項目概況及要求
這是一個兩軸半導體晶片輸送機械手的應用實例,用于配合應用德國工業標準的半導體測量工具。該機械手的作用是進行晶片輸送和對準操作,隨后將晶片送入真空測量室測量。
內部輸送裝置
內部輸送裝置是一個自動機械手,可將晶片從晶片庫送入測量室。這個運動對時間有極為嚴格的要求,它直接影響晶片輸送速度,必須非常準確。
預對準裝置
預對準裝置是測量工具的一個主要部件,用于確定晶片切口方位以及晶片中心與預對準操作頭(pre-aligner)回轉軸之間的偏心值。
控制中最大的挑戰,來自內部輸送裝置,以及必須移動大小尺寸不同的晶片。
如何輕松應對挑戰?
增強控制算法
快速開發與適應能力(可在4周內完成 I/O 板設計,并提供原型)
與以前的解決方案相比,可降低成本高達60%
小型封裝,外觀整潔,布線少,驅動器可靠近電機安裝。
以下內部輸送裝置軸波特圖說明了在控制技術方面面臨的挑戰,以及所采用的解決方案。
該裝置在 27Hz 處有一個很深的反共振陷波,以及兩個分別位于 140Hz 和 190Hz 的共振組。為處理該共振,采用了共振補償濾波器,并形成以下響應特性。
使用該共振補償數字式濾波器,可實現效益更高、性能更佳、且更為穩定的系統(12Hz 位置回路)。
解決方案
該解決方案采用了源自丹納赫傳動的標準和定制產品。配有標準電機和 Pico 驅動器的直接驅動系統取代了Harmonic Drive 減速機和技術過時的伺服系統。
采用標準的 Servostar PD PicoDrive,取消了風扇,以避免所有機械干擾(機械精度為1納米)。
ITU 電機:BDL4-SMB,配有零齒槽效應制動器,并針對24伏直流母線對繞組進行了優化處理。
PAL 電機:AKM21電機,配有5000LPR編碼器。
定制 I/O板,專為所有機器 I/O 要求而設計。該 I/O 板安裝在 PicoDrive 外殼中。