项目概况及要求
这是一个两轴半导体晶片输送机械手的应用实例,用于配合应用德国工业标准的半导体测量工具。该机械手的作用是进行晶片输送和对准操作,随后将晶片送入真空测量室测量。
内部输送装置
内部输送装置是一个自动机械手,可将晶片从晶片库送入测量室。这个运动对时间有极为严格的要求,它直接影响晶片输送速度,必须非常准确。
预对准装置
预对准装置是测量工具的一个主要部件,用于确定晶片切口方位以及晶片中心与预对准操作头(pre-aligner)回转轴之间的偏心值。
控制中最大的挑战,来自内部输送装置,以及必须移动大小尺寸不同的晶片。
如何轻松应对挑战?
增强控制算法
快速开发与适应能力(可在4周内完成 I/O 板设计,并提供原型)
与以前的解决方案相比,可降低成本高达60%
小型封装,外观整洁,布线少,驱动器可靠近电机安装。
以下内部输送装置轴波特图说明了在控制技术方面面临的挑战,以及所采用的解决方案。
该装置在 27Hz 处有一个很深的反共振陷波,以及两个分别位于 140Hz 和 190Hz 的共振组。为处理该共振,采用了共振补偿滤波器,并形成以下响应特性。
使用该共振补偿数字式滤波器,可实现效益更高、性能更佳、且更为稳定的系统(12Hz 位置回路)。
解决方案
该解决方案采用了源自丹纳赫传动的标准和定制产品。配有标准电机和 Pico 驱动器的直接驱动系统取代了Harmonic Drive 减速机和技术过时的伺服系统。
采用标准的 Servostar PD PicoDrive,取消了风扇,以避免所有机械干扰(机械精度为1纳米)。
ITU 电机:BDL4-SMB,配有零齿槽效应制动器,并针对24伏直流母线对绕组进行了优化处理。
PAL 电机:AKM21电机,配有5000LPR编码器。
定制 I/O板,专为所有机器 I/O 要求而设计。该 I/O 板安装在 PicoDrive 外壳中。

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