KUKA-Cobot consente una produzione 24/7 grazie alla tecnologia di ricarica induttiva

Il KMR iiwa CR è una soluzione di automazione che aumenta la produttività per il trasporto di wafer altamente sensibili.

Assorbimento di particelle escluso – l'alimentazione energetica senza contatto consente l'uso del cobot nella classe di ambiente sterile ISO 3. / No più abrasione di particelle – l'alimentazione senza contatto permette l'uso del cobot nella classe di ambiente sterile ISO 3.

La fame mondiale di microchip aumenta rapidamente. Per soddisfare l'elevata domanda, i produttori devono automatizzare ulteriormente le loro fabbriche. Con il KMR iiwa CR, composto da un robot collaborativo e una piattaforma mobile, KUKA offre una soluzione di automazione sicura e che aumenta la produttività per il trasporto di substrati di semiconduttori altamente sensibili (Wafer). Grazie alla tecnologia di ricarica induttiva integrata di Wiferion, il sistema soddisfa i requisiti più elevati in termini di purezza, produttività e sicurezza.

Automazione nella produzione di semiconduttori

L'industria dei semiconduttori è in forte espansione. Megatrend come il lavoro da casa, la crescita dell'intelligenza artificiale e la domanda crescente di veicoli elettrici portano a un ulteriore aumento della richiesta di semiconduttori. Secondo la consulenza aziendale McKinsey & Company, il settore è cresciuto del 20% nel 2021. I consulenti prevedono che l'industria globale dei semiconduttori crescerà annualmente del 6-8% e diventerà un settore da mille miliardi di dollari entro il 2030. Per soddisfare la grande domanda di processori potenti, i produttori di chip investono in nuovi siti di produzione.

Il trasporto dei wafer è soggetto a errori

Per una fabbrica di chip moderna, i costi di investimento di diversi miliardi di dollari non sono rari. Di conseguenza, le aspettative sull'affidabilità e sull'efficienza delle Smart Factory sono molto alte.

Prima che un wafer grezzo diventi un microchip, sono necessari spesso diversi migliaia di passaggi di lavoro in un ambiente di camera bianca altamente protetto. A seconda del componente, ci vogliono circa tre mesi affinché il wafer lasci la produzione a ciclo continuo 24/7. Pertanto, i sistemi di trasporto e il controllo dell'impianto e dei processi giocano un ruolo decisivo nel successo di queste megafabbriche. Alcuni passaggi della produzione sono già altamente automatizzati e di livello qualitativo elevato.

Ricarica wireless per requisiti di purezza massima

Finora, il trasporto dei substrati di semiconduttori da una postazione di lavoro all'altra rappresentava un'eccezione. Soprattutto negli impianti di produzione più vecchi, i wafer vengono principalmente prelevati manualmente da un operatore in cassette di wafer da una macchina di lavorazione e trasportati con un carrello al prossimo passaggio del processo. Questo processo è soggetto a errori. Se un operatore fa cadere un wafer fragile o inserisce accidentalmente la cassetta sbagliata in una macchina, si possono perdere rapidamente somme a cinque cifre. L'automazione dei processi di handling e trasporto con robot manipolatori mobili riduce al minimo il rischio di danni. Con il KMR iiwa CR, KUKA ha nel portafoglio un cobot mobile per la manipolazione sicura di componenti sensibili come i wafer, che grazie alla tecnologia di ricarica induttiva soddisfa anche i requisiti di purezza più elevati.

Cobot mobile di KUKA per ambienti puliti con ricarica induttiva

Il KMR iiwa CR è una combinazione di un cobot per ambienti sterili e una piattaforma robotica mobile. La pinza brevettata del robot è appositamente progettata per applicazioni di handling in ambienti di camera bianca. Grazie a un software di navigazione innovativo, il KMR iiwa CR opera autonomamente nello spazio, carica e scarica le cassette di wafer in modo indipendente e le porta alla postazione di lavoro successiva. Il tutto nel rispetto delle rigorose condizioni di classe ISO 3 di ambienti di camera bianca. I robot industriali mobili di KUKA sono progettati per operare in ambienti più puliti di una sala operatoria, svolgendo in modo affidabile il loro lavoro e i loro movimenti meccanici.

Generazione minima di particelle con massima produttività

Per rispettare la classe ISO 3, tra le altre cose, è fondamentale l'alimentazione energetica del KMR iiwa CR. "Per un ambiente di camera bianca impegnativo, i sistemi di ricarica tradizionali con contatti a spazzola non sono adatti", spiega Jakob Brandl, Portfolio Manager Mobility di KUKA. "Ad ogni ricarica si genera usura di rame. Le particelle si disperdono nell'ambiente di produzione e, nel peggiore dei casi, possono danneggiare i preziosi wafer." Per questo motivo, KUKA utilizza il sistema di ricarica a batteria induttiva etaLINK 3000 di Wiferion. La trasmissione di energia avviene senza contatto e senza fili all'interno della camera bianca. In questo modo, KUKA garantisce un processo di ricarica con la minima generazione di particelle.

Processo precedente soggetto a errori

Inoltre, la tecnologia di ricarica consente di mantenere la produzione senza interruzioni per la ricarica della batteria. "Ricarichiamo il nostro cobot tramite 'In-Process-Charging'. Il robot si sposta su una stazione di ricarica durante il processo di pick-and-place e si ricarica senza perdere tempo", spiega Pascal Caprano, Head of Industry Management Concept Engineering di KUKA. I punti di ricarica possono essere installati, ad esempio, davanti alle macchine di lavorazione. L'alimentazione energetica si avvia automaticamente quando il KMR iiwa CR inserisce e rimuove le cassette di wafer.

KUKA aumenta la sicurezza del processo

Inoltre, grazie alla tecnologia di trasmissione di energia induttiva, il cobot stabilisce nuovi standard in termini di sicurezza. Mentre i tradizionali piatti di ricarica a contatto si sollevano di diversi centimetri da terra per garantire l'alimentazione anche con il robot in libertà di movimento, i piatti di ricarica di Wiferion sono molto sottili e possono essere integrati nel pavimento a livello del suolo. "In questo modo eliminiamo le zone di inciampo per i dipendenti in ambiente di camera bianca", spiega Jakob Brandl, illustrando i vantaggi del sistema. Inoltre, la manutenzione è semplificata grazie all'assenza di contatti usurati o contaminati. "In definitiva, questo aumenta la sicurezza del processo di tutta la produzione."