挑戰

保證破損率低于0.1%的自動化操作

太陽能電池生產工藝對自動化操控的需求不斷推動著傳統的解決方案發展。最先在東亞投產的某自動化系統可實現每小時3000片的產能。與此同時，操作超薄硅片時必須特別謹慎，因為機器人的運動順序中每個看似無關緊要的停頓都可能導致其破損。這樣不僅會推高系統操作者的成本，也會給那些通常保證破損率低于0.1%的系統制造商造成不良影響。

解決方案

高速SCARA替代Delta機器人

德國系統集成商Baumann致力于研發光伏行業的創新自動化解決方案，其半導體清洗裝置上下料的標準化模塊備受客戶青睞，憑借系統的優異性能，為周期時間、破損率和可靠性等關鍵因素設立了新行業標準。而其核心正是史陶比爾四軸Scara TS60機器人。

Baumann設計的單元是專為處理兩種不同尺寸的單晶和多晶硅片而設計的。硅片尺寸為125x 125毫米及156 x 156毫米。得益于精密的硬件和軟件解決方案，從一種尺寸硅片向另一種尺寸硅片轉換最多只需10分鐘。

硅片通過一個單向傳送帶送達裝配模塊。機器人在此拾取超薄硅片并把它們置于半導體清洗裝置五條導軌的精確位置上。為了達到客戶的需求，系統最大硅片產量高達每小時3000片。對此，Baumann的自動化專家并未選擇Delta機器人，而是創新地選擇了兩臺史陶比爾高速度TS60 Scara 機器人配套使用。

同時因涉及到高扭矩應用，Delta機器人需要將整個系統模塊不成比例的擴大，這樣會違背集成商緊湊柔性的基本設計。史陶比爾TS60占地面積小，安裝方式靈活。

成果

完美的同步性

在Baumann，令他們特別自豪的是兩臺機器人和傳送帶速度的完美同步性。由于兩臺Scara機器人輪流定點到傳送帶上的同一點拾取硅片，以這樣的方式編程可以避免發生碰撞，因此沒有必要進行額外的碰撞保護。與此同時，這兩臺機器人必須要與傳送帶的速度保持絕對同步。 對這些任務進行編程需要大量的專業技術知識。他們發現由史陶比爾CS8C控制器和輸送跟蹤系統提供的豐富可選項都很有幫助。

當超薄硅片被置于半導體清洗裝置的五條軌道任意一條上時，精確定位至關重要。兩臺TS60用其真空夾具交替地以極快速度從高速運轉的單向傳送帶上拾取硅片。在此之前，安裝在帶式給料機上的一個圖像處理攝像頭要拍攝硅片到達的精確位置，并且在短短幾毫秒內將信息傳輸到機器人的控制器上。然后機器人需要承擔的任務是將昂貴的硅片準確放置到半導體清洗裝置五條導軌中任意一條的精確位置上。

Baumann項目經理J?rg Weigert總結了采用史陶比爾Scara機器人的原因：“我們始終堅信史陶比爾Scara機器人的優異性能。即使是在多年連續使用的情況下，這款機器人也可以保證快速，精確并且非常可靠。史陶比爾的Scara機器人堅固、可靠、維護需求少的特性對于此項應用非常重要。我們的客戶反饋，該設備經常連續運行好幾天，都沒有一片硅片破損。”