半導(dǎo)體的性能決定了創(chuàng)新的步伐。這既適用于工業(yè)自動(dòng)化，也適用于通過手機(jī)、筆記本電腦、智能建筑技術(shù)和汽車行業(yè)的數(shù)字通信。市場(chǎng)正在持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)普華永道的一項(xiàng)研究，2018 年，國(guó)際半導(dǎo)體行業(yè)的銷售收入達(dá)到 4810 億美元，這一數(shù)字最早將在 2022 年達(dá)到 5250 億美元。

機(jī)器人行業(yè)也在利用這一趨勢(shì)，例如，最新一代的控制和控制器提供了比過去更強(qiáng)大的功能。然而，反過來說，機(jī)器人制造商的創(chuàng)新能力也在加速微處理器制造商的效率和生產(chǎn)力。

例如：庫(kù)卡提供各種極其靈活的機(jī)器人，由于半導(dǎo)體的生命周期很短，市場(chǎng)也相應(yīng)地波動(dòng)很大，因此可以根據(jù)各種搬運(yùn)要求快速定制。

用于潔凈室的移動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)

使用機(jī)器人技術(shù)，可以輕松實(shí)現(xiàn)各個(gè)生產(chǎn)步驟的自動(dòng)化，并達(dá)到高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。然而，到目前為止，機(jī)器人技術(shù)還沒有用于將半導(dǎo)體基板（晶圓）從一個(gè)工作站運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)工作站。理想情況下，半導(dǎo)體制造商更喜歡端到端自動(dòng)化，因?yàn)橥ㄟ^“無人生產(chǎn)”可以更好地實(shí)現(xiàn)原始的潔凈室條件。然而，直到現(xiàn)在，由于移動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)和抓握的精度不足，這一過程是站不住腳的。

庫(kù)卡最近開發(fā)了世界上第一個(gè)用于半導(dǎo)體盒自動(dòng)運(yùn)輸和搬運(yùn)的單一來源解決方案：“半移動(dòng)解決方案”。在本例中，LBR iiwa 系列的輕型機(jī)器人安裝在 KMR 200 CR 自主自動(dòng)導(dǎo)引車 （AGV） 上。AGV 可以在最小的空間內(nèi)進(jìn)行機(jī)動(dòng)，庫(kù)卡的工程師開發(fā)了一種用于物料搬運(yùn)的精密夾持器系統(tǒng)。

系統(tǒng)解決方案：AGV加機(jī)械臂加夾持器

半移動(dòng)解決方案進(jìn)入晶圓運(yùn)輸箱所在的移交點(diǎn)。當(dāng)AGV到達(dá)目的地時(shí)，機(jī)械臂就位，借助集成圖像處理傳感器精確確定其位置，并進(jìn)行精細(xì)校準(zhǔn)。

這樣，機(jī)器人就可以高精度地抓取運(yùn)輸箱，并將敏感晶圓放置在AGV平臺(tái)上的存儲(chǔ)空間中，而不會(huì)發(fā)生任何振動(dòng)。使用這種方法，機(jī)器人可以拾取和運(yùn)輸兩種不同尺寸的直徑為 200 或 300 毫米的晶圓盒。到達(dá)目的地后，機(jī)器人將運(yùn)輸箱放在相應(yīng)的加工線上。

Semi Mobility 解決方案使用存儲(chǔ)的目的地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)選擇房間內(nèi)的位置，但會(huì)自行選擇那里的路線。LBR iiwa 平臺(tái)的導(dǎo)航能力使其能夠以安全和靈敏的方式自主移動(dòng)。激光掃描儀支持環(huán)境跟蹤。它們實(shí)時(shí)感知環(huán)境，從而防止碰撞。

以安全為導(dǎo)向的環(huán)境識(shí)別也為能夠?qū)⑵脚_(tái)用作協(xié)作機(jī)器人（協(xié)作機(jī)器人）創(chuàng)造了先決條件，而無需在操作員附近設(shè)置安全圍欄。抓取過程本身由圖像處理指導(dǎo)。由于晶圓很靈敏，因此極高的精度和可靠性在此過程中至關(guān)重要。必須避免振動(dòng)。

圖像處理：在緊湊的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高性能

在選擇圖像處理系統(tǒng)來引導(dǎo)機(jī)器人時(shí)，KUKA 的開發(fā)人員選擇了知新的 In-Sight 2000 傳感器。這些傳感器將圖像處理系統(tǒng)的性能與工業(yè)傳感器的易用性和低成本相結(jié)合。在空間受限的環(huán)境中安裝時(shí)，它們還提供了最大的靈活性。此應(yīng)用非常需要此屬性，因?yàn)?IP 傳感器在機(jī)器人手臂上移動(dòng)。最大限度地減少布線要求也是一個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，In-Sight 2000 通過以太網(wǎng)和 PoE 連接提供輕松集成，這是做出決定的另一個(gè)因素。

此外，庫(kù)卡的工程師還贊賞這樣一個(gè)事實(shí)，即 In-Sight 2000 將邏輯電路集成到設(shè)備中，并且圖像處理非常簡(jiǎn)單地自行學(xué)習(xí)。庫(kù)卡電子業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理 Ralf Ziegler：“傳感器提供的廣泛通信可能性、'內(nèi)置'智能和良好的可編程性也是有利的。

In-Sight 2000 的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)：In-Sight 2000 正在申請(qǐng)專利的集成 LED 照明可在整個(gè)圖像上提供均勻的照明，無論當(dāng)前的照明條件如何。這在移動(dòng)應(yīng)用程序中尤為重要，因?yàn)椴⒎堑教幎加邢嗤恼彰鳎踔烈惶熘械臅r(shí)間或季節(jié)也會(huì)影響圖像質(zhì)量。

實(shí)踐：IP 控制的最后幾厘米的精細(xì)定位

在實(shí)踐中，半移動(dòng)解決方案首先將機(jī)器人夾持器驅(qū)動(dòng)到運(yùn)輸箱上。此時(shí)，圖像處理被激活。它識(shí)別與控制系統(tǒng)中存儲(chǔ)的目的地點(diǎn)的偏移量，并在此基礎(chǔ)上參考夾持器的位置，隨后可以以所需的高精度抓取相應(yīng)的運(yùn)輸箱。集成的校準(zhǔn)功能保證了始終如一的精確定位。

庫(kù)卡已經(jīng)向國(guó)際半導(dǎo)體制造商提供了第一批半移動(dòng)解決方案。移動(dòng)機(jī)器人在潔凈室條件下工作，并通過了 ISO 3 級(jí) （IPA）、UL 1740 和 UL 1998 認(rèn)證。它們還可以在機(jī)隊(duì)中使用，并使用知新最先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，可靠、準(zhǔn)確地抓取裝有高靈敏度晶圓的盒子。這一創(chuàng)新解決方案標(biāo)志著微處理器生產(chǎn)鏈中重要的自動(dòng)化步驟。

庫(kù)卡與知新之間久經(jīng)考驗(yàn)的合作

知新在 Semi Mobility 解決方案的開發(fā)過程中為庫(kù)卡提供了支持，包括傳感器的選擇，并提供全球最終用戶支持。

為半移動(dòng)解決方案提供 In-Sight 2000 并不是庫(kù)卡和知新之間的第一次合作。知新的傳感器和攝像頭系統(tǒng)也用于高性能的“KUKA.VisionTech“解決方案，用于庫(kù)卡開發(fā)的圖像處理算法。例如，即使在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，它們也可以對(duì)組件進(jìn)行可靠的質(zhì)量或完整性檢查。

庫(kù)卡感謝與知新的合作，不僅因?yàn)楦咝阅墚a(chǎn)品和解決方案，還因?yàn)樗麄冎苯雍献骱腿蛴绊懥Α?/p>

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