自动化技术的应用以及开发

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1、 自动化技术的应用以及开发 张振波摘要:本论文针对自动化设备技术的应用领域,设计包括了解市场需求、开发设计自动化设备、组装及调试三大部分。自动化技术在现有人工成本高的情况下,国家大力推进自动化技术,在自动化技术领域里,对市场的需求以及把控准确度是非常重要,设计必须达到符合现工艺要求且自动化设备运行稳定。经过对工艺的要求,着手开始在机械三维软件上进行模拟,已解决所有干涉问题,提前预估存在的风险,达到要求后,下单购买。自动化设备组装和调试,特别是调试阶段,通过对不同参数的调试以及机构精度调节,达到设备稳定的状况并且保持设备一致性。关键词:自动化;应用;稳定性第一章 绪论1.1自动化技术的概述在早期

2、不发达的工业,很多产品都需要靠大量的人工去创造,一方面做出的产品重复性不好且效率不高。我国经过多年不断的探索和发展,工业化水平已慢慢在接近国际化,现工厂和企业都采用自动化技术替代人工,不仅提高生产效率和稳定性,同时也证明国家在自动化设备也有自主研发的能力。1.2自动化技术的市场情况及内部刚需1.2.1自动化技术可以提高效率和节约陈本;1.2.2自动化技术可以替代一些人工比较复杂工序,比如我司电镀线,产线上存在很多化 学品,完全利用机器进行自动操作,不但安全性提高且稳定性提高;1.2.3电镀产线挂具重量大,数量多,完全靠人工,从效率上根本跟不上节拍,通过人工智能以及传送自动化,实现大批量生产要求

3、。第二章 自动化上下料设备开发模块在本设计中,电镀线自动化上下料设备是整个流水线的核心,12组硅片通过传送机构,传到挂具载体,载体整个机构通过机器人抓手方式,将上料到电镀线上。以下是模拟图。2.1上料设备设计前工艺需求:2.1.1上料机进片左右触点在居中位置,所以在传送过程中,机械精度要求比较高,左右进片宽度控制在0.2mm;2.1.2上料机进片时候,不能存在卡片问题,在进片时候要做定位机构进行居中矫正机构;2.1.3上料12组硅片到位后,必须有增加传感器检测到位功能;2.1.4上料机对挂具载体定位气缸要求强度高且定位精准,保证挂具固定位置高度保持一致,不影响机器人抓手抓取误差问题。2.2上料

4、设备设计前可行性验证:可行性验证的目的:因为设计之初存在很多不可控因素且经验不足,在未得到验证前,存在极大的风险,所以以下内容为本论文设计前,通过自主测试和分析验证结果如下:2.2.1皮带传送精度误差为0.2mm2.2.2四氟吸盘吸附干膜后痕迹测试:测试条件:吸盘压力调至0.5公斤压力进行测试,吸盘加装独立真空发生器,手持方式进行对硅片的吸附测试,吸盘材料为聚四氟乙烯。测试目的:自动化设备需要加装翻转机构,翻转机构采用吸盘方式,主要是验证吸盘跟干膜接触是否会产生显影的影响。测试结果:通过EL测试,未发现表面存在划伤异常问题。2.3下料设备设计前要了解工艺需求:2.3.1下料机出片后触点不能粘在

5、硅片上,影响传送过程中,对硅片表面划伤和造成破片等问题2.3.2下料出片的时候,硅片表面不能残留电镀液体,在出料的过程中要有烘干设备,以免影响腐蚀产品;2.3.3下料12组硅片到位后,必须有增加传感器检测到位功能;2.3.4下料机对挂具载体定位气缸要求强度高且定位精准,保证挂具固定位置高度保持一致,不影响模组12组取片,造成卡片问题;2.4 上下料设备电路设计本设计主要讲到伺服电机以及驱动器的应用,我司主要用IS620N系列伺服驱动器进行控制,该系列伺服驱动器产品是汇川研制高性能中小功率交流伺服驱动器,应用极广,研究和探索应用可以通过多种方式进行验证,其中配合上位机可实现多台伺服驱动器联网运行

6、是我们主要的研究对象;2.4.1 伺服电机工作原理分析:由于电机自身会产生瞬间高压会将接触器击穿,所以严禁将电磁接触器用于电机的运行和停止。外接24V,电机自身有带抱闸功能,电源供电不足时,抱闸会失效,所以抱闸的功率在选择时要符合要求。2.5 主电路输出设计2.4.1.设计原则本工程设计针对电镀线的有关资料和国家标准进行设计。2.4.2设计依据GB50052-95供配电系统设计规范GB50055-93通用用电设备配电设计规范GB50054-95低压配电设计规范2.4.3.供电电源PLC控制柜总功率为4 KW,电缆采用RVV 3*2.5mm2,由总配电柜2.4.4线路敷设2.4.4.1 电缆电线

7、穿管管径应不小于规范的要求。2.4.4.2设备接地利用穿线钢管时,钢管必须与接地系统可靠连接。2.4.4.3电缆安装应按照有关规范执行。2.6输出电路设计输出方式,可以一个PLC控制多个伺服电机驱动器,如下图所示,运行过程中不冲突和干扰,每个都有单独的供电和接地。第三章 自动化设备调试及实验在本设计系统中,通过一些对机构优化改进及参数的调整,从而达到更加稳定,在自动化技术领域,需要不断创新和改进,通过实践摸索,达到国际以及同行业的水平。3.1主体存在问题及改进3.1.1在本设计中,下料自动化模组取片部分,存在以下问题,导致自动化运行不顺畅,经过多次的探索和实验,最终改为吸盘方式;如下图所示:存

8、在的问题:因前期未预估到片电镀后与挂具的触点会粘在一起,导致片传送破片以及自动化无法正常流出;前期操作工都是学生,操作的熟练度不足,片粘住的时候,都要通过人工干预,严重影响生产,而且每天都要守在设备旁边,以免操作不当,造成安全隐患;设备停机报警故障率高,导致自动化节拍效率低,影响片进蚀刻机时间,影响工艺;以下为改造思路:通过反复的实践,利用触点6mm上下空间最终想到用吸盘的方式,并且通过一些废弃的铝型材拼装实验一套,实验效果可行,最终才确认所有的下料机进行整改。3.1.2机构稳定性低,影响整线连续运行原因分析:1.VCP机构制造经验不足,且对关键材料把控不严、现场施工不够细心;2.设计考虑不周

9、全;解决方法:1.上下挂由气缸推移改为马达、滑台;2.改善从动轴安装方式/轴向窜动问题/焊接工艺;3.替换问题槽钢/轴承座/传感器等;3.1.3传动系统改善说明;经过本论文设计,需要对该传动问题进行改进,经过分析,传动机构对硅片接触面问题,导致片卡主,影响自动化正常传送,具体优化如下图所示:通过现場实际生产,每一个工位的位置参数都完全开放到触摸屏上,一方面便于调节,一方面精度要求把握更准。第四章 结语在自动化技术的应用上,所牵涉到的内容和范围都比较广泛,探索如何将自动化机械做到更简化和更稳定,以及电气方面逻辑思维提升。特别在比较复杂的机构改进中,不断突破新的技术,新的方式,在这过程学到的经验为后期奠定良好的基础。 -全文完-

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