3 Реверсивных двигателя вертикального перемещения манипулятора, удлинения и поворота руки манипулятора ,
- датчиков путевого контроля (упоров - контактных выключателей),
- фотоэлектрических датчиков, расположенных на уровне нижней платы тары у причала и конвейера, для фиксирования наличия плат,
- система технического зрения (СТЗ),
- микро-ЭВМ,
- программируемого логического контроллера (ПЛК), связанного с микро-ЭВМ.
конвейер
Базовая точка
СТЗ манипулятор
тара с платами
Рис. 8.4. Эскиз компоновки устройства загрузки.
После прибытия роботрейлера к причалу тара с платами ориентируется с помощью поверхности с выемкой в виде угла (рис.8.4). Небольшой наклон тары обеспечивает совмещение угла плат с базовой точкой СТЗ. Фотоэлектрический датчик причала фиксирует прибытие тары и включает СТЗ, микроЭВМ и ПЛК. После загрузки последней (т.е. нижней) платы датчик инициирует микроЭВМ на формирование сигнала STOP, который выключает СТЗ и переводит манипулятор в “исходное положение”: в верхнюю точку над конвейером.
( СТЗ формирует видеоизображение платы и передает его микро-ЭВМ, которая 1) идентифицирует плату для последующей загрузки программами ПЛК модулей сборки, 2) рассчитывает координаты центра тяжести платы для определения места захвата манипулятора при переносе платы из тары на конвейер. По результатам расчета формируются для ПЛК сигналы останова приводов удлинения руки и поворота манипулятора.)
Для подготовки микроЭВМ отводится 2 минуты, после чего начинается цикл работы ПЛК. ПЛК инициирует движение манипулятора по захвату платы, ее поднятию, переносу и опусканию на конвейер, а также продвижение конвейера на 1 шаг. Из исходного положения манипулятор поворачивается в сторону причала,
захват опускается к поверхности платы до срабатывания датчика касания, включается вакуумный насос захвата. Манипулятор поднимается до упора. Рука поворачивается в сторону конвейера до упора. Захват опускается к поверхности конвейера до срабатывания фотоэлектрического датчика конвейера, по сигналу которого выключается вакуумный насос захвата и начинается подъем манипулятора в исходное состояние до упора. Через 30 секунд включается двигатель конвейера на 1 шаг -двигатель работает 24 секунды.
Вариант 4. Управление термическим осаждением тонкопленочной
проводниковой структуры.
Проводник структуры “хром - медь” осаждается в вакуумной камере, представленной на рис. 8.5.
1
2 3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 13 14
Рис.8.5. Эскиз вакуумной камеры. 1 - стол с подложками, 2 - нагреватель подложек, 3 - вал вращения стола, 4 - колпак с подъемником, 5, 6 - заслонки испарителей, 7 - испаритель хрома, 8 - испаритель меди, 9 - станина установки, 10. 11 - нагреватели испарителей, 12 - трубопровод высоковакуумного насоса, 13 - трубопровод впуска воздуха, 14 - трубопровод паромасляного насоса.
Диаграммы изменения температуры и давления по ходу технологического процесса приведены на рис.8.6.
После окончания загрузки подложек на стол 1 подается сигнал от управляющей ЭВМ (выполняющей функцию датчика) и начинается работа контроллера установки термического осаждения с опускания колпака вакуумной камеры 4.
По сигналу датчика плотности прилегания колпака к станине 9 включается механический насос 12 до создания предварительного разряжения до уровня давления 0.8 Па (точка “а” на кривой 1 рис. 8.6). А для создания и поддержания большего разряжения 1.3 10 -4 Па (точка “б”) используется высоковакуумный насос 14.
При достижении разряжения уровня “б” включается нагреватель подложек(кривая 2). Температура поддерживается на уровне 250 ± 20 0 С. После 5-минутного прогрева подложек включается нагреватель испарителя хрома 7. При достижении температуры 1300 ± 50 0 С (точка “г” кривой 3) отодвигается заслонка над испарителем на 12 секунды. Нагреватель выключается. Через 30 секунд включается нагреватель испарителя меди 8. При достижении температуры 1200± 50 0 С (точка “д” кривой 4) отодвигается заслонка над испарителем на 30 минут. Выключается нагреватель испарителя меди, а через 2 минуты - нагреватель подложек (точка “е” кривой 2). При температуре в камере 60 0 С открывается клапан впуска воздуха в камеру. При достижении нормального давления клапан закрывается и колпак поднимается до упора. (Примечание: датчики давления и температуры включаются одновременно с соответствующими исполнительными устройствами и коммутируются при изменении контролируемых параметров управляющей ЭВМ, поэтому не требуется их дополнительная коммутация с помощью ПЛК.)
Р, Па
Тисп , 0
С
133.3
г
1500
Т
п
, 0 С
3 - д
13.3
1200
300 - 1-
е
1.33
в
900
200 -
0.13 а
2 -
600
100 -
0.013 - 4 ж 300
0.0013 б
0 30 60 90 120 150 Время, мин.
Рис. 8.6. Изменение параметров технологического процесса по времени осаждения структуры “хром-медь” : 1 - давление в камере, 2 - температура нагрева подложки, 3 - температура испарения хрома, 4 - температура испарения меди.
Вариант 5. Управление роботом-перегружателем химико-гальванической линии.
Химико-гальваническая линия (ХГЛ) состоит из нескольких позиций: ряда ванн (2)..(7) и причала (1), куда роботрейлер (8) подвозит тару с заготовками. Робот - перегружатель (РП) (9) тару с заготовками поднимает с причала и последовательно опускает в определенные технологией изготовления ванны. По сигналу датчика прибытия роботрейлера (Д7) управляющей ЭВМ (УЭВМ) линии запускается программа технологического процесса. Функционирование ванн поддерживается с помощью программируемого логического контроллера (ПЛК) ХГЛ.
9 10
8 1 2 3 4 5 6 7
Рис.1. Схема химико-гальванической линии: 1 - причал , 2 - ванна химической очистки, 3 - ванна промывки, 4 - ванна гальванического осаждения меди, 5 - ванна промывки, 6 - ванна гальванического осаждения золота, 7 - ванна промывки, 8 - роботрейлер, 9 - робот- перегружатель, 10 - датчики РП (Д1, Д2, Д3).
РП представляет собой платформу (подвесную) горизонтального движения с манипулятором вертикального движения, на конце которого расположен электромагнитный захват тары-кассеты с платами. Для управления платформой РП оснащен 3-мя путевыми датчиками - приемниками: Д1 - для инициации движения в сторону причала, Д2 - для движения в противоположную сторону, Д3 - для остановки. В каждой рабочей позиции над ХГЛ имеется соответствующая тройка путевых датчиков - передатчиков, включаемых УЭВМ или ПЛК ХГЛ.
По прибытии роботрейлера к причалу срабатывает датчик (Д7). Он включает датчики Д1 всех позиций для того, чтобы РП начал движение в сторону причала (реле Р1 двигателя платформы), где бы он не находился. По прибытии РП к причалу срабатывает датчик Д8, отключающий все датчики, инициирующий вызов РП к причалу. Датчик Д7 включает также датчик причала Д3-1, который не только останавливает РП, но и через 10 секунд включает двигатель опускания манипулятора (Р3). Последний останавливается по сигналу датчика касания свободного РП датчика Д4, который сразу включает электромагнитный захват (ЭМЗ) манипулятора, а через 15 секунд - двигатель манипулятора в реверсивном режиме (Р4). Подъем манипулятора заканчивается по сигналу датчика касания манипулятора с платформой датчика Д5. Движение платформы задается датчиками Д1 или Д2, а рабочая позиция разгрузки - датчиком Д3. Отключение захвата ЭМЗ производится по сигналу датчика касания тары (Д6), после чего с задержкой 15 секунд следует подъем манипулятора.
( Синхронизацию включения датчиков выполняет УЭВМ.)
Вариант 6. Управление химико-гальванической линией.
Химико-гальваническая линия (ХГЛ) состоит из нескольких позиций: ряда ванн (2)..(7) и причала (1), куда роботрейлер (8) доставляет тару с заготовками. Робот - перегружатель (РП) (9) тару с заготовками поднимает с причала и последовательно опускает в определенные технологией изготовления ванны. По сигналу датчика прибытия причала управляющей ЭВМ (УЭВМ) ХГЛ запускается программа технологического процесса. Функционирование ванн (2)..(7) поддерживается с помощью программируемых логических контроллеров (ПЛК) ХГЛ. Датчик остановки РП - (Д3-...) начнет работать только при одновременной подаче сигналов от управляющей ЭВМ и соответствующей ПЛК Пока заготовки находятся в ванной, функционирует датчик занятости соответствующей рабочей позиции (Д7-..).
9 10
8 1 2 3 4 5 6 7
Рис.1. Схема химико-гальванической линии: 1 - причал , 2 - ванна химической очистки, 3 - ванна промывки, 4 - ванна гальванического осаждения меди, 5 - ванна промывки, 6 - ванна гальванического осаждения золота, 7 - ванна промывки,
8 - роботрейлер, 9 - робот- перегружатель, 10 - датчики РП (Д1, Д2, Д3).
(Основной технологический параметр - время операции в ванне 2 -регулируется УЭВМ в зависимости от величины партии и площади заготовки. По результатам расчета подаются соответствующие сигналы РП.).
В ванне (2) с помощью ПЛК ХГЛ производится замена раствора химической очистки при понижении концентрации ниже Сmin (2) (датчик Д4-2). Раствор не меняется, если в ванне 2 находятся заготовки. Для предотвращения загрузки ванны 2 блокируется включение датчика остановки (Д3-2) робота-перегружателя. Для замены раствора открывается вентиль (В2) сливной системы до тех пор, пока датчик нулевого уровня (Д6-2) не сработает. Через 12 с после слива раствора включается насос (Н2) для наполнения ванны новым раствором до уровня, фиксируемого датчиком Д8-2. После замены раствора включается датчик остановки Д3-2. Последний выключается датчиком прибытия РП (Д7-2).
В ванне (3) датчик прибытия Д7-3 через10 с запускает работу насоса (Н3) и вентиля слива (В3) проточной воды. При достижении минимально допустимой величины остаточной концентрации раствора химической очистки Сmin (3) датчиком Д4-3 операция промывки прекращается. Для удаления тары с заготовками включается датчик остановки РП Д3-3. Последний выключается датчиком прибытия РП (Д7-3).
Через 6 с после загрузки ванны 4 включается источник питания гальванической ванны осаждения меди (ИП4). Время операции рассчитывается с помощью УЭВМ в зависимости от величины тока, объема партии и площади заготовки. По результатам расчета подаются соответствующие сигналы РП и ПЛК. Для последнего УЭВМ является датчиком (Д9-4) отключения ИП4 и включения датчика остановки РП Д3-4. Последний выключается датчиком прибытия РП (Д7-4). В функции ПЛК входит также замена раствора при понижении концентрации ниже Сmin (2) (датчик Д4-4) аналогично ванне 2.
Управление ваннами 5, 6 и 7 осуществляется другим ПЛК.