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高性能直驅式直角 座標型機器人

高性能直驅式直角 座標型機器人. 指導老師 : 林 宗 賢 學 號 : 99512027 姓 名 : 李 奇 樺. 前言. 直角座標型機器人由多組直線定位平台構成 ， 線性馬達不透過其他傳動元件，直接驅動的座標型機器人有越來越多的趨勢，其帶來的速度、精度與可靠性等性能提升，使直驅式機器人於半導體、電子、面板與太陽能等高科技產業自動化領域建立不可或缺 。. DCR 關鍵零組件 ( 線性馬達 ). 直驅式座標機械人關鍵零組件、種類與特色常用 線性馬達有下列三種 鐵心式 無鐵心式 : 1.U 字型無鐵心線性馬達 2. 棒狀無鐵心線性馬達

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高性能直驅式直角 座標型機器人

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  1. 高性能直驅式直角座標型機器人 指導老師: 林 宗 賢 學 號: 99512027 姓 名: 李 奇 樺

  2. 前言 • 直角座標型機器人由多組直線定位平台構成，線性馬達不透過其他傳動元件，直接驅動的座標型機器人有越來越多的趨勢，其帶來的速度、精度與可靠性等性能提升，使直驅式機器人於半導體、電子、面板與太陽能等高科技產業自動化領域建立不可或缺。

  3. DCR關鍵零組件(線性馬達) 直驅式座標機械人關鍵零組件、種類與特色常用 線性馬達有下列三種 鐵心式 無鐵心式: 1.U字型無鐵心線性馬達 2.棒狀無鐵心線性馬達 平面伺服馬達

  4. (鐵心式)線性馬達 • 鐵心式線性馬達具有最大推力/容積比與散熱能力，此能力可透過強制水冷更進一步提升，鐵心式線性馬達，用於需要大推力之高速SMT、電路板鑽孔機與工具機等。

  5. (無鐵心式)線性馬達 • 無鐵心式線性馬達由於動子不含矽鋼片，所產生的推力沒有頓力，可支援需要低速度漣波應用，如電路板及面板掃描檢測。

  6. 鐵心與無鐵心差異

  7. U字型無鐵心式線性馬達 • U型馬達由於定子磁場封閉，不可外洩，可用於對磁干擾非常敏感的應用，如真空電子束晶圓監測。

  8. 棒狀無鐵心式線性馬達沒有這種磁場封閉的缺點，但由於結構類似傳統螺桿。棒狀無鐵心式線性馬達沒有這種磁場封閉的缺點，但由於結構類似傳統螺桿。 棒狀無鐵心式線性馬達

  9. 平面伺服馬達 • 平面伺服馬達，其最大的優點是在有限的空間內可完成多頭的XY平面，又因其可動部分質量輕，可應用於高加速度場合，例如崁入式電阻、電容元件雷射修補、晶圓與面板檢測等場面。

  10. 線性馬達的優點 高動態特性 高精度 行程不受限 高速 平順的運動 無磨耗 單軸可多頭控制 無背隙 零件少

  11. 線性傳動裝置 皮帶傳動 氣壓缸傳動 螺桿傳動 線性馬達 傳動 齒條傳動

  12. DCR關鍵元件

  13. 系統整合工程考量 • 使用環境 • 精度要求 • 定位機構 • 結構強度 • 運動控制 • 熱設計 • 電線管理 • 維修保護 • 運輸

  14. 使用環境 • 潔淨室要求：避免發塵的設計與元件選配。 • 環境的振動：避震器的選用。 • 設施供壓源變化：如對空壓元件功能與空氣軸承精度影響。 • 設施氣流變化：影響雷射干涉量測。

  15. 精度要求 • 微米/奈米：涉及軸承與位置回饋裝置選配。 • 整定誤差：負荷、整定時間、誤差區間。

  16. 定位機構 • XY兩軸疊層平面定位：適合較小的行程。 • XY橋式平面定位：兩軸運動互不影響。 • XY龍面平面定位：支援大行程定位。 • Z軸配重：彈簧、氣壓或電磁式。

  17. 結構強度 • 靜、動態負荷：螺絲接合強度。 • 輕量化設計：截面、複合材料。

  18. 運動控制 • 速度/加速度分佈：線性馬達與驅動器選配，確認所用速度/加速度無鐵心線性馬達連續運轉範圍內，不會有馬達過溫的疑慮

  19. 熱設計 • 發熱源：如何減少，源頭管制最有效 • 散熱路徑設計：利用對稱性 • 冷卻方式：水，氣冷 • 絕熱方式：絕熱材料與路徑

  20. 電線管理 • 遮蔽/接地。 • 路徑/分佈：避免電源線間摩差擦與磨耗。

  21. 維修保護 • 人員與工具出入空間：人因工程設計。 • 保養週期 。

  22. 運輸 • 定位機構採用XY龍門設計，橫軸設有類似平行彈性機構以吸收高速運動時熱變形，並特別注重橫軸輕量化，符合高速整定需求。

  23. 龍門架構

  24. 晶圓搬運手臂

  25. 雷射電路板鑽孔

  26. 雷射掃描

  27. 晶圓檢測機

  28. X-Y平台

  29. PDP電漿顯示器檢測機

  30. 總結 • 直驅式直角座標機器人才(DCR)關鍵元件線性馬達應用特性，系統整合考量項目與三種高科技應用例：電子元件檢測，真空面板檢測與奈米量測，期望國內開發更高附加價值設備，提升國內精密機械技術水準。

  31. 参考網站 • http://www.mmmpc.com.tw/yuehyin/MagSummary.aspx?ID=461&MID=9148 • http://www.robotworld.org.tw/index.htm?pid=10&News_ID=4221 • http://www.iosh.gov.tw/netbook/mech1.htm • http://www.iosh.gov.tw/netbook/mech1.htm

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