weiterer, aus Sender 17 und Empfänger 18 bestehender Sensor zur Erkennung der Anwesenheit eines Behälters 4 durchsetzt mit seiner Strahlung 17' den Erwartungsbereich für den Behälter 4 oberhalb der Plattform 3. Zur Gewährleistung eines unbeschränkten Freiraumes über der Plattform 3 sind der Sender 17 und der Empfänger 18 innerhalb des Gehäuses 2 in der Nähe eines zur Be- und Entladeöffnung 5 abgewandten Eckbereiches angeordnet, das zum Strahlungsdurchlaß geeignet ausgebildete Öffnungen 19, 20 aufweist. Die von dem Sender 17 ausgehende Strahlung ist vorteilhafterweise in einer vorgegebenen Richtung polarisiert und auf einen Reflektor 21 am Verschluß 7 gerichtet, der eine Reflexion auf den Empfänger 18 erzeugt. Es ist selbstverständlich auch möglich, anstatt des Reflektors 21 am Verschluß 7 einen Reflektor 21' an dem Wandelement 6 anzubringen. Beide Reflektoren 21 und 21' sollten zur Erzielung eines effektiven, auf den Empfänger 18 gerichteten Reflexes als Tripelspiegel ausgebildet sein, wobei die Verwendung einer Tripelspiegelfolie die räumliche Ausdehnung vorteilhaft minimiert. Die Strahlung 17' ist zur Erfassung eines möglichst großen Raumes sowohl zur Oberfläche der Plattform 3 als auch zu dem Wandelement 6 und dem Verschluß 7 unter einem Winkel geneigt. Außerdem besitzen die Reflektoren 21 und 21' metallisch reflektierende Oberfläche, wodurch die reflektierte Strahlung eine zur Ausgangsstrahlung geänderte Polarisationsrichtung aufweist. Da die Behälter 4 üblicherwiese aus einem Plastwerkstoff hergestellt sind und keine Änderung der Polarisationsrichtung hervorrufen, wird der auf die geänderte Polarisationsrichtung eingestellte Empfänger 18 nur dieses Signal empfangen. Die vom Reflektor 21 reflektierte Strahlung kann so von einer Strahlung, die möglicherweise von einem Behälter 4 auf den Empfänger 18 gerichtet wird, unterschieden werden.

Nachdem der Behälter 4 in seiner Sollage auf der Plattform 3 positioniert ist, macht sich eine Fixierung erforderlich, die sowohl die notwendige Stabilität bei der Ankopplung gewährleistet als auch eine unberechtigte Wiederentnahme des Behälters 4 verhindert. Die Plattform 3 besitzt in ihrem Zentrum eine Öffnung 22, durch die Haltelemente in Form zweier Klinken 23, 24 zum Erfassen des Behälters 4 hindurchgreifen (Fig. 5, 6). Jede der Klinken 23, 24 ist auf einer separaten Achse 25, 26 drehbar gelagert und jeweils über eine Schwinge 27, 28 mit einer Kurbel 29 verbunden. Die Befestigung der Schwingen 27, 28 an der Kurbel 29 erfolgt an entgegengesetzt zueinander liegenden Kurbelarmen, wodurch die Klinken 23, 24 gegenläufige Bewegungen ausführen. Die Ausbildung der Klinken 23, 24 gewährleistet in jeweils einer Position, daß der Behälter 4 bei seiner Zuführung zu der Plattform 3 nicht behindert wir. Die Endlagen der über einen Motor 30 angetriebenen Kurbel 29 werden durch Endlagensensoren 31, 32 ermittelt.

Das Erfassen des Behälters 4 beginnt von einer Ausgangssituation gemäß Fig. 5, bei der die Klinken 23, 24 unter die Plattform 3 geklappt sind. Durch Drehen der Kurbel 29 werden die Klinken 23, 24 mit Hilfe der Schwingen 27, 28 um ihre Achsen 25, 26 gedreht und tauchen aus der Öffnung 22 auf. Die Drehung erfolgt solange, bis die Endlagensensoren 31, 32 das Erreichen der zu erkennenden Position signalisieren. Der durch einen Ausschnitt aus dem Behälterboden 11 dargestellte Behälter 4 wird in dieser Endlagenposition durch die Klinken 23, 24 fixiert (Fig. 6).

Bei der nach Fig. 7 verwendeten Sensoranordnung sind in dem Gehäuse 2 in der Nähe beider, zur Be- und Entladeöffnung 5 abgewandten Eckbereiche der Plattform 3 Öffnungen 33, 34, 35, 36 für Sensoren mit nebeneinander liegendem Sender und Empfänger vorgesehen. Ein Reflektor 37 an dem Verschluß 7 dient der Reflexion beider Strahlenbündel 38, 39 auf den jeweiligen Empfänger. Auch der Reflektor 37 kann durch einen an dem Wandelement 6 angebrachten Reflektor 37' ersetzt werden.

Selbstverständlich ist es zur Ausdehnung des überwachten Raumes oberhalb der Plattform 3 auch möglich, Sensoren einzusetzen, deren Strahlenbündel sich im Erwartungsbereich kreuzen. Entsprechende Reflektoren müssen in geeigneter Weise angebracht werden.

Die Verwendung einer Einweglichtschranke zur Überwachung des Erwartungsbereiches für den Behälter 4 sieht das Beispiel nach Fig. 8 vor, bei dem in das Gehäuse 2 lediglich für einen Sender eine Öffnung 38 eingearbeitet ist, durch die ein Lichtstrahlenbündel 39 auf einen Empfänger 40 oder 40' im Bereich der Be- und Entladeöffnung 5 gerichtet ist. Die Empfänger 40 und 40' sind alternativ entweder an dem Verschluß 7 oder an dem Wandelement 6 befestigt.

Claims

1. Einrichtung zur Ankopplung von Behältern an eine Be- und Entladeöffnung mit einer horizontal verstellbaren Plattform zur Aufnahme des Behälters, Mitteln zum Ausrichten und Befestigen des Behälters auf der Plattform und mit einem abnehmbaren Verschluß in der Be- und Entladeöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Erwartungsbereich oberhalb der Plattform (3) sowohl Mittel zum Erkennen der Anwesenheit eines Behälters (4) als auch zur Unterscheidung von Behältern (4) mit verschiedenem Inhalt vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in der Nähe der Be- und Entladeöffnung (5) zur Erkennung der Anwesenheit eines Behälters (4) mindestens ein Reflektor (21, 21', 37, 37') vorgesehen ist, der eine Strahlung mindestens eines Senders (17), die den Erwartungsbereich für den Behälter (4) durchsetzt, auf mindestens einen Empfänger (18) richtet.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (21, 37) an dem Verschluß (7) angebracht ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (21', 37') an dem Wandelement (6) angebracht ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in der Nähe der Be- und Entladeöffnung (5) zur Erkennung der Anwesenheit eines Behälters (4) mindestens ein Empfänger (40, 40') zum Empfang einer Strahlung (39) eines Senders vorgesehen ist, die den Erwartungsbereich für den Behälter (4) durchsetzt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (40) an dem Verschluß (7) angebracht ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (40') an dem Wandelelement (6) angebracht ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (3) zur Unterscheidung von Behältern (4) mindestens einen erhabenen Bereich aufweist, der bei einem, zur Ankopplung geeigneten Behälter (4) durch Eingreifen in passende Ausnehmungen (14) in dessen Behälterboden (11) eine Sollage auf den Mitteln zur Ausrichtung zuläßt und bei einem zur Ankopplung ungeeigneten Behälter (4) eine Abweichung von der ausgerichteten Sollage durch Anlage am Behälterboden (11) hervorruft, und daß die Plattform (3) zur Erkennung der voneinander verschiedenen Lagen der Behälter (4) ein Fenster (15) für einen Sensor (16) enthält, der zwischen verschiedenen Abständen des Behälters (4) zu der Plattform (3) durch einen abstandsselektiven Erkennungsbereich unterscheidet.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (21) am Verschluß mindestens eine metallisch reflektierende Oberfläche aufweist, die Strahlung eines jeden Senders (17) polarisiert ist, und daß jeder Empfänger (18) nur zum Empfang einer Strahlung mit einer durch den Reflektor (21) erzeugten Polarisationsrichtung geeignet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Plattform (3) Haltelemente vorgesehen sind, die zum Befestigen des Behälters (4) auf der Plattform (3) durch eine Öffnung (22) in deren zentralen Bereich hindurchgreifen und den Behälter (4) erfassen.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Haltelemente zwei Klinken (23, 24) dienen, die durch eine Kurbel (29) zueinander gegenläufig um Drehachsen (25, 26) verstellbar sind.