Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Электромеханические приводы используют в манипуляторах, способных переместить объект в любую заданную точку, принадлежащую зоне манипулирования. Такие манипуляторы необходимы для загрузочно-разгрузочных роботов, способных брать деталь с произвольно заданной точки пространства, для роботов технологического назначения, для роботов второго и третьего поколений, способных к адаптации и самообучению. Среди многообразия линейных электромеханических приводов наибольшее распространение получили шариковые, роликовые и несоосные передачи винт-гайка, асинхронные двигатели с линейным ротором, линейные шаговые двигатели и виброприводы поступательного перемещения. Эти приводы обеспечивают достаточно высокую точность и обладают высоким коэффициентом полезного действия, что позволяет им интенсивно работать в течение длительного времени, не приводит к перегреву и большому износу элементов привода.
Шариковые передачи винт-гайка имеют незначительные потери на трение, обеспечивают высокую плавность и точность перемещения (до ! мкм и менее), весьма компактны и удачно компонуются в манипуляторе (рис. 1!.б,а). Шарики перемещаются в спиральной замкнутой канавке, образованной профильной канавкой винта н гайки. Для обеспечения замкнутого потока шариков в гайке профрезерован осевой паз, соединяющий начало и конец ее витка. Для устранения зазора в зацеплении применяют две гайки с осевым натягом. Шариковые передачи винт-гайка использованы в роботе «Электроника НЦТМ-01».
Конструктивно и, главное технологически, проще роликовые передачи винт-гайка, однако они имеют большие габариты и приводят к увеличению массы рабочих органов манипулятора. Конструкция такой передачи, примененной в манипуляторе АПЛ-Д-100 роботизированной линии диффузии для вертикаль- 18» 275 йийл а) Рис.
11.8. Вакуумный схвзт для корпусов ИС Рис. 11.6. Типовые передачи виитгайка, используемые в приводах манипуляторов: а — шариковая передача винт-гайка, б-ролнковая вннтовая передача,в †несоосная передача винт-гайка ного перемещения руки манипулятора, приведена на рис. 11.6,б. Ролик, закрепленный в опорах качения в каретке, связан с ходовым винтом, и при его вращении каретка получает вертикальное перемещение вверх или вниз. Если организовать зацепление винта с охватывающим его несоосно установленным кольцом, получим несоосную передачу винт-гайка (рис. 11.6,в). В этой передаче трение скольжения, как и в предыдущих, также сведено к минимуму.
Она компактна, технологична и находит все большее распространение в приводах. Для повышения жесткости и устранения зазора применяют несколько роликов, установленных эксцентрично во втулке (рис. 11.6,в). Все более широкое распространение в качестве приводов манипуляторов получают линейные асинхронные и линейные шаговые электродвигатели. В статоре линейного асинхронного электродвигателя, представляющего собой развернутый статор асинхронного трехфазного электродвигателя, возбуждается бегущее электрическое пале, наводящее в расположенном рядом алюминиевом линейном роторе токи Фуко, взаимодействующие с магнитным полем и приводящие к перемещению ротора атно- сительно статора. Конструкция шагового линейного электродвигателя и манипулятора установки проекционной фотолитографии, выполненного на его основе, подробно приведена в 8 7.6.
Такие приводы обеспечивают скорости перемещений до 200 мм7с при ускорениях до 10 и/сй, при этом погрешность позиционирования не превышает 0,1 мкм. 276 Рис. 11.7. Струйное бесконтзктиоесхвзтывающее приспособление, позноляющее одновременно осуществлять ориеитапию и бззировзниедс- тали Захватывающие приспособления, используемые в манипуляторах электронной техники, применяют для захвата пластин, кристаллов, корпусов ИС, вспомогательной технологической и транспортной тары (кассет, каруселей напылительного оборудования и оборудования ионной имплантации и т. п.). При удержании пластин и кристаллов основным требованием является минимальное взаимодействие пластины или кристалла и схвата.
Используются вакуумные или струйные приспособления. Вакуумные схваты обеспечивают высокую жесткость удержания, но приводят к нагруженню пластины атмосферным давлением и к некоторой ее деформации. Возможны повреждения поверхности со стороны зоны вакуумирования, поэтому часто недопустим зажим пластины вакуумным схватом с рабочей стороны. Конструкции вакуумных схватов пластин аналогичны описанным в гл. 7. Струйный схват является бесконтактным и применяется при манипулировании наиболее ответственными деталями при захвате со стороны рабочей поверхности (рис. 11.7), Канал 2, подводящий сжатый воздух заканчивается наклонным соплом 3, которое формирует плоский поток в зазоре между торцом захвата 1 и пластиной в направлении окна, образованного двумя ограничительными стенками 4.
Благодаря разрежению, возникающему в зазоре при истечении потока воздуха, пластина захватывается и удерживается на некотором расстоянии от торца захвата, причем зазор устанавливается автоматически из условия равновесного положения изделия. Произвольно захваченная пластина под действием потока перемещается в направлении ограничительных стенок и поворачивается так, что оказывается прижатой торцом к ограничительным стенкам 4. Ориентация и базирование детали в процессе захвата при отсутствии меха- 277 уостемьч упраулеиоя Пп уиуу сигнала лналпгпуьье цо1прпуые Пюгоцоюнныг гопко пого- цопнирагаиия пп прюграмме 7пчко пюгициюнорюуаноя па уларам нического контакта повышают производительность, снижают брак от механических повреждений и позволяют отказаться от дополнительных ориентирующих устройств.
На рис. 11.8 показана конструкция вакуумного охвата, приконт меняемого на роботизированных технологических компле роля и классификации ИС. Полость над корпусом ЗИС ксах герметизируется эластичной прокладкой 2. Для захвата кассет, листовых материалов или деталей типа тел вращения используют механические пальцевые, как у роботов РФ-202М и ПРП2-2, или кулачковые, как у робота «Электроника НЦТМ-01», схваты. Конструкции их приведены в % 11.4 при описании конструкций соответствующих роботов. Катпуриьт Пю «арсктеру траектарио Лппаратиыи Праграмиыи оипгрпплятар онтерпюлтпар 11.3.
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМИ РОБОТАМИ Системы управления промышленным роботом предназначены для управления его работой и организации его взаимодействия с технологическим оборудованием. Промышленный робот (рис. 11.9) состоит из манипулятора 2 и системы управления 4. Внешняя по отношению к роботу среда включает обычно технологическое оборудование 1, которое обслуживает робот н транспортирующую позицию 10 (выходной участок непрерывного или дискретного транспорта, вибробункер, лоток с ориентированными или неориентированными деталями и т.
п.). Система управления формирует информационный поток — — — — — — 7, содержащий набор команд для управления манипулятором. Этот поток формируется на основе ин- Я ',! ' -Я ~ формации о состоянии манипулято- ра (поток 8) н информации о со- ' '- --- - — > 7 стоянии внешней по отношению к ц ) ' роботу среды (потоки 3 и 9). Информация о состоянии манипулятора — это совокупность сигналов, например, с конечных выключателей, путевых датчиков о положении элементов манипулятора. Эти сигналы говорят, например, что рука выдвинута до упора или на 3/4, схват разжат, их достаточно, чтобы г с некоторой степенью точности управлять положением рабочих оргаРнс. 119, Ваанмодействне робота с иов манипУлЯтоРа в пРостРанстве, внешней средой однако его работа не будет синхро- 27З П несомом С гауком ! плгюротмпм ада~итд~ юе Ггоуком плгпротмпм Пю гоукпсто интеллектуальныг) плгюротмп меканоческое кюмюнуюаппа- пппы Ппецоальньье микра- кпнтрюллерь! Пп глемеитпаи 'гасе " Пньгмсмекани чсс кое «пмангп- аппарпты мокра гум и микрппрпцес гарные системы Плетпрсмекпии— ческое кампиую- апппратьь греууттое спеиопльнььк иауьтпу уу са штекерлымо ппиелпмо Пю сппсюду прюграмморп- Юаиоя уупупуип прсгрпммопугмые Рнс.
11.19, Классификация системы управления промышленными роботами низирована с работой станка и транспортирующей системы. В простейшем случае необходимы синхронизирующие сигналы по цепи 3 о готовности технологического оборудования, и сигнал по цепи 9 о присутствии полуфабриката. Только при наличии обоих сннхросигналов система управления выдает команду на начало цикла работы минипулятора. Управляющие команды на манипулятор часто простым механическим, математическим илн иным преобразованием внешней и внутренней информации сформированы быть не могут нли это оказывается сопряженным с большими трудностями, например с необходимостью очень большого числа сигналов. Так, если необходимо остановить руку в некотором промежуточном положении при первом проходе и не останавливать — при втором, помимо наличия сигнала с датчика промежуточного положения необходимо еще считать и запоминать проходы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
