“稳”赢“芯”机遇∣节卡机器人牵手半导体龙头构建中国智造“芯”格局

机器人大讲堂 2022-12-24

天水华天电子科技有限公司（以下简称“华天科技”）主要从事半导体集成电路、半导体元器件的封装测试业务。面对产业升级和业务增长需求，华天科技希望进一步提高产线自动化程度，提升生产稳定性和产能，从而提升企业综合竞争力。

▍应用场景

在华天科技智能塑封制造系统中，节卡机器人与排片机、料饼机、压机等数台设备互相配合，通过环岛式生产模式，完成半导体封测工作。

本案例中留给节卡机器人的工作空间狭小，节卡机器人灵活度高，运动范围最高可达±360°，安装和使用不受环境影响，本次采用倒装形式，配合滑轨，进一步扩展运动范围。节卡机器人集成视觉模块，对来料品质进行判断，实现自动化智能搬运。

▍技术优势

卓越稳定性动而不“抖”

半导体封测工艺复杂，原料昂贵，如果生产过程中，产品损坏（抖散、掉落）会极大增加企业原料成本，造成损失。因此，对机器人稳定性要求极高。

节卡机器人在稳定性方面一向表现卓越。

本体设计稳定性强

在硬件上，节卡机器人选用高精度、高动态响应、高带宽的电流采样芯片和高分辨率的编码器，提高整机精度和稳定性；采用成熟的PCB（电路方案）设计，实现整个电路系统低噪声、低纹波，降低采样干扰。

在软件上，节卡机器人采用自适应伺服闭环控制，比常规PID控制表现更好；开发末端抖动抑制算法，保证机器人动而不“抖”；采取机械臂抖动补偿，谐振幅值显著降低；开发关节约束的轨迹规划算法，改善冲击。

批量生产一致性高

节卡机器人对批量生产一致性实施严格自动化管控。通过研发一体化关节谐振模态自动测试及非线性补偿、机械臂整机抖动评估测试软件，节卡机器人确保出厂的每一台机器人均达到稳定性和精度要求。目前，节卡机器人出货量已超过10000台，年产能已达50000台。

出色安全性半导体行业权威认证有保障

节卡机器人拥有半导体行业国际通行并被产业链广泛认可的通行证——SEMI S2认证。

大部分半导体行业的生产商，在采购设备时都都要求SEMI S2认证。SEMI S2认证对设备的机械设计安全、电气安全、人体工学、紧急停止、危险告警等有严格的测试标准。对于协作机器人，SEMI S2认证也重点审核碰撞防护、辐射安全等安全措施。

在安全性能方面，节卡机器人通过提升协作机器人智能水平，实现协作机器人+人工智能，最终走向人机共融。通过“视觉防护 + 碰撞停止 + 卸力回弹+ 防夹推拉”，节卡机器人实现多重安全防护，帮助客户实现安全可靠的生产目标。

在华天科技的智能塑封制造系统中，节卡机器人根据客户需求，通过动力学控制算法和安全控制算法优化，保证机器人在遇到紧急情况时，可快速稳定停止运转，避免原料损坏。

▍项目成效

1、降低成本：原产线1台设备需要3人，经自动化升级后，1人可以开2台设备，相当于1台机器人可代替5名人工。另外，人工作业连续性差，影响操作准确性，造成原料损坏；节卡机器人可24小时高精度稳定运转，减少人工造成的原料浪费，节约原料成本。

2、增产增效：节卡机器人显著提高生产效率，助力客户设备产能提升约20%。

3、提升质量：半导体产品制造精密复杂，JAKA Zu 12重复定位精度为±0.03mm，精度高、稳定性强，有效提升产品一致性。

4、降低劳动强度：省去工人摆料、投料等繁琐、费力步骤，降低工人工作强度。

5、提高工作舒适度：压机中心温度可达180℃，附近工作空间温度可达50℃，由机器人上下料，工人无需近距离接触压机，承受高温环境。

6、降低工伤风险：原有产线工人易被烫伤或碰伤，机器人代替人工后，工人只需在旁照看，降低安全隐患。

来源 | 节卡机器人

排版 | 麦子

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