KUKA-Cobot umożliwia produkcję 24/7 dzięki technologii ładowania indukcyjnego

Der KMR iiwa CR ist eine produktivitätssteigernde Automatisierungslösung für den Transport hochsensibler Wafer.

Wykluczone ścieranie cząstek – bezkontaktowe zasilanie energią umożliwia użycie cobota w klasie czystości ISO 3. / No more particle abrasion – contact-free energy supply allows the cobot to be used in cleanroom class ISO 3.

Globalny popyt na mikroczipy rośnie w szybkim tempie. Aby sprostać wysokiemu zapotrzebowaniu, producenci muszą dalej automatyzować swoje zakłady. Z KMR iiwa CR, składającym się z kolaboracyjnego robota i mobilnej platformy, KUKA oferuje bezpieczne i zwiększające wydajność rozwiązanie automatyzacji do transportu bardzo wrażliwych podłoży półprzewodnikowych (waferów). Dzięki zintegrowanej technologii ładowania indukcyjnego od Wiferion system spełnia najwyższe wymagania pod względem czystości, wydajności i bezpieczeństwa.

Automatyzacja w produkcji półprzewodników

Przemysł półprzewodników kwitnie. Megatrendy takie jak praca z domu, rozwój sztucznej inteligencji i rosnące zapotrzebowanie na samochody elektryczne powodują, że popyt na półprzewodniki nadal rośnie. Według doradcy biznesowego McKinsey & Company, branża ta wzrosła sama w 2021 roku o 20%. Eksperci przewidują, że globalny przemysł półprzewodników będzie rosnąć rocznie o 6–8% i do 2030 roku osiągnie wartość biliona dolarów. Aby zaspokoić ogromne zapotrzebowanie na wydajne procesory, producenci układów inwestują w nowe zakłady produkcyjne.

Transport waferów jest podatny na błędy

Dla nowoczesnej fabryki chipów inwestycje rzędu kilku miliardów dolarów nie są rzadkością. W związku z tym oczekiwania wobec niezawodności i efektywności inteligentnych fabryk są wysokie.

Przed wyprodukowania mikroczipa z surowego wafera, często konieczne jest wykonanie kilku tysięcy kroków w starannie zabezpieczonym środowisku czystego pomieszczenia. W zależności od komponentu, proces ten może trwać około trzech miesięcy, aż wafer opuści produkcję pracującą 24/7. Dlatego systemy transportowe oraz sterowanie urządzeniem i procesami odgrywają kluczową rolę w sukcesie takich megafabryk. Poszczególne etapy produkcji są już bardzo dobrze i na wysokim poziomie zautomatyzowane.

Bezprzewodowe ładowanie dla najwyższych wymagań czystości

Dotychczas transport podłoży półprzewodnikowych z jednej stacji roboczej do drugiej stanowił wyjątek. Szczególnie w starszych zakładach produkcyjnych wafery są głównie ręcznie wyjmowane z maszyn obróbczych przez pracowników i przenoszone na wózkach do kolejnego etapu procesu. Proces ten jest podatny na błędy. Upuszczenie delikatnego wafera lub przypadkowe włożenie niewłaściwej kasety do maszyny obróbczej może szybko skutkować stratą kilku tysięcy dolarów. Automatyzacja procesów obsługi i transportu za pomocą mobilnych manipulatorów robotycznych minimalizuje ryzyko uszkodzeń. Z KMR iiwa CR, mobilnym cobotem od KUKA do bezpiecznego obsługi wrażliwych elementów, takich jak wafle, który dzięki technologii indukcyjnego ładowania spełnia najwyższe wymagania czystości.

Mobilny Cobot od KUKA do czystego pomieszczenia z indukcyjnym ładowaniem

KMR iiwa CR to połączenie czystego pomieszczenia cobota i mobilnej platformy robotycznej. Patentowany chwytak robota został specjalnie zaprojektowany do obsługi w środowiskach czystych. Dzięki innowacyjnemu oprogramowaniu nawigacyjnemu, KMR iiwa CR działa autonomicznie w przestrzeni, samodzielnie załadowuje i rozładowuje kasety waferów oraz przenosi je do kolejnej stacji roboczej, działając w warunkach ścisłej klasy ISO 3. Mobilne roboty przemysłowe KUKA są przeznaczone do pracy w środowiskach, które muszą być jeszcze czystsze niż sala operacyjna, zapewniając niezawodność mechanicznych ruchów i pracy.

Minimalna generacja cząstek przy maksymalnej wydajności

Aby spełnić wymogi klasy ISO 3, kluczowym elementem jest zasilanie KMR iiwa CR. „Dla wymagających środowisk czystych standardowe systemy ładowania akumulatorów z kontaktami ślizgowymi nie są odpowiednie” — wyjaśnia Jakob Brandl, menedżer portfela mobilności w KUKA. „Podczas każdego ładowania powstaje ścieranie miedzi. Cząstki rozprzestrzeniają się w środowisku produkcyjnym i w ekstremalnych przypadkach mogą uszkodzić cenne wafle.” Dlatego KUKA korzysta z indukcyjnego systemu ładowania akumulatorów etaLINK 3000 od Wiferion. Przekazywanie energii w czystym pomieszczeniu odbywa się bezdotykowo i bezprzewodowo, zapewniając minimalną generację cząstek.”

Stary proces jest bardzo podatny na błędy

Dodatkowo technologia ładowania umożliwia kontynuowanie produkcji bez przerw na ładowanie baterii. „Ładujemy naszego cobota za pomocą ‚In-Process-Charging’. Robot podczas procesu pick-and-place przejeżdża nad stacją ładowania i jest ładowany w trakcie pracy — bez utraty czasu” — wyjaśnia Pascal Caprano, kierownik ds. koncepcji inżynierii zarządzania przemysłowego w KUKA. Punkty ładowania można na przykład zamontować przed maszynami obróbczymi. Zasilanie rozpoczyna się automatycznie, gdy KMR iiwa CR wkłada i wyjmuje kasety waferów.

KUKA zwiększa bezpieczeństwo procesu

Pod względem bezpieczeństwa, dzięki indukcyjnemu przesyłowi energii, cobot wyznacza nowe standardy. Podczas gdy tradycyjne płyty ładowania kontaktowego unoszą się kilka centymetrów nad podłożem, aby zapewnić zasilanie mimo braku kontaktu z podłożem robota, płyty ładowania od Wiferion są bardzo płaskie i mogą być zintegrowane z podłogą na równi z jej powierzchnią. „W ten sposób eliminujemy ryzyko potknięcia dla pracowników w czystym pomieszczeniu” — wyjaśnia Jakob Brandl. Dodatkowo, konserwacja jest uproszczona dzięki braku kontaktów, które mogą się uszkodzić lub zabrudzić. „W efekcie zwiększamy bezpieczeństwo całej produkcji.”