在基片表面加工期间对可磁化基片进行保持的保持装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于在至少一个基片表面的加工期间对可磁化基片进行保持的保持装置以及一种用于运输和/或加工多个基片的系统和方法。


背景技术：

2.尤其在加工敏感的精密工具例如像呈小型工具、切割工具和打孔工具和压花工具形式形成的工件时，运输和保持过程成为相关加工方法的总成本的显著组成部分。在用于工具表面加工的加工方法例如像涂覆方法中，待加工工具在此情况下在加工之前在客户处通常被单独包装并且被发送到相应的加工中心。接着，该工具在加工中心以各种不同的步骤被处理，例如拆包、清洁、涂覆、照射和又被单独包装以便寄送给客户。单独包装是保护工件以免受损所需要的。所有这些搬运步骤用时很长，同时存在这些工具受损的高风险。此外无法确保该工具质量保持恒定。尤其在加工易损的精密零件时，搬运成本和与之相关的损伤风险很高。


技术实现要素：

3.因此，本发明的任务是至少部分消除已知的用于保持可磁化基片的保持装置和用于运输和/或加工基片、尤其是待加工工件或工具的系统的前述缺点。本发明的任务尤其是提供一种装置和一种系统，其通过简单且低成本的方式允许在运输或加工期间稳定固定基片，因此将用于基片加工的搬运成本降至最低。此外，本发明的任务是保证在加工期间的基片的很准确布置，这允许相关基片的很准确的加工。
4.前述任务通过一种具有独立装置权利要求的特征的用于保持基片的保持装置、一种具有独立系统权利要求的特征的用于运输和/或加工多个基片的系统以及一种具有独立方法权利要求的特征的用于运输和/或加工多个基片的方法来完成。本发明的其它的特征和细节来自各自从属权利要求、说明书和图。在此，关于本发明的保持装置所描述的特征和细节显然也与本发明的系统以及本发明的方法相关地是适用的，反之均亦然，故关于对这些发明方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。
5.根据本发明，规定一种用于在加工至少一个基片表面时保持可磁化基片的、尤其是用于保持待加工的可磁化工件或工具的保持装置，其包括设于端侧的用于通过形成磁场而在端侧固定基片的磁性保持单元、安置在保持单元上且用于容纳基片的容纳单元以及安置在容纳单元中的用于引导和屏蔽基片的可更换的转接单元。在此情况下，转接单元根据本发明具有至少一个用于供基片穿过的凹部，其中，该基片借助凹部可侧向支承地固定在保持装置内。
6.作为发明主题的保持装置可以不仅被用于运输，也可被用于处理或加工基片或加工至少一个基片表面。在此情况下，所述处理例如能以磨蚀和/或化学的方式进行，并且在此尤其包括基片的清洁、预处理和/或再处理以及涂覆。显然，本发明的可磁化基片也可以按照仅可部分磁化的方式构成，即，例如可以具有可磁化部件例如可磁化手握柄或可部分
磁化的手握柄。可磁化基片还可以尤其以可磁化工件或可磁化工具的形式形成。作为可能的工具，此时尤其考虑敏感的精密工具例如带柄刀具或冲孔工具、尤其是小型冲头、切割冲头、打孔冲头、冲压头或成形模。在此情况下，本发明的保持装置尤其设计用于仅容纳唯一的基片。这实现就加工方法选择而言的尽可能大的自由度并且例如也允许在加工过程期间例如像涂覆等期间的两维和三维旋转。磁性固定在此情况下可以有利地通过该保持装置接触可磁化基片的端侧面、优选是待加工的可磁化工具的端侧面来达成。该保持装置、尤其是转接单元在此情况下除了侧向引导基片外尤其是也用于在表面加工过程中例如像涂覆过程中对其进行遮蔽或掩蔽。本发明尤其规定，相同的保持装置可被用于加工不同的基片、尤其是不同形状的工具，因为仅该转接单元被改变或更换。本发明的用于引导基片的凹部在此情况下不一定设计成针对待容纳的基片是准确配合的，并且因此不必在容纳基片期间完全接触相关的基片，而是也可以只在部分范围接触该基片。
7.在本发明范围内认识到，因使用根据本发明的保持装置而完全省掉在运输和加工过程中搬运这些工具，因此基片受损风险被显著降低。此外，通过使用作为发明主题的保持装置可以实现很准确的基片布置，这允许很准确的基片加工。另外，通过使用作为发明主题的保持装置、尤其通过根据本发明的可更换的转接单元，同一个保持装置适合应用于许多不同的基片，因为仅改变或更换该转接单元，这显著降低作为发明主题的保持装置的所需变化多样性。
8.就特别紧凑布置以及确保很均匀的基片加工而言，可以根据本发明有利规定，该容纳单元呈空心圆筒形形成并且如此相对于可更换的转接单元和磁性保持单元布置，即，基片可居中布置在该容纳单元中。“居中布置”在此尤其是指如下布置，此时该基片沿其在容纳单元中的容置区具有至少基本相同的距容纳单元边缘区的距离。
9.关于确保在容纳期间的基片加工、尤其关于基片的很均匀加工，可以根据本发明有利规定，该容纳单元具有用于接触基片的多个凹部，其中，这些凹部最好对称布置在容纳单元中，尤其以设于纵向侧的凹口形式形成。这尤其允许在例如借助清洁液、干燥空气、涂覆剂等加工时直接接触基片。
10.关于在加工期间的基片稳定布置，根据本发明还可以优选规定，可更换的转接单元具有至少一个用于引导基片的导向机构，其中，用于供基片穿过的凹部布置在导向机构内，其中，用于供基片穿过的凹部优选居中布置在导向机构内。所述凹部在此情况下优选能以孔等的形式形成，并且尤其是适配于待引导的基片的几何形状。除了引导基片外，该导向机构此时也可以用于例如在表面加工过程等期间屏蔽或掩蔽基片。
11.关于特别简单的更换或很简单快速的调整，还可以有利地规定，该导向机构以扁平件的形式、尤其以导向板形式形成。该板在此情况下尤其可以关于该凹部专门针对待加工基片来形成，从而转换不同的待加工基片时只需更换该导向机构，且同一保持装置可被用来运输和处理不同的基片、例如不同的冲切工具。
12.在此情况下，该导向机构可以与轻且节省材料的实施方式相关地具有不到2mm的、优选在1.5mm至1mm之间的小材料厚度。在1.5mm到1mm之间的材料厚度情况下，此时尤其可以获得与可靠且准确加工相关的很好的结果。而不到1mm的材料厚度有材料受到热作用而产生不利影响的危险。
13.关于加工期间基片特别稳定布置，还可以想到的是，可更换的转接单元具有至少
一个用于引导基片的第二导向机构，其中，第二导向机构优选具有居中的用于供基片穿过的凹部，凹部尤其是居中布置在导向机构内。
14.为了能够在稳定引导的同时将基片简单引入保持装置中，此时尤其可以规定，第二导向机构与第一导向机构间隔布置，尤其是与第一导向机构以覆盖相同的方式布置。在此情况下，“以覆盖相同的方式布置”在本发明范围内尤其是指如下布置，此时这两个最好居中的用于供基片穿过的凹部准确匹配地重叠布置。
15.关于稳定性最大化，本发明还可以想到，可更换的转接单元具有超过两个的、尤其超过三个的用于引导基片的导向机构。
16.为了确保一个或多个导向机构的最佳定位，本发明可以有利地规定，可更换的转接单元具有用于将导向机构保持间隔的间隔机构，其中，该间隔机构优选直接布置在该导向机构上、尤其直接布置在第一和第二导向机构之间。“直接布置”在本发明范围内尤其是指如下布置，此时该间隔机构接触贴靠这个或这些导向机构。该导向机构在此情况下最好可至少部分贴靠在间隔机构上。
17.为了确保在一个或多个导向机构与本发明的间隔机构之间的简单、低成本且灵活的连接，该导向机构优选可以通过形状配合机构、例如通过锁钩、锁止凸起或连接凸耳连接至该间隔机构。因此，例如可以规定三件式布置，在此，将该导向机构形状配合地连接至该间隔机构。关于稳定布置，该导向机构或者也能以材料接合的方式例如通过电弧焊接法(如wi g焊接法)或射束焊接法(如激光焊接法)相互连接。
18.关于确保在容纳期间的基片加工、尤其在容纳期间的基片很均匀加工而可以根据本发明有利规定，该间隔机构具有用于接触基片的凹部，其中，该凹部优选对称布置在该容纳单元内，尤其以设于纵向侧的凹口形式形成。这尤其允许在例如借助清洁液、干燥空气、涂覆剂等加工时直接接触基片。
19.关于很紧凑布置以及保证很均匀一致的基片加工，可以根据本发明有利规定，该间隔机构成空心柱形形成并且对称布置在该容纳单元内，优选如此布置在容纳单元内，即，该间隔机构的凹部至少部分、尤其完全与该容纳单元的凹部重叠。
20.关于这个或这些导向机构在本发明的间隔机构或本发明的容纳单元上的结构简单的固定，可以有利地规定，该转接单元具有用于在容纳单元中固定转接单元的固定机构，其中，该固定机构优选以弹簧件、尤其是夹紧环的形式形成。该固定机构在此情况下优选布置在一个或多个导向机构上方、尤其是直接在第一导向机构上方。
21.在确保磁保持力的结构简单的可能方式范围内，根据本发明还可以规定，磁性保持单元具有磁铁、例如永磁铁，其优选完全封装在该保持单元内，其中，该磁铁尤其以耐热磁铁的形式、尤其最好以用于450℃或更高温度的耐热磁铁的形式形成。作为可能的磁铁，在此建议钐钴磁铁例如sm2co17型的smco磁铁。在本发明范围内，封装尤其是指完全封闭。磁铁在此情况下优选可以呈柱形形成并且具有不到20mm、优选不到15mm、尤其不到10mm的直径。通过封装，磁力可以仅用于固定，不会不利地影响待执行的加工过程例如像涂覆过程尤其是等离子体涂覆过程等。通过与相应封装结合，适用的磁铁此时尤其带来保证在对待执行的加工过程产生微弱影响的同时可靠固定的优点。
22.关于磁屏蔽的结构简单的可能方式可以根据本发明尤其规定，该磁铁布置在该保持单元内，从而在所述磁铁和直接安置在保持单元上的容纳单元之间设置至少0.5mm材料
厚度的保持单元。这尤其确保在磁铁和基片之间不存在直接接触。磁铁在此情况下优选可以借助锁紧螺栓等被压紧在保持单元中。
23.在尤其在运输基片期间确保安置在保持装置中的基片受到保护的低成本且结构简单的可能方式中，本发明可以有利地规定，设有用于保护可安置在保持装置内的基片的保护盖，其中，该保护盖具有开口，保护盖可以借此优选在端侧被固定在容纳单元上，尤其以形状配合和/或传力配合的方式可固定在容纳单元上。在此情况下，该保护盖可以优选设计成护罩或运输罩等，并且尤其是设计成旋转件。在此情况下，该保护盖尤其是可以如此制造，即，它能以0.3mm容差被安装在该容纳单元上。
24.同样，关于确保基片在保持装置中的准确布置而可以规定，该保护盖具有用于识别可安置在保持装置中的基片的取向的第二开口，其中，第二开口优选与第一开口对置。
25.在一个低成本的实施方式范围内，此时尤其可以想到的是，该保护盖至少部分、优选完全由塑料构成，其中，该塑料尤其以聚乙烯和/或聚氯乙烯和/或聚对苯二甲酸乙二酯和/或聚苯乙烯的形式形成。显然，除了所述的塑料外，也可以采用具有相似性能的类似合成材料。
26.此外，本发明的主题也是一种用于运输和/或加工多个基片的系统。在此情况下，本发明的系统包括多个前述的用于容纳基片的保持装置以及用于容纳该保持装置的容纳单元。根据本发明，多个保持装置在此情况下如此布置在该容纳单元中，即，当分别在一个保持装置中单独容纳基片时，可以进行所容纳的多个基片的共同运输和/或共同加工。因此，根据本发明的系统具有与已关于本发明的保持装置所明确描述的一样的优点。
27.在本发明系统的结构简单的设计范围内尤其可以想到的是，该容纳单元以具有多个用于容纳该保持装置的容纳件的笼的形式形成，其中，该保持装置优选以形状配合和/或传力配合的方式被安装在该容纳件中。
28.关于用于运输多个本发明的保持装置的系统的结构简单的实施方式也可以想到，设有用于容纳该容纳单元的运输箱，其中，容纳单元借助阻尼件可被固定在运输箱中，其中，该阻尼件优选以泡沫材料衬层的形式形成。另外，运输箱可有利地具有盖，该盖优选设计成在安装状态下对安置在容纳单元内的保持装置予以固定，尤其通过接触到在容纳单元内安置在保持装置上的保护盖。
29.关于用于加工多个基片的系统的结构简单的设计，也可以想到，设有用于在x方向、y方向和z方向上平移该容纳单元以便加工、尤其是涂覆安置在容纳单元的保持装置中的基片的可旋转的平移单元。借助这样的平移单元，尤其可以通过简单方式自主完成双重或三重旋转，用于涂覆过程等。
30.另外，本发明的主题也是一种用于运输和/或加工多个基片的方法。在此情况下，本发明方法包括以下步骤：分别在保持装置中容纳多个基片，在用于容纳该保持装置的容纳单元中容纳多个分别装有一个基片的保持装置，并且执行所容纳的多个基片的共同运输和/或共同加工。因此，根据本发明的方法带来与已关于本发明的保持装置以及本发明的系统所明确描述的一样的优点。
31.关于多个基片的安全且无损伤的运输，可以根据本发明尤其规定，该保持装置在基片共同运输之前以形状配合和/或传力配合的方式被安装在该容纳单元的容纳件中，其中，该容纳单元在基片共同运输之前优选被转移入运输箱中，并且其中，该容纳单元在运输
箱内在基片共同运输之前尤其借助阻尼件被固定。
32.关于多个基片的结构简单、安全且无损伤的加工，本发明可以尤其规定，该保持装置在容纳单元内在基片共同加工之前被转移入一个用于平移该容纳单元的可旋转的平移单元中，其中，该容纳单元在基片共同加工期间优选在至少两个空间方向x、y上运动。
33.关于基片且尤其是待加工工具的加工可以根据本发明有利规定，规定预处理和/或再处理和/或表面加工，其中，该预处理和/或再处理优选包括在超声波浴槽中的清洁和/或化学清洁和/或干燥，并且其中，表面加工尤其包括等离子体涂覆法。
附图说明
34.本发明的其它的优点、特征和细节来自以下参照附图详细描述本发明实施例的说明。在此情况下，在权利要求书和说明书中解释的特征可以分别单独地或以任何组合形式对本发明是重要的，附图示出：
35.图1示出本发明的用于保持可磁化基片的保持装置的立体示意图，
36.图2示出根据图1的本发明保持装置的截面示意图，
37.图3示出本发明的用于保持可磁化基片的保持装置的一部分的立体示意图，
38.图4示出根据图3的本发明的用于保持可磁化基片的保持装置的一部分的截面示意图，
39.图5示出本发明的用于保持可磁化基片的保持装置的另一部分的立体示意图，
40.图6示出根据图5的本发明的用于保持可磁化基片的保持装置的另一部分的截面示意图，
41.图7示出本发明的用于运输和/或加工多个基片的系统的立体示意图，
42.图8示出根据本发明的用于运输和/或加工多个基片的方法的各个步骤的示意图。
具体实施方式
43.图1示出根据本发明的用于对可磁化基片8(在此未示出)进行保持的保持装置2的立体示意图。
44.保持装置2在此情况下包括设于端侧的用于通过形成磁场而在端侧固定基片8的磁性保持单元4、安置在保持单元4上的用于容纳基片8的容纳单元6以及安置在容纳单元6内的用于引导并屏蔽基片8的可更换的转接单元10。转接单元10还具有用于供基片8穿过的凹部12，其中，该基片8借助凹部12以侧向支承的方式可固定在保持装置2内。
45.在此情况下，容纳单元6以空心圆筒形形成并在此如此相对于磁性保持单元4和可更换的转接单元10来布置，即，基片8可居中布置在容纳单元6内。在此情况下，容纳单元6具有多个用于接触基片8的凹部14，凹部14在此对称布置在容纳单元6内并且以设于纵向侧的凹口14的形式形成。显然，同样可以规定凹部14在容纳单元6中的非对称布置。
46.可更换的转接单元10还包括用于引导基片8的第一和第二导向机构16、16'，它们均具有用于供基片8穿过的凹部12，凹部在此居中布置在导向机构16、16'中。在这里也可以规定凹部12分散布置在导向机构16、16'内。导向机构16、16'在此以导向板形式形成。此外，可更换的转接单元10包括用于将导向机构16或导向机构16、16'保持间隔的间隔机构18，其中，该间隔机构18在此直接布置在第一和第二导向机构16、16'之间。间隔机构18也在此具
有多个用于接触基片8的凹部14，所述凹部在此完全与容纳单元6的凹部14重叠。
47.此外，转接单元10包括用于在容纳单元6内固定转接单元10的固定机构20，其中，该固定机构20在此以夹紧环的形式形成。
48.图2示出根据图1的本发明的用于对可磁化基片8进行保持的保持装置2的截面示意图。
49.除了图1的布置外，根据此截面图还能看到磁性保持单元4具有磁铁22，磁铁22在此完全封装在保持单元4内。磁铁22尤其能设计成永磁铁并且封装在保持单元4内。
50.图3示出本发明的用于对可磁化基片8进行保持的保持装置2的一部分的立体示意图。
51.在此情况下，图3示出根据本发明的容纳单元6连同在此图中可清楚看到的对称布置的呈纵向侧凹口形式的凹部14以及布置在容纳单元6下方的保持单元4。
52.图4示出根据图3的本发明的用于保持对可磁化基片8进行保持的保持装置2的截面示意图。
53.在此截面图中，除了容纳单元6的纵向侧的凹部14外，根据图4尤其能看到安置在保持单元4内的永磁铁22。
54.图5示出根据本发明的用于对可磁化基片8进行保持的保持装置2的另一部分的立体示意图。
55.本发明的保持装置2的另一部分在此情况下涉及本发明的转接单元10，其在此与本发明的容纳单元6分开地被示出。根据图5，在此情况下示出了此处举例所示的转接单元10的根据本发明的结构，其包括第一导向机构和另一个导向机构16、16'，其分别布置在间隔机构18的上方和下方。
56.在此情况下，间隔机构18也具有对称布置的设于纵向侧的多个凹部14，这些凹部14尤其保证安置在转接单元10内的基片8在例如借助清洗液、干燥空气、涂布剂等加工时被直接接触。还能看到在此对称布置在导向机构16、16'内的用于供待保持的基片8穿过的多个凹部12。布置在导向机构16上方的固定机构20尤其用于在容纳单元6内固定转接单元10并在这里以夹紧环的形式构成，它尤其允许以结构简单的方式将转接单元10固定在容纳单元6内。
57.还根据图5可以看到，间隔机构18具有多个用于以传力配合和/或形状配合的方式连接至第一和/或第二或其它导向机构16、16'的连接凸耳17，这尤其应该确保在一个或多个导向机构16、16'与本发明的间隔机构18之间的很简单的连接。
58.图6示出根据图5的本发明的用于对可磁化基片8进行保持的保持装置2的另一部分的截面示意图。
59.根据此截面图，除了可更好地看到多个安置于间隔机构18上的用于以传力配合和/或形状配合的方式连接至导向机构16、16'的连接凸耳17外，还能看到设于保持单元4内的永磁铁22。
60.图7示出本发明的用于运输和/或加工多个基片8的系统1的立体示意图。
61.根据本发明的系统1在此情况下包括多个前述的用于容纳基片8的保持装置2以及用于容纳保持装置2的容纳单元30，其中，所述多个保持装置2如此布置在容纳单元30内，即，当基片8分别单独容纳在保持装置2中时可以执行多个所容纳的基片8的共同运输和/或
共同加工。
62.容纳单元30在此以笼的形式形成并且具有多个用于容纳保持装置2的容纳件32，保持装置2借此最好以形状配合和/或传力配合的方式可安装在容纳件32中。此外，容纳单元30在此安置在用于容装该容纳单元30的运输箱34内，其中，该容纳单元30在此情况下借助阻尼件36被固定在运输箱34内。阻尼件36在此情况下最好能以泡沫材料衬层等形式形成。
63.布置在容纳单元30内的保持装置2还通过保护盖24被保护，保护盖24具有第一开口26，借此可以在一侧将保护盖24安装在本发明的保持装置2的容纳单元4上。另外，保护盖24具有用于识别可布置在保持装置2内的基片8的取向的第二开口26'。
64.图8示出根据本发明的用于运输和/或加工多个基片8的方法的各个步骤的示意图。
65.在此情况下，该方法包括以下步骤：分别将多个基片8接纳50在各自的保持装置2中，在用于容纳保持装置2的容纳单元30中容纳52多个分别装有基片8的保持装置2，以及执行54多个所容纳的基片8的共同运输和/或共同加工。
66.借助本发明的保持装置2或本发明的用于运输和/或加工多个基片8的系统1和方法，尤其可以因使用本发明的保持装置2而完全省掉在运输和加工过程中的单独工具的搬运，因此基片8的损伤危险被显著降低。此外，通过使用本发明的保持装置2可以实现基片8的很准确布置，这允许基片8的很准确加工。此外，通过使用本发明的保持装置2、尤其是通过根据本发明的可更换的转接单元10，同一个保持装置2适用于许多不同的基片8，因为仅改变或更换该转接单元10，这显著降低本发明的保持装置2的所需变化多样性。
67.附图标记列表
[0068]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
用于运输和/或加工多个基片的系统
[0069]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
保持装置
[0070]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁性保持单元
[0071]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
容纳单元
[0072]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
基片(在此未被明确示出)
[0073]
10
ꢀꢀꢀꢀ
转接单元
[0074]
12
ꢀꢀꢀꢀ
用于供基片穿过的凹部
[0075]
14
ꢀꢀꢀꢀ
凹部
[0076]
16
ꢀꢀꢀꢀ
第一导向机构
[0077]
16'
ꢀꢀꢀ
第二/其它导向机构
[0078]
17
ꢀꢀꢀꢀ
连接凸耳
[0079]
18
ꢀꢀꢀꢀ
间隔机构
[0080]
20
ꢀꢀꢀꢀ
固定机构
[0081]
22
ꢀꢀꢀꢀ
永磁铁
[0082]
24
ꢀꢀꢀꢀ
保护盖
[0083]
26
ꢀꢀꢀꢀ
开口
[0084]
26'
ꢀꢀꢀ
第二开口
[0085]
30
ꢀꢀꢀꢀ
容纳单元
[0086]
32
ꢀꢀꢀꢀ
容纳件
[0087]
34
ꢀꢀꢀꢀ
运输箱
[0088]
36
ꢀꢀꢀꢀ
阻尼件
[0089]
50
ꢀꢀꢀꢀ
分别将多个基片接纳到各自的保持装置中
[0090]
52
ꢀꢀꢀꢀ
在容纳单元中容纳多个分别装有一个基片的保持装置
[0091]
54
ꢀꢀꢀꢀ
执行所容纳的多个基片的共同运输和/或共同加工