KUKA-Cobot lehetővé teszi a 24/7-es gyártást induktív töltéstechnológia révén

A KMR iiwa CR egy termelékenységnövelő automatizálási megoldás a nagyon érzékeny szilíciumlapkák szállítására.

Részecskekárosodás kizárva – a kontaktmentes energiaellátás lehetővé teszi a cobot használatát az ISO 3 tisztatéri osztályban. / No more particle abrasion – contact-free energy supply allows the cobot to be used in cleanroom class ISO 3.

A világméretű mikrochipek iránti kereslet gyorsan növekszik. A magas kereslet kielégítése érdekében a gyártóknak tovább kell automatizálniuk gyáraikat. A KUKA által kínált KMR iiwa CR egy kollaboratív robotból és egy mobil platformból álló rendszer, amely biztonságos és a termelékenységet növelő automatizálási megoldást nyújt az érzékeny félvezető szilárdtestek (waferek) szállítására. A Wiferion integrált induktív töltéstechnológiájának köszönhetően a rendszer a legmagasabb tisztasági, termelékenységi és biztonsági követelményeknek is megfelel.

Automatizálás a félvezetőgyártásban

A félvezetőipar virágzik. Olyan nagy trendek, mint a távmunkavégzés, a mesterséges intelligencia növekedése és az elektromos autók iránti növekvő kereslet miatt tovább nő a félvezető iránti igény. A McKinsey & Company tanácsadó cég szerint a szektor 2021-ben 20%-kal bővült egy év alatt. A szakértők előrejelzése szerint a globális félvezetőipar évente 6–8%-kal fog növekedni, és 2030-ra egymilliárd dolláros iparággá válik. A nagy teljesítményű processzorok iránti hatalmas kereslet kielégítése érdekében a chipgyártók új gyártóhelyeket fejlesztenek.

Wafer szállítás hibára hajlamos

Modern chipgyárakban nem ritka több milliárd dolláros beruházási költség. Ennek megfelelően magasak az elvárások a megbízhatóság és a hatékonyság iránt az okos gyárakban.

Az, hogy egy nyers waferből mikrochip válik, gyakran több ezer lépést igényel egy összetett, szigorúan védett tisztatéri környezetben. A gyártási folyamat időtartama a komponens típusától függően körülbelül három hónap, amíg a wafer elhagyja a 24/7-es ütemben működő gyártósort. Ezért a szállítórendszerek és az üzem és folyamatok irányítása döntő szerepet játszanak az ilyen óriásgyárak sikerében. A gyártási lépések már nagyon jól automatizáltak és magas minőségi szinten működnek.

Vezeték nélküli töltés a legmagasabb tisztasági követelményekhez

Eddig kivétel volt a félvezető szilárdtestek egyik munkaállomástól a másikig történő szállítása. Különösen az idősebb gyártóhelyeken a wafereket főként manuálisan veszik ki a munkatársak egy úgynevezett wafer-kosárból egy feldolgozó gépből, és egy kocsival viszik a következő folyamatlépéshez. Ez a folyamat hibára hajlamos. Ha egy munkatárs leesik egy törékeny wafert vagy véletlenül rossz kosarat helyez be egy feldolgozó gépbe, gyorsan több tízezer eurós veszteség keletkezhet. A kezelési és szállítási folyamatok automatizálása mobil manipulátor robotokkal minimalizálja a károk kockázatát. A KUKA által kínált KMR iiwa CR egy mobil kollaboratív robot, amely biztonságosan kezeli az érzékeny alkatrészeket, például wafereket, és induktív töltéstechnológiájának köszönhetően megfelel a legmagasabb tisztasági követelményeknek.

Mobil kollaboratív robot KUKA-tól a tisztatérben induktív töltéssel

A KMR iiwa CR egy kombinációja egy tisztatéri kollaboratív robotnak és egy mobil robotplatformnak. A robot szabadalmaztatott fogója kifejezetten a tisztatéri környezetben történő kezelési alkalmazásokhoz lett tervezve. Innovatív navigációs szoftverének köszönhetően a KMR iiwa CR önállóan működik a térben, önállóan betölti és kiüríti a wafer-kosarakat, és eljuttatja azokat a következő munkaállomásra. Mindezt szigorú ISO 3-as tisztatéri osztály követelményeinek betartásával. A mobil ipari robotokat úgy tervezték, hogy olyan környezetben is megbízhatóan végezzék munkájukat, ahol a tisztaság még műtőtermi szintet is meghaladja.

Minimális részecskeképződés a legmagasabb termelékenység mellett

A ISO 3-as osztály betartásához többek között a KMR iiwa CR energiaellátása is kulcsfontosságú. Jakob Brandl, a KUKA mobilitási portfólió menedzsere így nyilatkozik: „Egy igényes tisztatéri környezetben a hagyományos akkumulátortöltő rendszerek, amelyek csúszó érintkezőket használnak, nem alkalmasak.” „Minden töltés során réz-por keletkezik, amely szétterjedhet a gyártási környezetben, és súlyos esetben károsíthatja a értékes wafereket.” Ezért a KUKA a Wiferion által gyártott etaLINK 3000 induktív akkumulátortöltő rendszert alkalmazza. Az energiaátvitel érintésmentes és vezeték nélküli módon történik a tisztatérben, így minimális részecskeképződéssel biztosítva a töltést.

Régi folyamat nagyon hibára hajlamos

Ezen felül a töltéstechnológia lehetővé teszi, hogy a gyártási folyamatokat megszakítás nélkül fenntartsák az akkumulátor töltése érdekében. „Mi az In-Process-Charging módszerrel töltjük kollégánkat. A robot a pick-and-place folyamat során a töltőállomás felett halad, és közben töltődik – időveszteség nélkül”, magyarázza Pascal Caprano, a KUKA ipari menedzsment koncepció mérnöki vezetője. A töltőpontokat például a feldolgozó gépek előtt lehet elhelyezni. Az energiaellátás automatikusan elindul, amikor a KMR iiwa CR behelyezi vagy kivonja a wafer-kosarakat.

KUKA növeli a folyamatbiztonságot

A biztonság terén is új mércét állít a induktív áramátvitel, mivel míg a hagyományos érintkező töltőlapok több centiméterrel a padlón helyezkednek el, hogy a energiaellátás működjön a robot szabadalmaztatott töltőlapjai nagyon laposak és a padlóba süllyeszthetők. „Ezzel kiküszöböljük a botlásveszélyt a tisztatérben dolgozók számára”, mutat rá Jakob Brandl a rendszer előnyeire. Emellett a karbantartás is egyszerűbbé válik az érintkezők eltömődése vagy szennyeződése miatt. „Ezzel növeljük az egész gyártási folyamat biztonságát.”