Empaquetado FOSB totalmente automático con robots en sala limpia

La vista desde arriba de la instalación resalta el diseño compacto. (Derechos de autor: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Dos robots de seis ejes de Stäubli del tipo TX2-160 asumen todos los procesos de manipulación en el embalaje FOSB. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

El robot presenta la caja empaquetada a un sistema de visión por computadora para el control de calidad. (Derechos de autor: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Los sistemas ABT para el embalaje automático de FOSB disfrutan de gran popularidad en todo el mundo. (Derechos de autor: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Los robots están equipados con agarradores especiales, gracias a los cuales se pueden manejar una variedad de formatos FOSB sin necesidad de cambios de formato. (Derechos de autor: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

El embalaje de obleas en las llamados FOSB, la abreviatura significa Cajas de Envío de Apertura Frontal, es un proceso laborioso que debe realizarse en condiciones de sala limpia. Para evitar completamente la intervención humana, una empresa bávara ha desarrollado una solución completamente automática que no tiene igual. Dos robots de sala limpia de Stäubli se encargan de la manipulación completa de las cajas.

En el extremo sur de Baviera, en el pintoresco pueblo de Burgkirchen, en 2006 se estableció un pequeño pero destacado fabricante de máquinas especiales de alta tecnología, cuyas soluciones innovadoras de automatización pronto recibieron reconocimiento internacional. Con instalaciones bien pensadas, la joven cts GmbH logró, incluso en sectores exigentes como automoción, electrónica, semiconductores, ciencias de la vida y más, establecerse y desarrollar la experiencia correspondiente. Tras un fuerte crecimiento, cts hoy cuenta con más de 350 empleados en varias ubicaciones, manteniendo su espíritu innovador, que demuestra una vez más con la AutoBaggingTool, abreviada ABT.

Lo que es la ABT, lo explica Alfred Pammer, apoderado de cts: «Se trata de una celda robótica compleja con dos robots de seis ejes de Stäubli aptos para salas limpias, que se encargan de forma totalmente automática del embalaje completo de bolsa dentro de bolsa de los envases FOSB llenos de obleas. Esta solución pionera reemplaza el proceso de embalaje, en parte aún realizado a mano, y ofrece una ventaja decisiva en seguridad del proceso, eficiencia y calidad.» Para poder atender la demanda creciente de esta solución, cts ha construido recientemente una planta de producción completamente nueva y moderna.

En contraste, el embalaje manual de las FOSB, que pueden pesar hasta diez kilogramos, es una tarea muy exigente físicamente. Los empleados primero deben verificar que las obleas estén correctamente colocadas en la caja, luego comprobar que las diferentes piezas adicionales estén correctamente montadas en la FOSB y, por último, realizar el difícil embalaje con bolsa interior y exterior, todo ello en condiciones de sala limpia y con trajes limpios.

Completamente automático en lugar de manual

La rapidez, sencillez y eficiencia del embalaje totalmente automático con los dos robots de sala limpia de Stäubli del tipo TX2-160 se demuestra al observar la celda completa compacta de cts, en la que están integrados todos los componentes como estaciones de embalaje, cámaras de inspección, robots, sistemas de visión, impresoras y similares. Antes de que las FOSB, normalmente llenas con 25 obleas, inicien su recorrido por las 15 estaciones de la planta, son identificadas mediante RFID, como es habitual en la industria de semiconductores. Los parámetros necesarios son consultados por el sistema principal a través de la interfaz SECS/GEM. Con base en la información recibida, se realizan todos los pasos del proceso necesarios.

Primero, los envases llenos de obleas son transportados por un sistema de elevación aérea, conocido como OHT, y conducidos a la planta por una cinta de entrada. En la primera estación, se realiza la llamada inspección de cruce de ranura, donde se verifica la posición correcta de todas las obleas en la caja.

Luego, el primer robot de seis ejes de Stäubli recoge la FOSB y la presenta a un sistema de visión que inspecciona la posición correcta de las piezas adicionales en la caja. Continúa con el etiquetado y la posterior inspección de calidad de la etiqueta. Ambos pasos del proceso son realizados por el TX2-160, que sostiene de forma segura el envase en mano y lo coloca en la estación de etiquetado y en la de control de calidad. Para mantener cortos los tiempos de ciclo, el TX2-160 realiza todos los movimientos con alta dinámica y precisión.

Un proceso laborioso: el embalaje con bolsa dentro de bolsa

Ahora se realiza el primer proceso de embalaje con la bolsa interior. Para ello, el robot de seis ejes coloca el envase en una estación completamente automática, donde se realiza el embalaje y el sellado de la bolsa interior. Los siguientes pasos del proceso son el doblado y pegado del sobrante, y una prueba de hermeticidad del embalaje al vacío.

Esta estación de prueba también funciona como la posición de transferencia de la FOSB del robot uno al robot dos. Mientras que el primer TX2-160 coloca la caja allí para su inspección, el segundo robot de seis ejes la recoge tras la prueba. Luego, el segundo robot de seis ejes se encarga de toda la manipulación para el embalaje con la bolsa exterior, realizando los mismos pasos que en el proceso de embalaje de la bolsa interior, incluyendo un nuevo etiquetado y control de calidad de la etiqueta. Finalmente, el robot coloca la FOSB completamente embalada y verificada en la cinta de salida.

«La planta no solo garantiza una mejora significativa en la calidad y un aumento en la seguridad del proceso, sino que también representa una notable mayor producción. Con el AutoBaggingTool ABT, se puede alcanzar un rendimiento de hasta 8.000 FOSB por mes», afirma Alfred Pammer. Otra gran ventaja de la planta es su capacidad para manejar una variedad de formatos de FOSB con diferentes piezas adicionales. Gracias a la flexibilidad de los robots de Stäubli y a la técnica de agarre desarrollada por cts, el ABT puede embalar casi todas las variantes sin necesidad de cambios en la configuración. Una característica única que los clientes en todo el mundo valoran.

Además, la clasificación en sala limpia ISO 6 no representa un desafío para los dos robots de Stäubli. Ya alcanzan esta clasificación en su configuración estándar. «En nuestras instalaciones de semiconductores, confiamos fundamentalmente en robots de Stäubli, ya que son considerados una referencia en salas limpias, además de ser extremadamente precisos y confiables. Estas instalaciones operan principalmente en Asia y en otras partes del mundo las 24 horas del día, por lo que no podemos permitir interrupciones o fallos», destaca Alfred Pammer.