Aufrufe
vor 2 Jahren

DER KONSTRUKTEUR 10/2016

DER KONSTRUKTEUR 10/2016

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK Mit der Lizenz für den Reinraum Linearachsen in einem 3-Achs-Handlingsystem zum flexiblen Materialtransport 01 Der Greifer wird über eine Linearachse mit Zahnriemenantrieb vor und zurück bewegt. Diese kurze Achse ist auf dem Schlitten einer vertikalen Achse mit Spindelantrieb montiert, die den Transportbehälter auf die jeweilige Greifhöhe verfährt Bernd Klöpper Rein- oder Reinsträume in Halbleiterfabriken stellen höchste Anfor derungen an die in ihnen verbaute und eingesetzte Technik. Die Zulassung für den Einsatz im Reinraum adelt daher viele Produkte – darunter auch die hier vorgestellten Profil-Lineareinheiten. Optimiert für den Einsatz in Reinräumen und getestet nach EN ISO 14644-1 bilden sie als Y- und Z-Achse das Kernstück eines Reinraumroboters. Bernd Klöpper, RK Rose+Krieger GmbH, Minden Die Automatisierung von Transport- und Handlingaufgaben macht auch vor den Reinräumen der Halbleiterindustrie nicht Halt. Eine der jüngsten Automationslösungen ist der Reinraum-Roboter Scout Triax der Roth & Rau – Ortner GmbH aus Dresden. Er wurde für das autonome Handling in unterschiedlichen Greifhöhen bis 1,70 m, speziell für den Transport und die Platzierung von Reticle-Pods, den Transportbehältern für Fotomasken zur Wafer-Belichtung, konzipiert. Die Aufgabe des mobilen, frei im Reinraum navigierenden Roboters ist es, die Pods vom Loadport des Reticle-Stockers zu greifen, sie zum Scanner zu bringen und dort exakt auf dem dafür vorgesehenen Platz zu positionieren. Der Scout Triax nimmt den Operatoren damit nicht nur die Transportaufgabe, sondern auch das Materialhandling ab. Damit kann sich das hochqualifizierte Personal auf wertschöpfende Tätigkeiten konzentrieren, und die extrem teuren Lithografieanlagen – ein Reticle kann bis zu mehrere hunderttausend Euro kosten – können besser ausgelastet werden. Hohe Anforderungen an die Linearachsen Herz des autonomen Roboters ist ein System aus mehreren Linearachsen: Eine horizontale Zahnriemenachse mit einem Hub von rund 420 mm trägt den Reticle-Pod-Greifer und bewegt ihn vor und zurück. Diese kurze Achse ist auf dem Schlitten einer vertikalen Lineareinheit mit Spindelantrieb montiert. 18 Der Konstrukteur 10/2016

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK Positioniersysteme Bernd Klöpper, Leiter Marketing der RK Rose+Krieger GmbH in Minden Wo mussten Sie bei der Konstruktion der Duoline Clean ansetzen? Was wurde im Vergleich zur bewährten Lineareinheit geändert? Bereits bei der Entwicklung unserer „normalen“ Duoline Lineareinheit hatten wir den Reinraumeinsatz im Blick. Daher ließen wir uns konstruktive Optionen offen, um später entsprechende Modifikationen an den Führungsprofilen und den Umlenkungen vornehmen zu können. Als die Reinraum-Version der Lineareinheit dann konkreter wurde, änderten wir zunächst die Grundkonstruktion und den Materialmix der Achse und unterzogen sie den standardisierten Tests zur Reinraumtauglichkeit. Anschließend wurde – wo Bedarf bestand – nachgebessert. So näherten wir uns in einem iterativen Prozess den heutigen zertifizierten Duoline Clean-Reinraumachsen mit ihren modifizierten Führungsprofilen und Umlenkungen sowie dem speziellen Materialmix aus PU-Zahnriemen, Edelstahl-Abdeckband, vernickelte oder Edelstahl-Außenseiten und dem optionalen Unterdruckanschluss. Mit einem Vertikalhub von ca. 750 mm verfährt diese den Transportbehälter auf die jeweiligen Greifhöhen. Ein weiteres horizontales Spindelelement bildet, versteckt im Robotergehäuse, die Basis des Drei- Achs-Systems. Sie gleicht minimale Ungenauigkeiten in der Fahrzeugpositionierung aus und sorgt so für absolute Präzision beim Handlingvorgang. Für den Einsatz im Scout Triax müssen die verwendeten Lineareinheiten – speziell die sichtbaren Y- und Z-Achsen – zahlreiche Anforderungen erfüllen. „Das Gesamtkonstrukt soll möglichst klein und leicht sein, damit es einfach zu bewegen ist. Zudem darf während der Fahrt des Roboters durch den Reinraum nichts über seine Außenkonturen hinausragen“, erklärt Dr. Karli Hantzschmann, Bereichsleiter Automation bei Ortner. Da es sich bei dem Roboter um ein batteriebetriebenes System handelt, müssen 48-Volt- 02 Die Reinraumachsen gibt es wahlweise mit Kugelgewindetrieb (hinten) oder Zahnriemenantrieb (vorn) Motoren für den Achsantrieb genügen. Ein weiteres wichtiges Kriterium ist die Sicherheit: Um Energie zu sparen, wird während der Fahrt des Roboters durch den Reinraum die Spannung für die Achsbewegungen abgeschaltet. Dennoch müssen die Achsen die Last sicher in Position halten. Und nicht zuletzt gilt es für die Lineareinheiten, den geltenden Reinraumvorschriften – im vorliegenden Fall der ISO Klasse 3/US FED 1 – zu entsprechen. Lineareinheiten mit Reinraumzertifikat Ortner beauftragte die Zacher Component GmbH mit der Entwicklung eines entsprechenden Achssystems für den Roboter. Das Radeberger Unternehmen ist unter anderem spezialisiert auf Konzeption und Produktion einbau fertiger Baugruppen für den Maschinenbau. Bei der Auslegung des Von der Linearachse bis zur Komplettlösung Unsere Kunden schätzen die individuellen Komplettlösungen von IEF-Werner. Denn diese sind schnell in Betrieb genommen, produktionsbereit und sparen somit Zeit und Kosten. Von dynamischem Verfahren mit höchster Präzision, über kraftvolles Bewegen, bis hin zur eigenen Steuerung... ...wir haben an alles gedacht! Überzeugen Sie sich auf der Motek 2016, Halle 5, Stand 5120. Halle 5 Stand 5120 www.ief-werner.de Der Konstrukteur 10/2016 19

AUSGABE