1. 硅片搬运机器人
概念
气压传动是在机械,电气,液压传动之后,近几十年才被广泛应用的一种传动方式,它是以压缩空气为工作介质来进行能量和信号的传递,以实现生产自动化 。
组成
1.气源装置获得压缩空气的设备,空气净化设备。 如空压机,空气干燥机等
2.执行元件将气体的压力能转换成机械能的装置,也是系统能量输出的装置。如气缸,气马达等
3.控制元件用以控制压缩空气的压力,流量,流动方向以及系统执行元件工作程序的元件。如压力阀,流量阀,方向阀和逻辑元件等
4.辅助元件起辅助作用,如过滤器,油雾器,消声器,散热器,冷却器,放大器及管件等。
分类
气压传动系统按照选用控制元件来分类,主要可分为如下几类:气阀控制系统,逻辑元件控制系统,射流元件控制系统 其中气阀控制系统又分为全气阀控制系统与电子电气控制,电磁阀转换系统优缺点优点
1.用空气做介质,取之不尽,来源方便,用后直接排放,不污染环境,不需要回气管路因此管路不复杂。
2.空气粘度小,管路流动能量损耗小,适合集中供气远距离输送。
3.安全可靠,不需要防火防爆问题,能在高温,辐射,潮湿,灰尘等环境中工作。
4.气压传动反应迅速。
5.气压元件结构简单,易加工,使用寿命长,维护方便,管路不容易堵塞,介质不存在变质更换等问题。缺点
1.空气可压缩性大,因此气动系统动作稳定性差,负载变化时对工作速度的影响大。
2.气动系统压力低,不易做大输出力度和力矩。
3.气控信号传递速度慢于电子及光速,不适应高速复杂传递系统。4.排气噪音大。
气压传动气压传动是指以压缩空气为动力源来驱动和控制各种机械设备以实现生产过程机械化和自动化的一种技术。随着工业机械化自动化的发展,气动技术越来越广泛地应用于各个领域。特点
1.气压传动的优点
(1)空气来源方便,用后直接排出,无污染。
(2)空气黏度小,气体在传输中摩擦力较小,故可以集中供气和远距离输送。
(3)气动系统对工作环境适应性好。特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境工作时,安全可靠性优于液压、电子和电气系统。
(4)气动动作迅速、反应快、调节方便,可利用气压信号实现自动控制。
(5)气动元件结构简单、成本低且寿命长,易于标准化、系列化和通用化。
2.气压传动的缺点
(1)运动平稳性较差。因空气可压缩性较大,其工作速度受外负载变化影响大。
(2)工作压力较低(0.3~1 MPa),输出力或转矩较小。
(3)空气净化处理较复杂。气源中的杂质及水蒸气必须净化处理。
(4)因空气黏度小,润滑性差,需设置单独的润滑装置。
(5)有较大的排气噪声。 [1]应用
气动传动在下述几方面有普遍的应用:
(1)机械制造业。包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送,铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中,汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。
(2)电子IC及电器行业。如用于硅片的搬运,元器件的插装与锡焊,家用电器的组装等。
(3)石油、化工业。用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制,如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。
(4)轻工食品包装业。包括各种半自动或全自动包装生产线,例如酒类、油类、煤气罐装,各种食品的包装等。
(5)机器人。例如装配机器人,喷漆机器人,搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。
(6)其他。如车辆刹车装置、车门开闭装置、颗粒物质的筛选、鱼雷导弹自动控制装置等
2. 半导体搬运机器人
受影响的主要是微电子部分,半导体被高能辐射打中之后会有异常的电信号,现在的电子设备特别依赖微电子芯片,放到辐射环境里使用的肯定要做屏蔽,坏掉了说明屏蔽都不管用,其余机械和强电部分影响不大,数字电路触发器靠时钟驱动,时钟频率决定了触发器翻转的快慢,工业级的时钟频率一般不是很高(几m至几十m),这就意味着时钟信号一秒钟要翻转几百万次,而辐射的高能粒子很容易造成时钟信号的异常导致整体电路逻辑出现问题。
3. 芯片搬运机器人
达摩院成功研发了存算一体芯片。
这是全球首款基于DRAM的3D键合堆叠存算一体芯片。它可突破冯·诺依曼架构的性能瓶颈,满足人工智能等场景对高带宽、高容量内存和极致算力的需求。在特定AI场景中,该芯片性能提升10倍以上,效能比提升高达300倍。
据了解,最终的测试芯片显示,这种存算技术和架构的优势明显在于,能通过拉近存储单元与计算单元的距离增加带宽,降低数据搬运的代价,缓解由于数据搬运产生的瓶颈,而且与数据中心的推荐系统对于带宽/内存的需求完美匹配。
此外,得益于技术的创新性,该芯片的研究成果已被芯片领域顶级会议ISSCC 2022收录。
4. 硅片搬运机器人厂家
1)机械制造业。包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送,铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中,汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。
(2)电子IC及电器行业。如用于硅片的搬运,元器件的插装与锡焊,家用电器的组装等。
(3)石油、化工业。用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制,如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。
(4)轻工食品包装业。包括各种半自动或全自动包装生产线,例如酒类、油类、煤气罐装,各种食品的包装等。
(5)机器人。例如装配机器人,喷漆机器人,搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。
(6)其他。如车辆刹车装置、车门开闭装置、颗粒物质的筛选、鱼雷导弹自动控制装置等。
气压传动的应用历史非常悠久。早在公元前,埃及人就开始利用风箱产生压缩空气用于助燃。后来,人们懂得用空气作为工作介质传递动力做功,如古代利用自然风力推动风车、带动水车提水灌溉、利用风能航海。从18世纪的产业革命开始,气压传动逐渐被应用于各类行业中,如矿山用的风钻、火车的刹车装置、汽车的自动开关门等。而气压传动应用于一般工业中的自动化、省力化则是近些年的事情。
5. 晶元搬运机器人
第一,五轴联动叶片加工中心
就其重要性而言,五轴联动叶片加工中心一点不亚于芯片制造的光刻机,因为这台设备是用来加工航空发动机,汽轮机,鼓风机的核心部件-叶片。叶片是航发的关键零件,外形和内腔复杂,承受1700摄氏度的高温,并且大量使用钛合金等高强度的复合材料,加工难度之大可想而知。
目前我国高端的五轴联动叶片加工中心依赖进口,包括在国防领域,我国就引进了瑞士斯达拉格公司的产品。当然作为这一领域的佼佼者,包括美国的F35战机也在使用斯达拉格机床。除了瑞士企业,这种设备的主要生产国还包括德国(哈米勒),意大利(法拉利)等。
第二,工业机器人减速器
减速器是工业机器人(关节)的核心零部件之一,能生产工业机器人的国家很多,但是精密减速器却主要掌握在日本企业手中,在这一领域有两家企业,一个是纳博特斯克,主要生产RV减速器;一个是哈默纳科,以谐波减速器为主。RV减速器一般主要拥有基座,肩部等负载重部位,而谐波减速器主要用于小臂,腕部等部位。
纳博特斯克的前身是帝人精机,纳博克,是世界最大精密减速机制造商,占据大约六成的市场份额。目前全球关节机器人企业包括德国,瑞士的企业在内使用的减速机大都来自日本企业。
第三,半导体设备
提到半导体设备,大家首先会想到光刻机。而实际上半导体设备有非常多的种类,包括刻蚀机,薄膜设备,测试设备和清洗设备等,像全球最大的半导体设备企业美国应用材料公司生产除光刻机和清洗设备外几乎所有的半导体设备,而且这家企业在薄膜PVD设备领域一家独大,其地位并不比光刻机企业差。就整体市场价值而言,刻蚀机,光刻机,薄膜设备是价值最高的三大半导体设备。除光刻机外,美国企业在其它几种设备方面占据优势。
半导体设备技术难度非常大,像等离子刻蚀机加工的细孔只有头发丝的万分之一,并且对稳定性和洁净度的要求极高。在半导体设备中,还有一种用量很大的设备-磁悬浮分子泵,主要用来获得真空,目前能生产这种设备的企业只有少数几家,包括英国的爱德华,德国的莱宝,日本的岛津制作所等。
第四,10nm以下半导体制程
10nm以下半导体制程工艺对于大多数晶圆制造企业来说就是禁区,宣布停止研发更先进制程的企业不在少数。那么半导体制程工艺到底有多难?以5nm为例,光是工艺步骤就有1000个,并且每一个步骤的合格率要达到99.99%,而且工艺越先进,需要集成相关学科领域的技术就越多。目前掌握10nm以下工艺的企业仅有三家,包括台积电,三星电子和英特尔。
第五,大型高精度衍射光栅刻划机
光栅机是光学领域最重要的母机,被称为"精密机械之王"。光栅的主要作用在于光谱分析,通过它可以获得物质的成分信息,广泛应用于信息科学,物理学,天文以及军事等领域。举一个例子,油漆有不同的颜色,一般人能分辨出的变化可能有几十种,而光栅则能分辨出超过上亿种颜色变化。目前能生产这一设备的只有美国,日本和中国等少数几个国家。
第六,重离子治疗设备
作为国际尖端的放射治疗技术,重离子治疗设备被誉为重大科学装置,全球最大最复杂的一台设备重达670吨。重离子治疗设备体积庞大(包括100多米长/60米宽的加速器),涉及到加速器,生物学,影像学,电子,核物理等众多前沿学科,被认为是最先进的肿瘤治疗系统。目前全球运营的(包括在建)医用重离子加速器仅有16台,大部分位于日本及欧洲。而重离子(含质子)治疗设备企业包括西门子,Varion,日本的东芝,三菱电机,住友,日立等。
第七,高端磁共振设备
也叫医用磁共振成像设备,主要用于血管造影,心脏病学检查等。目前高端磁共振设备主要掌握在美国通用,德国西门子,荷兰飞利浦三家企业手中。磁共振设备同样涉及到生物化学,IT技术,传感器,光学,流体力学等许多交叉学科,对磁场技术,射频技术,成像技术等有非常高的要求,是对一家企业的综合工业能力的考验,也正因为如此,该领域的主导企业大都是一些业务横跨多个行业的综合性工业巨头,其中被称为GPS的三大企业都是拥有百年以上历史。
第八,燃气轮机
主要应用于电力设备,工业,航母等领域,其工作原理类似航空发动机,正是由于其巨大的工业,军事价值,因此重型燃气轮机也被视为大国重器,像西门子的一台超级燃气轮机的发电量,可以满足一个中等城市的用电需求。目前该领域的三大企业分别是美国通用,德国西门子和日本三菱重工(如今的三菱电力)。重型燃气轮机的核心部件包括燃烧室,压气机,高温透平叶片。
第九,大推力军用涡扇发动机
相比民用发动机,掌握大推力的军用涡扇发动机技术的国家更少,就目前来看,也仅有美国,俄罗斯和中国。大推力军用涡扇发动机通常是小涵道比,加力推力超过10吨的涡轮风扇发动机,主要使用在重型战机,单发中型战机;而大涵道比发动机通常使用在运输机,轰炸机上,关系到国家的战略威慑力和民用航空的发展。美国最先进的F135发动机(配备于F35战机),最大推力在19-20吨,生产商为普惠发动机公司。俄罗斯主要的军用涡扇发动机企业包括土星公司等。
第十,超精密轴承/高端轴承
轴承的种类非常多,被称为"高端产品的关节",有航空航天领域的特种轴承,有用于精密机床主轴产品的超精密轴承(P4级以上),有重型机械用轴承,有高铁轴承,有半导体加工设备轴承等。作为一个基础性行业,轴承在很多高科技领域发挥着重要影响,像航空发动机的主轴承就是航发的关键部件之一,对精度,性能,寿命,可靠性有着极高要求。目前高端轴承生产企业主要集中在德国,美国,瑞典以及日本等国。