Автоматтандыру жартылай өткізгіштер өндірісіне терең енгізілген, ал аз ғана автоматтандыру міндеті пластиналармен жұмыс істеу сияқты тұрақтылықты талап етеді. Роботтар өндірістік цикл бойы нәзік пластиналарды жүктеу порттары, технологиялық қондырғылар, инспекция станциялары және басқа модульдер арасында тасымалдайды, көбіне қатаң бақыланатын жағдайларда бірдей қозғалыстарды мыңдаған рет қайталайды.

Пластиналармен жұмыс істейтін робот қайталанатын ақаулар бере бастағанда, әсері әдетте роботтың өзімен шектелмейді. Үзілген тасымалдау технологиялық кезеңдерді кідіртіп, өндірісті жоспарлауды бұзып, қымбат жабдықтың материалды күтіп тұруына әкелуі мүмкін. Сондықтан техникалық қызмет көрсету топтары үшін шынайы міндет — соңғы дабылды өшіру емес, сол ақаудың неге қайта-қайта пайда болатынын анықтау.

1-сурет. Пластиналармен жұмыс істеу — жартылай өткізгіштер өндірісіндегі дәлдікті ең көп талап ететін роботтандырылған операциялардың бірі.

Фабта қайталанатын робот ақаулары неге соншалықты маңызды

Жартылай өткізгіштер өндірісі өзара тығыз үйлестірілген технологиялық кезеңдер арасындағы қозғалыстың болжамды болуына тәуелді. Пластиналарды тасымалдайтын робот әлдеқайда үлкен қондырғының ішіндегі бір ғана компонент болуы мүмкін, бірақ осы нүктедегі қайталанатын мәселе бірнеше өзара байланысты операция арқылы материал ағынын үзуі ықтимал.

Тікелей салдары анық көрінеді: өнімділіктің төмендеуі, пластиналарды өңдеудің кідіруі, техникалық қызмет көрсетуге жұмсалатын еңбектің артуы және өндіріс кестесінің бұзылуы. Ал онша байқала бермейтін салдары — тұрақсыздық. Кейде ғана ақау беретін робот толық істен шыққан роботқа қарағанда диагностикалауды қиындатуы мүмкін, өйткені техниктер жүйені қайта-қайта қалпына келтіріп, негізгі жағдайды анықтауға жеткілікті дәлел жинамай-ақ оны өндіріске қайтара береді.

Сондықтан жұмыс уақытын арттыру жеке оқиғаларға емес, қайталанатын үлгілерге бағытталуы керек. Мәселе жай ғана «Қандай дабыл пайда болды?» дегенде емес. Негізгі сұрақ: «Осы дабылдың алдында бірден не өзгерді және дәл осы реттілік әр жолы қайталана ма?»

Ақауды алдымен дұрыс ішкі жүйеге жатқызып ажыратыңыз

Қайталанатын пластинамен жұмыс істеу мәселелерінің көпшілігін бірнеше негізгі салаға жатқызуға болады: механикалық тозу, датчик немесе туралау мәселелері, вакуум мен соңғы ұстағыштың жұмысы, сондай-ақ байланыс пен реттілік қателері. Қағаз жүзінде бұл санаттарды ажырату оңай, бірақ операторға көрінетін белгілерде олар жиі қабаттасады.

Мысалы, позициялау дабылының шығуы қозғалтқыштың, белдіктің немесе бағыттағыштың істен шыққанын автоматты түрде дәлелдемейді. Датчиктің қате кері байланысы контроллердің қозғалыстың аяқталғанын растауына кедергі келтіруі мүмкін, ал вакуум ақауы сол тасымалдау ретін дәл сондай нүктеге жақын жерде тоқтатуы ықтимал. Сондықтан тиімді ақауларды іздеу алдымен көрінетін белгіні оны нақты тудырған ішкі жүйеден ажыратудан басталады.

Бұл айырмашылық жартылай өткізгіш жабдықта аса маңызды, өйткені қажетсіз реттеулер жаңа мәселелер туындатуы мүмкін. Нашар сенсор сигналынан кейін механикалық тұрғыдан жарамды роботты қайта туралау қайталанғыштықты жақсартудың орнына төмендетуі ықтимал.

Механикалық тозу әдетте біртіндеп байқалады

Робот буындары, мойынтіректері, белдіктері, сызықтық бағыттағыштары және муфталары қайталанатын орасан көп цикл арқылы жұмыс істейді. Бұл компоненттер тозған сайын алғашқы белгілер көбіне білінер-білінбес болады: қозғалыстың сәл дөрекілеуі, дірілдің күшеюі, позициялаудағы шағын ауытқулар немесе тек белгілі бір жүріс жағдайларында пайда болатын ақаулар.

Бұл белгілер өндірісті бірден тоқтатпауы мүмкін. Оның орнына робот жүздеген цикл бойы қалыпты жұмыс істеп, кейін орынға қатысты тағы бір дабыл шығаруы ықтимал. Дәл осы үзілісті мінез-құлық ақаулар тарихының маңызын көрсетеді. Журналдарда бір ось, қозғалыс бағыты немесе тасымалдау орны қайта-қайта көрсетілсе, механикалық тексеру әлдеқайда нысаналы болады.

Техниктер үздіксіз қозғалысқа ұшырайтын компоненттерге және саңылаудың ұлғаюы, кедергінің тұрақсыз болуы немесе әдеттен тыс діріл белгілеріне ерекше назар аударуы керек. Мақсат — жай ғана тозған бөлшекті табу емес, сол тозудың өндіріс кезінде байқалған нақты ақау үлгісін түсіндіре алатынын анықтау.

Сенсор ақауы қозғалыс ақауы сияқты көрінуі мүмкін

Пластина өңдеу роботтары пластинаның бар-жоғын, орнын, слот күйін және жеке тасымалдау қадамдарының сәтті аяқталғанын растау үшін сенсорларға сүйенеді. Робот механикалық тұрғыдан дұрыс қозғалғанымен, басқару жүйесі реттілікті жалғастыруға қажетті кері байланысты алмағандықтан, ақау туындауы мүмкін.

Ластану дәл өңдеу орталарында ерекше маңызды мәселе болып табылады. Ластанған немесе сәл ығысқан сенсор толық істен шықпай, анықтауға қатысты үзілісті ақаулар туындата бастауы мүмкін. Сондықтан ақау реттілігі олардың кері байланысына тәуелді болған кезде пластинаны анықтау сенсорларын, слоттарды картаға түсіру құрылғыларын және туралау камераларын бағалау керек.

Тазалау және қайта калибрлеу кейбір жағдайларды шешуі мүмкін, ал зақымдалған немесе тұрақсыз аппараттық құралдарды ауыстыру қажет болуы ықтимал. Ең маңыздысы — тасымалдауға қатысты әрбір дабыл робот механикасынан туындайды деп ойламай, кері байланыстың өзін тексеру.

Вакуум мәселелері көбіне дайындаманы ұстау немесе орналастыру кезінде байқалады

Вакуум негізіндегі пластина өңдеу жүйелерінде соңғы атқарушы құрылғы тасымалдау барысында жеткілікті ұстап тұру күшін қалыптастырып, сақтауы керек. Вакуум қысымының әлсіз болуы, желілердегі ластану, фитингтердің ағуы немесе соңғы атқарушы құрылғы бетінің тозуы дайындаманы ұстау және орналастыру кезінде үзілісті ақауларға әкелуі мүмкін.

Ақау пайда болатын кезең пайдалы диагностикалық ақпарат бере алады. Егер мәселе пластинаны алу кезінде үнемі қайталанса, техник мамандар алдымен қатысы жоқ осьтерді немесе байланыс жабдығын тексермей, вакуум өндіру жүйесіне, қысым датчигіне, түтіктерге және ұстағыштың күйіне назар аударуы керек.

Вакуум көрсеткіштерін тек статикалық мәндер ретінде емес, динамикалық тұрғыдан да қарастырған жөн. Жүйе қажетті қысымға ақырында жетуі мүмкін, бірақ күтілгеннен ұзағырақ уақыт жұмсап, растау келгенше басқару реттілігінің күту уақыты өтіп кетуі ықтимал. Мұндай жағдайда белгісі — тасымалдау ақауы, ал негізгі мәселе пневматикалық немесе вакуумдық өнімділіктің төмендеуі болуы мүмкін.

Байланыс қателері механикалық тұрғыдан жарамды роботты тоқтатуы мүмкін

Пластина өңдеу роботтары біріктірілген автоматтандыру ортасының бөлігі ретінде жұмыс істейді. Олар жабдық контроллерлерімен, жүктеу порттарымен, технологиялық қондырғылармен және өндірісті басқарудың жоғары деңгейлі жүйелерімен командалар мен күй туралы ақпарат алмасады. Күтілетін хабарламалардың немесе рұқсат беретін сигналдардың бірі келмесе, қозғалтқыштары, сенсорлары мен механикалық бөліктері дұрыс жұмыс істеп тұрса да, робот тоқтауы мүмкін.

Сондықтан ақауларды жоюдың бастапқы кезеңінде байланыс ақауларын физикалық қозғалыс ақауларынан ажырату керек. Инженерлер робот қозғалысты орындауға әрекет жасап, сәтсіздікке ұшырады ма, әлде қозғалысты бастауға қажетті шарттарды мүлде алмады ма — соны білуі қажет.

Мұнда уақыт факторының да маңызы зор. Команда берілгеннен кейін бірден тоқтаған тасымалдау операциясы механикалық тұрғыдан аяқталғанымен, көршілес жабдықтан растау алмайтын реттіліктен өзгеше мәселені көрсетуі мүмкін. Үлкенірек автоматтандыру архитектураларында тиісті өнеркәсіптік байланыс және желілік технологиялар компоненттерінің күйін тексеру үзілістің робот контроллерінің ішінде немесе одан тыс жерде болғанын анықтауға көмектеседі.

Қателер журналын реттілік ретінде оқығанда оның құндылығы артады

Заманауи пластина өңдеу жүйелері ось ақауларын, вакуум дабылдарын, сенсор қателерін және байланыс оқиғаларын қоса алғанда, егжей-тегжейлі диагностикалық жазбалар жасай алады. Алайда тек соңғы дабылды оқу жаңылыстыруы мүмкін, өйткені бір бастапқы мәселе қысқа уақыт ішінде бірнеше қайталама ақаудың пайда болуына себеп болуы ықтимал.

Неғұрлым пайдалы тәсіл — оқиғалар ретін қайта құру. Қай оқиға бірінші болды? Вакуум дабылына дейін сол ось қате туралы хабарлады ма? Робот тоқтағанға дейін пластина бар екені туралы сигнал жоғалды ма? Ақау тек бір жүктеу портында болды ма, әлде бірнеше бағыттауда да қайталанды ма?

Қайталанатын үлгілер көбіне бір ақау туралы хабарламаның тұжырымынан әлдеқайда тиімді түрде тексеру бағытын тарылтады. Сондықтан техникалық қызмет көрсету топтары мүмкіндігінше уақыт белгілерін, жұмыс жағдайларын және бұрын жасалған түзету әрекеттерін сақтауы керек; роботты не болғанын құжаттамай қайта-қайта бастапқы күйге келтіруге болмайды.

2-сурет. Құрылымдалған ақау іздеу вафераларды өңдеудегі қайталанатын ақауларды үзіліске шын мәнінде себеп болған ішкі жүйемен байланыстырады.

Тексеру дәлелдерге негізделуі тиіс

Ақаудың реттілігі түсінілгеннен кейін физикалық тексеру тиімдірек болады. Егер журналдар қайта-қайта бір оське нұсқаса, техниктер оның түйіспелеріне, бағыттағыштарына, белдіктеріне, муфталарына және орналасу кері байланысына назар аудара алады. Егер қате вафераны алу кезінде үнемі орын алса, вакуум жүйесі мен соңғы атқарушы құрылғыны бірінші кезекте тексеру керек.

Бұл анық көрінгенімен, жоғары деңгейде біріктірілген автоматтандыру жабдығында бөлшектерді сынақ және қателік әдісімен ауыстыру әлі де қымбатқа түседі. Бірден бірнеше компонентті ауыстыру диагностикалық ақпаратты да жояды, өйткені техникалық қызмет көрсету тобы ақауды нақты қай әрекет түзеткенін енді біле алмайды.

Жүйелі ақау іздеу процесі мүмкін болған жағдайда бір уақытта бір ғана айнымалыны өзгертеді, нәтижені тіркейді, содан кейін бастапқы ақаудың сол жұмыс жағдайларында қайта пайда болатынын бақылайды.

Профилактикалық техникалық қызмет көрсетудің негізгі мақсаты — қайталанғыштықты қорғау

Вафера роботтарына қозғалмалы бөлшектері болғаны үшін ғана профилактикалық техникалық қызмет көрсету қажет емес. Бұл қызмет жартылай өткізгіштерді өңдеудің қозғалыс пен сезудің аса жоғары қайталанғыштығына тәуелді болғандықтан қажет. Механикалық тозудың, ластанудың немесе туралау ығысуының шағын мөлшерінің өзі компонент толық істен шыққанға дейін сенімділікке әсер етуі мүмкін.

Орынды техникалық қызмет көрсету бағдарламасына көрсетілген қозғалмалы компоненттерді майлау, белдіктер мен бағыттағыштарды тексеру, сенсорларды тазалау және калибрлеу, вакуум жүйесін тексеру және роботтың туралануын бақылау кіруі мүмкін. Жабдық өндірушісі ұсынған әрі қолжетімді болған жағдайда, микробағдарлама немесе бағдарламалық жасақтама жаңартулары да техникалық қызмет көрсету стратегиясының бөлігі болуы мүмкін.

Әртүрлі жүйелердегі аралықтарды ойланбастан бірдей қолдануға болмайды. Белгілі бір тапсырманың қаншалықты жиі орындалатынына жұмыс сағаттары, циклдер саны, қоршаған орта жағдайлары және OEM ұсынымдары әсер етуі тиіс. Үздіксіз жұмыс істейтін роботқа тек ара-тұра пайдаланылатын жабдықтан өзгеше техникалық қызмет көрсету стратегиясы қажет болуы мүмкін.

EFEM ақауларын іздеу кеңірек көзқарасты талап етеді

Көптеген вафераларды өңдеу роботтары жабдықтың алдыңғы модулі, яғни EFEM ішінде жұмыс істейді. Бұл ортада робот жүктеу порттарын, вафераларды картаға түсіруді, есік механизмдерін, туралау жабдығын және технологиялық құралмен байланысты қамтуы мүмкін реттіліктің бір ғана элементі болып табылады.

Бұл кеңірек архитектура ақауларды іздеу логикасын өзгертеді. Робот жүктеу порты дұрыс тураланбағандықтан, картаға түсіру сенсоры күтпеген күйді көрсеткендіктен, есік механизмі өз ретін толық орындай алмағандықтан немесе технологиялық құрал қажетті қол алмасу сигналын бермегендіктен тоқтауы мүмкін. Сондықтан көзге көрініп тоқтаған компонент робот болғаны үшін оны қайта-қайта кінәлау техниктерді қате бағытқа бастауы мүмкін.

3-сурет. EFEM жүйелері өңдеу және интерфейс функцияларын біріктіреді, сондықтан қайталанатын ақаулар көбіне жүйелік деңгейде диагностикалауды талап етеді.

Инженерлер тасымалдаудың толық ретін зерттеп, әр қадамға қай құрылғы жауап беретінін анықтауы керек. Бұл роботтың жарамды пәрменді орындамағанын немесе EFEM жүйесінің басқа бөлігі реттің әрі қарай орындалуына кедергі болғанын анықтауды жеңілдетеді.

Өнімділік деректері ауыр ақау орын алмай тұрып нашарлауды көрсете алады

Ақаулар журналында белгіленген шектен әлдеқашан асқан оқиғалар сипатталады, ал өнімділік деректері нашарлауды ертерек анықтай алады. Ақаулар арасындағы орташа уақыт, ақаулар жиілігі, тасымалдау циклі уақыты және осьтің позициялау дәлдігі жүйе мінез-құлқының өзгеруіне қатысты пайдалы белгілер бере алады.

Цикл уақытын қарастырыңыз. Ешқандай ресми ақау тіркелмесе де, бір тасымалдау жолы біртіндеп ұзағырақ уақыт алса, робот ақырында тоқтағанға дейін тексеру жүргізуге негіз болуы мүмкін. Сол сияқты, MTBF көрсеткішінің төмендеуі қалпына келтірулер мен жөндеулердің ұзақ мерзімді тұрақты нәтиже бермегенін білдіреді.

Жабдық тиісті диагностикалық деректерді берсе, позициялау дәлдігі одан да ақпаратты болуы мүмкін. Түзету шамасының немесе позициялау ауытқуының баяу өсуі операторлар жиі дабылдарды байқай бастағанға дейін механикалық немесе калибрлеу ауытқуын көрсетуі ықтимал.

Визуализация жүйелері техникалық қызмет көрсету топтарына бұл үрдістерді нақты ақаулар тарихымен салыстыруға көмектеседі. Заманауи HMI және өнеркәсіптік есептеу платформалары роботтағы қайталанатын оқиғаларды дабылдарды оқшау көрсетпей, циклдік және пайдалану деректерімен қатар ұсынғанда әсіресе пайдалы.

Стандартталған ақауларды жою білімнің жоғалып кетуіне жол бермейді

Жабдықтағы қайталанатын мәселелерді әр техник әртүрлі тәсілмен шешсе, оларды жою қиындай түседі. Бір ауысым сенсорды тазалауы, екіншісі туралауды реттеуі, ал үшіншісі параметрлерді қалпына келтіруі мүмкін, бірақ ақау жағдайы мен түзету әрекеттерінің дәйекті жазбасын ешкім жүргізбейді.

Стандартталған рәсімдер сабақтастықты қамтамасыз етеді. Команда дабылдар ретін, әсер етілген орынды, тиісті өлшемдерді және техникалық қызмет көрсету әрекетін құжаттап, келесі жағдайды алдыңғысымен салыстыра алады. Уақыт өте келе бұл жалпы сервистік құжаттамаға ғана сүйенбей, нақты машинаның ақаулары тарихын қалыптастырады.

Оқыту да дәл осы себеппен маңызды. Қай белгілер әдетте механикалық, вакуумдық, сезу немесе байланыс мәселелеріне сәйкес келетінін түсінетін техниктер тексеруді қайта-қайта нөлден бастамай, ең өзекті тексерулерден бастай алады.

Қосалқы бөлшектердің қолжетімділігі — сенімділік инженериясының бір бөлігі

Қажетті компонентті ауыстыру мүмкін болмаса, дұрыс диагноздың өзі жұмыс үздіксіздігіне көп көмектеспейді. Сондықтан жартылай өткізгіш өндіру зауыттары профилактикалық қызмет көрсету және ақауларды жоюмен қатар қосалқы бөлшектер стратегиясын да қарастыруы қажет.

Қор маңыздылық деңгейіне қарай қалыптастырылуы тиіс. Ақау тарихы бар, сатып алу мерзімі ұзақ немесе тұтас EFEM жүйесін тоқтата алатын компоненттерді тез жеткізілетін арзан бөлшектерден өзгеше басқару қажет.

Жабдық ескірген сайын бұл мәселе маңыздырақ бола түседі. Ескі робот платформалары көптеген жылдар бойы механикалық тұрғыдан жұмысқа қабілетті болып қалуы мүмкін, алайда жекелеген датчиктерді, контроллерлерді, жетектерді немесе меншікті интерфейс компоненттерін табу қиындайды. Ескіріп бара жатқан компоненттерді ерте бақылау техникалық қызмет көрсету топтарына өндіріс тоқтағаннан кейін ақауға әрекет етудің орнына алдын ала жоспарлауға мүмкіндік береді.

Жөндеудің дұрыстығы бастапқы ақау реттілігі арқылы дәлелденуі тиіс

Жөндеуден кейін роботты жай ғана сәтті жылжыту бастапқы мәселенің жойылғанын дәлелдемейді. Жабдықты ақау туындаған сол біріктірілген реттілік арқылы сынау керек, оған сезу, вакуумды растау және айналадағы жабдықпен байланыс та кіреді.

Егер ақау тек бір жүктеу портында орын алса, сол бағытқа ерекше назар аудару керек. Егер ол бірнеше сағат жұмыс істегеннен кейін ғана байқалса, тұрақтылықты дәлелдеу үшін қысқа сынақ циклі жеткіліксіз болуы мүмкін. Валидация бастапқы мәселенің сипаттамаларына мүмкіндігінше дәл сәйкес келуі тиіс.

Бұл соңғы қадам маңызды, өйткені түпкі себеп сақталған жағдайда да үзілісті ақаулар техникалық қызмет көрсетуден кейін уақытша жоғалып кетуі мүмкін. Жұмысқа жарамдылық уақыты қайталанатын заңдылықтың өзі жойылғанда ғана артады.

Жақсырақ жұмысқа жарамдылық уақыты ақауларды жақсырақ түсінуден басталады

Пластиналарды тасымалдайтын роботтың сенімділігі дабылдарды жылдамырақ қалпына келтіру арқылы ғана артпайды. Механикалық тозу, датчиктердің ластануы, вакуум тұрақсыздығы және байланыс ақаулары тасымалдаудың қайталанатын үзілістеріне әкелуі мүмкін, ал роботтың көрінетін дабылы көбіне ұзаққа созылған ақаулар тізбегінің соңғы нәтижесі ғана болады.

Ақаулар тарихын талдауды нысаналы тексерумен, профилактикалық қызмет көрсетумен және EFEM жүйесін тұтас түсінумен үйлестіргенде, ақауларды жою процесі барынша тиімді болады. Сол кезде MTBF, цикл уақыты, ақаулар жиілігі және позициялау дәлдігі сияқты өнімділік көрсеткіштері түзету шараларының ұзақ мерзімді жұмысты шынымен жақсартып жатқанын көрсете алады.

Жартылай өткізгіштер өндірісіндегі зауытта пластиналарды сенімді жылжыту оған байланысты әрбір технологиялық қадамның өнімділігін қамтамасыз етеді. Сондықтан роботтың жұмысқа жарамдылық уақыты жай ғана техникалық қызмет көрсету көрсеткіші емес: ол жалпы өндіріс тұрақтылығының бір бөлігі. Ең жақсы нәтижелер инженерлер әр ақауды жеке оқиға ретінде қарастыруды тоқтатып, қайталанатын ақауларды өлшеуге, оқшаулауға және түзетуге болатын негізгі заңдылықтың белгісі ретінде қарастырғанда алынады.