工件承载装置的更换方法、工件承载装置及用于涂覆基板的生产车间制造方法及图纸

本揭露是有关于一种用于在一生产车间(10)中更换一工件承载装置(50)以涂覆多个基板(12)的方法。此方法包括以下步骤：通过一机器人(16)将依工件承载装置(50)从一供应区(20)移动到一处理区(14)；通过机器人(16)进一步移动工件承载装置(50)，经由工件承载装置(50)的一耦接接口(60)将工件承载装置(50)可释放地耦接到生产车间(10)，其中为了将工件承载装置(50)可释放地耦接到生产车间(10)，工件承载装置(50)的一连接臂(58)耦接到生产车间(10)的一连接部分(26)，从而将连接臂(58)固定在相对于连接部分(26)的一固定位置，并且其中为了将工件承载装置(50)可释放地耦接到生产车间(10)，工件承载装置(50)的一驱动轴(56)连接到生产车间(10)的一驱动轴(28)，从而以一可旋转驱动的方式将驱动轴(56)连接到驱动轴(28)。(28)。(28)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工件承载装置的更换方法、工件承载装置及用于涂覆基板的生产车间


[0001]本揭露是有关于一种在生产车间中自动或全自动更换工件承载装置的方法，特别是有关于通过电子束物理气相沉积制程(EBPVD：Electron
‑
Beam PhysicalVaporDeposit)对涡轮叶片、轮叶、导流板等进行涂覆。此外，本揭露是有关于一种对应的工件承载装置和一种对应的生产车间，其能够全自动地更换工件承载装置。在本揭露的意义上，用于涂覆基板的生产车间的工件承载装置也可以称为耙(rake)、涡轮叶片涂覆耙(TBC：TurbineBladeCoating)等。

技术介绍

[0002]在从实务中已知的用于涂覆基板(例如涡轮叶片、空气挡板等)的生产车间中，工件载体(所谓的耙)由车间操作员在涂覆室的装载室中手动组装和拆卸。在这种情况下，被涂覆的基板在装载室中从工件载体上单独移除。待新涂覆的基板也被单独放置在装载室中的工件载体上。手动组装和拆卸单一基板使得这些基板更换过程非常耗时。
[0003]由于基板在涂覆期间达到高达1000℃的温度，因此在移除基板之前还必须允许一定的冷却时间。在大约600℃的温度下，随后操作员使用耐热手套手动移除单一基板。
[0004]以这种方式手动更换基板非常耗时、不符合人体工程学并且通常对安全至关重要。在组装和拆卸期间，生产车间各自的装载和涂覆室不能用于涂覆。此外，在上述边界条件下进行手动组装和拆卸时，可能会出现处理错误，从而导致车间停伡。
[0005]因此，本揭露的一个目的是提供一种克服先前技术的缺点的方法、工件承载装置、以及生产车间。具体而言，本揭露的目的是提供一种解决方案，此解决方案能够在涂覆车间中实现快速且可再现的基板更换。
[0006]此目的通过独立权利要求的标的实现。此方法、工件承载装置、及生产车间的进一步发展和实施例是从属权利要求和以下描述的标的。

技术实现思路

[0007]本揭露的一个态样是有关于一种用于在生产车间中更换工件承载装置的方法，此车间用于涂覆基板，较佳地用于涂覆例如涡轮机叶片、轮叶、空气隔板等的基板，较佳地通过电子束物理气相沉积制程(EBPVD：Electron
‑
Beam PhysicalVaporDeposit)。特别地，此方法可以包括工件承载装置的自动或全自动更换。在本揭露的意义上，用于涂覆基板的生产车间的工件承载装置也可以称为工件承载器、耙、涡轮叶片涂覆耙(TBC：TurbineBladeCoating)等。
[0008]此方法包括通过机器人将工件承载装置从生产车间的供应区移动到生产车间的处理区。移动可以包括通过机器人的机器人夹持器夹持工件承载装置、举升工件承载装置、及枢转工件承载装置。机器人例如可以是关节臂机器人(articulated
‑
armrobot)、龙门机器人(gantryrobot)、多轴搬运系统(搬运装置)等。机器人夹持器可设计成夹持至少一、至
少二、或多于两个的工件承载装置。
[0009]此方法包括通过处理区中的工件承载装置的耦接接口和生产车间的连接部分将工件承载装置可释放地耦接到生产车间。可释放的耦接通过机器人进一步移动工件承载装置来实现。特别地，进一步的移动可以是工件承载装置的竖直移动、或者更准确地说是降低。进一步的移动通常发生在工件承载装置移动到处理区中的指定位置(特别是移动到装载室中)之后。
[0010]为了将工件承载装置可释放地耦接到生产车间，工件承载装置的连接臂机械耦接到生产车间的连接部分，由此连接臂相对于连接部分固定或固持在固定位置。由此，工件承载装置的整个框架结构被固定或固持在相对于连接部分的固定位置，因为连接臂可以较佳地与框架结构一体地形成或者成为框架结构的一部分或者至少是固定连接到框架结构。这种固定的机械耦接是可释放的，特别是通过机器人以工件承载装置的举升运动的形式的竖直移动来释放。
[0011]此外，为了将工件承载装置可释放地耦接到生产车间，工件承载装置的驱动轴机械地耦接到生产车间的驱动轴，从而驱动轴以可旋转驱动的方式连接到驱动轴。此机械耦接也是可释放的，特别是通过机器人以工件承载装置的举升运动的形式的竖直移动来释放。
[0012]因此，根据本揭露的方法可以用简单的方式更换整个工件承载装置，此工件承载装置包括大量的单独固持器或其上布置有基板的基板容器。因此，整个工件承载装置(包括多个基板)可以以一个单元形式通过机器人并借助于设置在工件承载装置上的机械耦接接口自动地与生产车间的其他部件去耦接，并且移动到供应区或移除区。从那里，工件承载装置可以进一步运输并在组装和拆卸区组装和拆卸。同时，可以通过机器人将具有待涂覆的基板的新准备好的工件承载装置从供应区移动到处理区并耦接到生产车间。因此，与传统的生产车间不同，车间内的组装和拆卸不再是单独和手动进行的。替代地，同时自动更换大量的基板。得益于机器人致动的机械耦接和移动，可以用可重复、快速和安全的方式进行更换。同时，减少车间操作员的工作量。
[0013]在此过程的进一步发展中，机器人可以包括可移动的锁栓。在工件承载装置移动到处理区之前，可移动的锁栓可以插入形成在连接臂中的第一通孔中并且同时插入形成在驱动轴中的第一驱动轴孔中。这可以阻止驱动轴和连接臂之间的相对旋转，特别是在工件承载装置的移动和耦接期间。在工件承载装置已经可释放地耦接到生产车间之后，可移动的锁栓可以从第一通孔和第一驱动轴孔移除或取出。这可以允许驱动轴和连接臂之间的相对旋转，这可能是需要的，例如在随后的基板涂覆期间根据预期的程序移动它们。
[0014]应当理解，可移动的锁栓可以自动移入和移出第一孔。机器人的可移动的锁栓可以用气动、液压、及/或机电方式移动。通过将可移动的锁栓插入到相关联的第一孔中和从中取出，可以进一步提高耦接的可重复性并因此进一步提高转换，从而进一步提高安全性。锁栓可以是线性可移动的，特别是可竖直移动的。
[0015]根据进一步的发展，工件承载装置可以布置在供应区中的定心托盘或定心平台上，其上形成有定心螺栓，使得定心螺栓接合在连接臂中形成的第二通孔中和在驱动轴上形成的第二驱动轴孔中。这可以阻止驱动轴和连接臂之间的相对旋转。定心螺栓尤其可以是固定的定心螺栓。第二孔可以在连接臂或驱动轴的圆周方向上与第一孔间隔开，例如偏
移180
°
。第二孔可较佳地与第一孔同轴布置。通过机器人将工件承载装置精确定位在定心托盘上的预定位置，定心螺栓可以插入相关联的第一孔中。特别地，通过机器人降低工件承载装置，可以将定心螺栓插入相关联的第二孔中。
[0016]在可移动的锁栓从相关联的第一孔中取出之前并且较佳地在机器人释放工件承载装置之前，定心螺栓可以完全插入第二孔中。这样，只要驱动轴不与驱动轴机械耦接，就可以保证驱动轴相对于连接臂是固定的。
[0017]定心托盘可以是可移动的或可动的，使得它与工件承载装置和定位在其上的基板可以一起从供应区移动到远离生产车间的组装和拆卸区。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种更换一生产车间(10，100)中的一工件承载装置(50)以涂覆多个基板(12)的方法，其中该方法包括以下步骤：通过一机器人(16)将依工件承载装置(50)从该生产车间(10、100)的一供应区(20)移动到该生产车间(10、100)的一处理区(14)；通过该机器人(16)进一步移动该工件承载装置(50)，经由该工件承载装置(50)的一耦接接口(60)将该工件承载装置(50)可释放地耦接到该生产车间(10、100)，其中为了将该工件承载装置(50)可释放地耦接到该生产车间(10、100)，该工件承载装置(50)的一连接臂(58)耦接到该生产车间(10、100)的一连接部分(26)，从而将该连接臂(58)固定在相对于该连接部分(26)的一固定位置，并且其中为了将该工件承载装置(50)可释放地耦接到该生产车间(10、100)，该工件承载装置(50)的一驱动轴(56)耦接到该生产车间(10、100)的一驱动轴(28)，由此该驱动轴(56)以可旋转驱动的一方式连接到该驱动轴(28)。2.根据权利要求1的方法，其中该机器人(16)包括一可移动的锁栓(88)，在将该工件承载装置(50)移动到该处理区(14)之前，该可移动的锁栓(88)被插入到形成在该连接臂(58)中的一第一通孔(68)中，并且同时插入到形成在该驱动轴(56)中的一第一驱动轴孔(70)中，以阻止该驱动轴(56)和该连接臂(58)之间的一相对旋转；并且在将该工件承载装置(50)可释放地耦接到该生产车间(10、100)之后，将该可移动的锁栓(88)从该第一通孔(68)和该第一驱动轴孔(70)移除，以允许该驱动轴(56)和该连接臂(58)之间的一相对旋转。3.根据权利要求1或2的方法，其中该工件承载装置(50)定位在该供应区(20)中的一定心托盘(80)上，该定心托盘(80)上形成有一定心螺栓(86)，使得该定心螺栓(86)接合形成在该连接臂(58)中的一第二通孔(72)中和接合形成在该驱动轴(56)中的一第二驱动轴孔(74)中，以阻止该驱动轴(56)和该连接臂(58)之间的一相对旋转。4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其中在将该驱动轴(56)耦接到该驱动轴(28)之前，该生产车间(10、100)的该驱动轴(28)通过一控制器被带到相对于驱动轴(56)的一预定旋转位置。5.一种用于涂覆多个基板(12)的一生产车间(10、100)的工件承载装置(50)，其中该工件承载装置(50)包括：一框架结构(52)，具有多个单独固持器(54)，用于固持多个基板(12)；一细长连接臂(58)，用于将该框架结构(52)连接到该车间(10、100)的一连接部分(26)，其中该连接臂(58)具有一纵轴；一驱动轴(56)，可旋转地安装在该连接臂(58)中，并且机械地耦接到所述多个单独固持器(54)，以驱动所述多个基板(12)；以及一耦接接口(60)，该工件承载装置(50)可以通过机器人(16)可释放地耦接到该生产车间(10、100)，其中通过该耦接接口(60)，该连接臂(58)可耦接到该生产车间(10、100)的该连接部分(26)，以将该连接臂(58)固持在相对于该连接部分(26)的一固定位置，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格，
申请(专利权)人：ALD真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：