Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Иногда программирование осуществляется и обучением. Примером погрузочно-разгрузочного адаптивного робота является робот «Электроника НЦТМ-О!», используемый как элемент технологического модуля в гибких производственных системах (ГПС) механообработки, конструкция которого описана в $11.4. Некоторые операции при производстве ИС (фотолитография, посадка кристаллов, сварка выводов и др.) невозможно провести, если при управлении технологическим процессом не учитывать состояние внешней по отношению к оборудованию информации о параметрах полуфабрикатов и внешней среды: размерных погрешностях, температуре, влажности и т. п. Управление такими операциями должно быть адаптивным. Наиболее прогрессивным и эффективным, а подчас и единственно воз- 270 и их автоматизации является применение адан можным средством ачения.
тинных иром ышленных роботов технологического назн в емя ч езвыРазработка таких роботов ведется в настоящее вр р чайно и тенсивно. Создан ы и ши око используются в промышленности технологические микросварочиые роботы У МЗ и ЭМ-4020б для ультразвуковой сварки выводов И ов ИС алюминиевой проволокой, для термокомпрессионной сварки вывоп оволокой ЭМ-490Б, ЭМ-4060, проекционные автоматические установки фотолитографии ЭМ- и соединения кристаллов ЭМ-4085, являющиеся по своей сути также адаптивными промышленными роботами, и др. Р б ка е е о оты тре тьего поколения или интеллектуальные по щ ий. Хатолько разра батываются и не вышли из стен лаборатори .
ач езвычайно рактерно й особенностью таких роботов является р широкая приспособленность к внешним условиям. Они у смог т выбирать н жные детали из навала, ориентировать нх для выполнения последующих операций, оптимизировать результаты своей ра оты, самоо у б, об чаться. Столь высокая степень адаптации приведет к повышенной автономности робота.
При свое ра оте он будет требовать минимальное число команд от системы управления высшего ур ровня. Система искусственного интеллекта о еспечит б минимальную трудоемкость программирования робота, ему будет сообщаться лишь цель его ра оты, что у и какие обеспечить параметры. А как это сделать, т. е. сделать и ка и па амет ы каждой каковы должны быть последовательность и пара. р ий, обот решит сам. При этом он постоянно будет самообучаться, т. е.
совершенствовать алгоритм с у р своего п авления так, чтобы оптимизировать результат работы. Роботы третьего поколении будут наиболее универсальны, их работа ГАП и РТК автоматически обеспечит гибкость техн составе и ческих систем не только в тактическом, но и в ст ате- Р нологическ х ам по би ать оптигическом плане, так как робот сможет сам д р мальные технологические процессы, притом не только с точки зрения выпол лняемой им локальной технологической операции, т б ет но и с точки зрения конечного результата. В этом роботу удет помогать централизованная система управления комплексом.
Для непосредственного применения в составе ГАП робот должен автоматически изменять программу своей р й аботы. Этим свойством обладают роботы второго и третьего поколений и лишь отдельные экземпляры первого. Роботы первого поколения часто весьма трудоемки при пеке ( о 1 ч) и могут быть эффективны при комплексной изво ства, Не- автоматизации лишь серийного и массового про д которые роботы этого поколения, например РФ-202М, могут хранить в памяти до десяти и более алгоритмов управления и пере алаживаются лишь переключением селектора программ, пор н этому могут быть эффективно использованы и в мелкосерийно.
и 271 производстве. Описанное деление роботов на три поколения весьма условно, некоторые роботы могут занимать промежуточное положение, однако отсюда видна основная тенденция развития роботостроення — стремление к универсальности, автономности и адаптации к внешней среде. Дальнейшая классификация роботов идет по конструктивному исполнению приводов манипулятора и системам управления, подробно описанным в $ 11.2 и 11.3. 11.2. МАНИПУЛЯТОРЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ К манипуляторам промышленных роботов (ПР), используемых в производстве ИС, и захватам объектов манипулирования предъявляется целый ряд специфических требований, определяемых требуемой точностью позиционирования, средой, в которой должен работать робот, и рядом других параметров технологического процесса (температурой, давлением, требуемой траекторией и скоростями перемещения и др.), Исходя из этих специфических тербований определяются тип привода и его конструктивное исполнение (см.
рис. 11.1). Исходя из малой грузоподъемности применяются в основном пневматический и электромеханический приводы. Пневмопривод используется для манипуляторов, работающих при позиционном управлении и отрабатывающих сравнительно небольшое число точек позиционирования, координаты которых определяются установленными упорами. Для позиционирования пневмопрнвода в нескольких точках последовательно подключают несколько пневмоцилиндров, использование двух пневмоцилиндров дает четыре точки позиционирования.
Схемы механизмов поворота рабочих органов с использованием пневмопривода приведены на рис. 11.2. Механизм, выпопненный по схеме рис. !1.2,а, обеспечивает поворот на любой угол, даже больший чем 360', обеспечивает высокую плавность хода, поскольку использование двух пневмоцилиндров позво- Рис. 1!.2.
Схемы ииевмоириводои поворота рабочих органов маиииуляторд: е — реечник привод; и — дрпвоедпппыя привод; в — пдестппчетый привод 272 ляет одному из них при пово- г з роте играть роль тормоза и выбирать зазор в зацеплении. Такой механизм использован / в роботе ПРП-2. Механизм ~о рис. 11.2,б применен в роботе — ,'' — — -тра+ — т РФ-202М. Он конструктивно прост, имеет высокую нагрузочную способность, однако обеспечивает поворот на угол около 120'. Такие механизмы 5 рекомендуется использовать для поворота достаточно мас- б снвных элементов манипулятора при ограниченных углах ан е ных глах Рис.
11.3. КонстРукция пиевмоциликдра поворота. Механизм по схеме рис, 11.2,в наиболее компактен, однако он не обеспечивает достаточно больших моментов. Здесь поворот происходит за счет подачи давления в одну из полостей, образованных в цилиндрической расточке корпуса подвижной и неподвижной пластинами, уплотненными эластичными манжетами. Обычно такие механизмы применяются для ротации механизмов зажима, как это сделано в роботе РФ-202М. Типовая конструкция пневмоцилиндра изображена на рис, 11.3.
Уплотнение поршня осуществляется резиновыми манжетами 1, прижимаемыми избыточным давлением к поверхности цилиндра. Шток уплотняется манжетами 4. Ограничивается ход штока ре. гулируемым упором 2, заворачиваемым в цилиндр и фиксируемым контргайкой 3. Для смягчения удара поршня об упор торец упора поперечными разрезами сделан упругим. Иногда для смягчения удара в конце хода применяют пневматические демпферы. Наполнение воздухом попости пневмоцилиндра и вытеснение воздуха из противоположной полости осуществляют через параллельно включенные обратный клапан 5 и дроссель 6. При подаче воздуха обратный клапан открывается и шунтирует дроссель, воздух свободно проходит в полость пневмоцилиндра, при вытеснении воздуха обратный клапан закрывается н воздух.
проходит через дроссель, регулируя степень открытия которого изменяют скорость перемещения штока. Для работы в контролируемой среде или высоком вакууме перспективными представляются манипуляторы, выполненные на основе гибких герметичных трубчатых элементов (ГГТЭ). Простейший ГГТЭ представляет собой трубку эллиптического сечения, согнутую в незамкнутое кольцо. При подаче давления в полость трубки она немного разгибается, при снятии давления вследствие упругости возвращается в прежнее положение.
Используя набор таких однозвенных механизмов, можно скомпо18 †82 273 новать манипулятор с необходимым числом степеней подвиж- ности. На рис. 11.4 изображен типовой манипулятор на ГГТЭ с дву- мя степенями подвижности рабочего органа. При подаче дав- ления в трубку 1 осуществляется поворот руки манипулятора в горизонтальной плоскости.
Трубчатые элементы 2 и 4 фор- мируют перемещение захвата 3 в вертикальной плоскости. Захват также состоит из двух ГГТЭ, при подаче давления внутрь которых происходит разжим губок, сжимаются губки при сня- тии давления от действия снл упругости. Новым направлением развития приводов сверхлегких мани- пуляторов, работающих в контролируемой среде, является при- менение эластичных звеньев, деформация которых определяется подачей давления в их внутренние полости. Манипулятор такого типа содержит несколько трехкамерных участков (рис. 11,6), расположенных по длине звена.
Каждый участок 1 имеет три полости. Набрав несколько таких участков и соединив необхо- димым образом их полости, можно, подав давления Рь Ры Ра, добиться требуемых перемеще- 7 ний рабочего органа в достаточно широком диапазоне. Основной проблемой, возника- у ющей при конструировании таких манипуляторов и манипуляторов на основе ГГТЭ, является борь- Ф Рис. 11.4. Манипулятор на гибких герметичных трубчатых элементах 274 Рис, 11,5. Манипулятор на управ- ляемых эластичных звеньях ба с колебаниями, возникающими на участках разгона и торможения рабочих органов. Для борьбы с этими колебаниями перспективным является использование электро- и магнитореологических жидкостей с управляемой вязкостью. Так, манипулятор, изображенный на рис.
11.6, заключен в эластичную трубку 3, между стенками которой залита магнитореологическая жидкость 4, управляемая магнитным полем, создаваемым катушками 2. При подаче тока в катушки в конце перемещения вязкость жидкости резко возрастает, что приводит к демпфированию возникающих колебаний. В вакуумных манипуляторах помимо или совместно с гибкими трубчатыми элементами широко используются металлические сильфоны, герметичные волновые передачи и другие механизмы, осуществляющие передачу движения через упругодеформируемую стенку, широко применяются вводы движения в вакуум.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
