1 客戶背景
天水華天電子科技有限公司(以下簡稱“華天科技”)主要從事半導(dǎo)體集成電路、半導(dǎo)體元器件的封裝測試業(yè)務(wù)。面對產(chǎn)業(yè)升級和業(yè)務(wù)增長需求,華天科技希望進一步提高產(chǎn)線自動化程度,提升生產(chǎn)穩(wěn)定性和產(chǎn)能,從而提升企業(yè)綜合競爭力。
2 應(yīng)用場景
在華天科技智能塑封制造系統(tǒng)中,節(jié)卡機器人與排片機、料餅機、壓機等數(shù)臺設(shè)備互相配合,通過環(huán)島式生產(chǎn)模式,完成半導(dǎo)體封測工作。
本案例中留給節(jié)卡機器人的工作空間狹小,節(jié)卡機器人靈活度高,運動范圍最高可達±360°,安裝和使用不受環(huán)境影響,本次采用倒裝形式,配合滑軌,進一步擴展運動范圍。節(jié)卡機器人集成視覺模塊,對來料品質(zhì)進行判斷,實現(xiàn)自動化智能搬運。
3 技術(shù)優(yōu)勢
卓越穩(wěn)定性 動而不“抖”
半導(dǎo)體封測工藝復(fù)雜,原料昂貴,如果生產(chǎn)過程中,產(chǎn)品損壞(抖散、掉落)會極大增加企業(yè)原料成本,造成損失。因此,對機器人穩(wěn)定性要求極高。
節(jié)卡機器人在穩(wěn)定性方面一向表現(xiàn)卓越。
本體設(shè)計穩(wěn)定性強
在硬件上,節(jié)卡機器人選用高精度、高動態(tài)響應(yīng)、高帶寬的電流采樣芯片和高分辨率的編碼器,提高整機精度和穩(wěn)定性;采用成熟的PCB(電路方案)設(shè)計,實現(xiàn)整個電路系統(tǒng)低噪聲、低紋波,降低采樣干擾。
在軟件上,節(jié)卡機器人采用自適應(yīng)伺服閉環(huán)控制,比常規(guī)PID控制表現(xiàn)更好;開發(fā)末端抖動抑制算法,保證機器人動而不“抖”;采取機械臂抖動補償,諧振幅值顯著降低;開發(fā)關(guān)節(jié)約束的軌跡規(guī)劃算法,改善沖擊。
批量生產(chǎn)一致性高
節(jié)卡機器人對批量生產(chǎn)一致性實施嚴格自動化管控。通過研發(fā)一體化關(guān)節(jié)諧振模態(tài)自動測試及非線性補償、機械臂整機抖動評估測試軟件,節(jié)卡機器人確保出廠的每一臺機器人均達到穩(wěn)定性和精度要求。目前,節(jié)卡機器人出貨量已超過10000臺,年產(chǎn)能已達50000臺。
出色安全性 半導(dǎo)體行業(yè)權(quán)威認證有保障
節(jié)卡機器人擁有半導(dǎo)體行業(yè)國際通行并被產(chǎn)業(yè)鏈廣泛認可的通行證——SEMI S2認證。
大部分半導(dǎo)體行業(yè)的生產(chǎn)商,在采購設(shè)備時都都要求SEMI S2認證。SEMI S2認證對設(shè)備的機械設(shè)計安全、電氣安全、人體工學(xué)、緊急停止、危險告警等有嚴格的測試標準。對于協(xié)作機器人,SEMI S2認證也重點審核碰撞防護、輻射安全等安全措施。
在安全性能方面,節(jié)卡機器人通過提升協(xié)作機器人智能水平,實現(xiàn)協(xié)作機器人+人工智能,最終走向人機共融。通過“視覺防護 + 碰撞停止 + 卸力回彈+ 防夾推拉”,節(jié)卡機器人實現(xiàn)多重安全防護,幫助客戶實現(xiàn)安全可靠的生產(chǎn)目標。
在華天科技的智能塑封制造系統(tǒng)中,節(jié)卡機器人根據(jù)客戶需求,通過動力學(xué)控制算法和安全控制算法優(yōu)化,保證機器人在遇到緊急情況時,可快速穩(wěn)定停止運轉(zhuǎn),避免原料損壞。
4 項目成效
1、降低成本:原產(chǎn)線1臺設(shè)備需要3人,經(jīng)自動化升級后,1人可以開2臺設(shè)備,相當于1臺機器人可代替5名人工。另外,人工作業(yè)連續(xù)性差,影響操作準確性,造成原料損壞;節(jié)卡機器人可24小時高精度穩(wěn)定運轉(zhuǎn),減少人工造成的原料浪費,節(jié)約原料成本。
2、增產(chǎn)增效:節(jié)卡機器人顯著提高生產(chǎn)效率,助力客戶設(shè)備產(chǎn)能提升約20%。
3、提升質(zhì)量:半導(dǎo)體產(chǎn)品制造精密復(fù)雜,JAKA Zu 12重復(fù)定位精度為±0.03mm,精度高、穩(wěn)定性強,有效提升產(chǎn)品一致性。
4、降低勞動強度:省去工人擺料、投料等繁瑣、費力步驟,降低工人工作強度。
5、提高工作舒適度:壓機中心溫度可達180℃,附近工作空間溫度可達50℃,由機器人上下料,工人無需近距離接觸壓機,承受高溫環(huán)境。
6、降低工傷風險:原有產(chǎn)線工人易被燙傷或碰傷,機器人代替人工后,工人只需在旁照看,降低安全隱患。