Funzionalità intelligenti per produzione e movimentazione ad alta precisione

Per soddisfare le normative specifiche del settore, come SEMI S2 e SEMI S8, le macchine e i sistemi impiegati nella produzione di semiconduttori devono garantire standard di precisione estremamente elevati. Di conseguenza, anche i servomotori utilizzati devono rispondere a requisiti prestazionali molto rigorosi. Questo è particolarmente vero per le applicazioni di tipo pick & place, come l'assemblaggio di circuiti stampati, la manipolazione dei wafer e altre operazioni automatizzate complesse, tra cui il wet etching. In questi contesti, affidabilità e disponibilità sono fondamentali, poiché ogni fermo macchina comporta costi significativi in termini di tempo e denaro. Per ridurre al minimo questi rischi, è essenziale che le attività di assistenza e manutenzione siano rapide e semplici. Infine, anche la lunga durata operativa è un aspetto chiave, in quanto incide direttamente sul ritorno dell’investimento iniziale.

Gestire con efficacia applicazioni complesse
I servosistemi sono chiamati a gestire simultaneamente diverse operazioni complesse. Un esempio è la crimpatura, un processo in cui due componenti vengono uniti mediante deformazione plastica: in questo caso, è fondamentale mantenere una pressione costante e precisa, distribuendola su più assi in perfetta sincronizzazione. Inoltre, il sistema deve poter arrestare il movimento in qualsiasi posizione, senza compromettere la stabilità dell’intero processo produttivo.

Un altro esempio è il rivestimento, dove piastre rotanti ad alta velocità vengono spruzzate con un liquido in modo uniforme. Per garantire un risultato preciso, è essenziale controllare con precisione le variazioni di velocità e ridurle in maniera mirata. Questi requisiti complessi possono essere affrontati con soluzioni personalizzate, adattabili anche ad altre applicazioni e sfide specifiche.




La risposta di Yaskawa si chiama Sigma-X
Il nuovo Sigma-X high-end di Yaskawa offre una serie di funzioni intelligenti, come la compensazione di coppia ottimizzata, la regolazione automatica del carico, la soppressione delle vibrazioni e il controllo sincronizzato degli assi, che gli consentono di affrontare sfide specifiche.

L’obiettivo di questi nuovi sviluppi avanzati è stato quello di rafforzare la competitività sia dei costruttori di macchine che degli utilizzatori finali, permettendo loro di mantenere un vantaggio tecnologico sulla concorrenza. I servomotori, estremamente compatti, facilitano la progettazione di macchine sempre più compatte. Al tempo stesso, le funzioni di ottimizzazione, versatili ed efficaci, possono essere apprese e applicate con grande semplicità.

Il sistema rileva automaticamente le vibrazioni e le risonanze generate dalla macchina, per poi neutralizzarle. I sensori di accelerazione integrati nei nuovi servomotori sono ora in grado di rilevare tempestivamente condizioni indesiderate della macchina. Il servoamplificatore fornisce inoltre agli utenti una serie di informazioni utili, come dati sul consumo elettrico, prestazioni attuali e riserve di temperatura, indicatori dei cicli di manutenzione, vibrazioni e molto altro. Le prestazioni della macchina possono quindi essere analizzate e ottimizzate costantemente, per garantire la massima disponibilità operativa.

Funzionalità intelligenti
Le nuove funzionalità intelligenti sono state sviluppate per ottimizzare in modo affidabile le prestazioni operative e il controllo, aumentando la produttività e migliorando la disponibilità del sistema. Tutto ciò contribuisce a rafforzare la competitività. Per questo motivo, Yaskawa ha ulteriormente perfezionato queste funzioni intelligenti rispetto ai servomotori della serie Sigma-7: ad esempio, Sigma-X è ora in grado di controllare la coppia con una precisione ancora maggiore rispetto al modello precedente.

Nella produzione e lavorazione dei wafer, è fondamentale poter sopprimere le vibrazioni durante il polling. Sigma-X trova applicazione anche in altri ambiti specifici, come la manipolazione dei wafer, il wire bonding, il wet etching, il tracciamento del percorso, la lucidatura, la smerigliatura e la lavorazione di taglio dei wafer.

I servopack Yaskawa sono oggi in grado di sopprimere le frequenze di vibrazione in modo ancora più efficace, una funzionalità già presente fin dalla serie Sigma-V. La serie Sigma-7 permette di sopprimere due frequenze contemporaneamente, riducendo la necessità di rendere più rigido il meccanismo e abbattendo così i costi dei materiali.

Un’altra funzione consente di utilizzare più valori di set parametrizzati come segnali di ingresso per compensare l’ondulazione di velocità. Sui motori Yaskawa, questa funzione è attivata di serie; per gli altri tipi di motore, può essere attivata e regolata tramite il software SigmaWin+.

In applicazioni come robot e sistemi di trasferimento, dove il carico (momento di inerzia) può variare notevolmente, il posizionamento richiede solitamente più tempo. Tuttavia, grazie alla funzione di compensazione delle fluttuazioni di carico, il tempo di posizionamento rimane costante, a condizione che le variazioni rientrino entro il ±500% del valore di riferimento impostato.

Il servopack Yaskawa è inoltre in grado di identificare errori nei pattern di movimento, rendendo possibile la manutenzione preventiva. Vengono registrate più tracce di uno specifico pattern di movimento, che sono poi analizzate, salvate nel servopack e confrontate in modo continuo con il movimento attuale. Quando viene superata una determinata soglia, il servopack emette un allarme.

Yaskawa come fornitore di soluzioni
La serie Sigma di servosistemi high-end di Yaskawa ha consolidato la sua posizione negli anni in una vasta gamma di applicazioni, non solo nei sistemi di produzione di semiconduttori, ma anche in macchine per imballaggio, impianti di lavorazione del legno e macchine per la stampa digitale. Con Sigma-X, l’ultima evoluzione della serie Sigma, Yaskawa stabilisce ancora una volta nuovi standard in termini di prestazioni e facilità d’uso. Questi nuovi prodotti possono essere utilizzati anche per sostituire i sistemi Sigma-7 esistenti.

Il nuovo sistema è attualmente disponibile in modelli a 200 V, da 50 Watt a 15 kW, con i modelli a 400 V in arrivo a breve. Sono inoltre disponibili servoamplificatori per il collegamento simultaneo di un massimo di tre servomotori, nonché modelli con firmware speciale per l’impiego in sistemi a portale. Le interfacce disponibili comprendono Analogico/Impulsi, EtherCAT e Mechatrolink-4/III. Tutti i servoamplificatori sono dotati della funzione di sicurezza funzionale Safe Torque Off (STO SIL3).

I componenti Sigma-X sono stati progettati specificamente per garantire prestazioni ottimali, integrandosi perfettamente nella nuova piattaforma di controllo iCube. Il controller iC9226, che utilizza il chip industriale TRITON di Yaskawa, può gestire fino a 64 servoassi in modo sincrono. Può essere programmato tramite il software iCube Engineer e può essere configurato con o senza un master di sicurezza FSoE integrato.

www.yaskawa.com