Um branchenspezifische Richtlinien wie SEMI S2 und S8 zu erfüllen, müssen Maschinen und Anlagen für die Halbleiterfertigung höchste Präzisionsstandards einhalten. Servomotoren sind dabei das Rückgrat vieler Pick&Place-Anwendungen, etwa bei der Leiterplattenbestückung, beim Wafer-Handling oder bei anspruchsvollen Prozessen wie dem Nassätzen. Die Anforderungen an die eingesetzten Antriebe sind hoch: Sie müssen nicht nur exakt positionieren, sondern auch Bewegungen synchronisieren, Lastwechsel ausgleichen und Vibrationen unterdrücken. Ausfallzeiten führen schnell zu hohen Kosten, daher sind Zuverlässigkeit und eine unkomplizierte Wartung entscheidend. Die Lebensdauer der Komponenten ist ein weiterer Faktor, der die Investitionskosten über den Lebenszyklus der Maschine beeinflusst.
Ein typisches Beispiel für die Komplexität solcher Anwendungen ist das Crimpen, bei dem zwei Komponenten durch plastische Verformung verbunden werden. Hier müssen Servosysteme den exakten Druck aufbringen und auf mehrere Achsen verteilen können. Ebenso wichtig ist die Fähigkeit, Bewegungen in jeder gewünschten Position zu stoppen, ohne die Prozessstabilität zu beeinträchtigen. Bei der Beschichtung rotierender Tische – etwa beim Coating – ist eine gezielte Reduktion der Geschwindigkeitswelligkeit notwendig, um ein homogenes Ergebnis zu erzielen. Auch für Aufgaben wie Drahtbonden, Wafer-Vereinzelung, Pfadverfolgung oder zerspanende Bearbeitung sind hochpräzise und flexible Servoantriebe erforderlich.
Erfüllt die Anforderungen der Elektronikfertigung
Das High-End-Servosystem Sigma-X von Yaskawa wurde speziell für diese Anforderungen entwickelt. Es bietet smarte Features wie einen optimierten Drehmomentausgleich, automatische Lastanpassung, Vibrationsunterdrückung und eine leistungsfähige Steuerung synchronisierter Achsen. Die kompakten Servomotoren ermöglichen eine platzsparende Maschinenkonstruktion. Die Tuningfunktionen sind anwenderfreundlich gestaltet und lassen sich schnell erlernen und anwenden.
Mechanisch bedingte Vibrationen und Resonanzen erkennt das System automatisch und gleicht sie aus. In den neuen Servomotoren sind Beschleunigungssensoren integriert, die unerwünschte Maschinenzustände frühzeitig detektieren. Der Servoverstärker stellt zahlreiche Informationen bereit, darunter elektrische Verbrauchsdaten, aktuelle Leistungs- und Temperaturreserven, Wartungszyklenindikatoren und Vibrationen. So kann die Maschinenperformance kontinuierlich überwacht und optimiert werden. In der Intralogistik ist die Maximierung der Lagerkapazität entscheidend. Kompakte Sensoren spielen dabei eine Schlüsselrolle: Höchste Leistung in kompakter Bauform schafft mehr Platz für die Ware, denn die Technik macht sich klein. ‣ weiterlesen
Intralogistik: Neue Baumer ToF-Sensoren machen sich klein
Die Smart Features von Sigma-X sind darauf ausgelegt, Betrieb und Steuerung zu optimieren und die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen. Im Vergleich zur Vorgängerserie Sigma-7 wurde die Drehmomentregelung weiter verbessert, was eine noch präzisere Steuerung ermöglicht. Die Vibrationsunterdrückung ist besonders bei Anwendungen wie dem Polieren in der Wafer-Herstellung relevant. Sigma-X kann mehr Vibrationsfrequenzen unterdrücken als frühere Generationen: Bereits seit Sigma-V lassen sich zwei Frequenzen gleichzeitig kompensieren, mit Sigma-X ist dies nochmals erweitert worden. Dadurch entfällt oft die Notwendigkeit, die Steifigkeit der Mechanik zu erhöhen, was Materialkosten spart.
Eine weitere Funktion ist die Kompensation der Drehzahlwelligkeit. Für Yaskawa-Motoren ist diese Funktion standardmäßig aktiviert, für andere Motortypen kann sie über die Software SigmaWin+ angepasst werden. Bei Anwendungen mit stark schwankenden Lasten, wie bei Robotern oder Transfereinrichtungen, sorgt die Lastschwankungskompensation dafür, dass die Positionierungszeiten konstant bleiben, solange die Lastschwankungen innerhalb von ±500 Prozent des eingestellten Referenzwerts liegen. Der Servopack erkennt Fehler in Bewegungsmustern, speichert mehrere Bewegungsprofile und vergleicht sie kontinuierlich mit dem aktuellen Betrieb. Bei Abweichungen wird ein Alarm ausgelöst, was eine präventive Wartung ermöglicht. Digitale Souveränität in der Automation: Fraunhofer IOSB-INA entwickelt einen KI-Assistenten für die SPS-Programmierung. ‣ weiterlesen
Automatisierung neu gedacht
Integration, Varianten und Anwendungen
Sigma-X ist aktuell in 200V-Ausführung von 50W bis 15kW verfügbar, Varianten mit 400V werden folgen. Servoverstärker zum gleichzeitigen Anschluss von bis zu drei Servomotoren sind ebenso erhältlich wie Modelle mit spezieller Firmware für Gantry-Systeme. Die Integration in bestehende Maschinenarchitekturen erfolgt über Schnittstellen wie Analog/Pulse, EtherCAT und Mechatrolink-4/III. Alle Servoverstärker verfügen standardmäßig über STO (safe torque off) als funktionale Sicherheit.
Die Sigma-X-Komponenten sind für eine optimale Performance technisch aufeinander abgestimmt und in die neue iCube control-Plattform integriert. Der Controller iC9226 arbeitet mit dem Industriechip Triton von Yaskawa und kann bis zu 64 Servoachsen synchron ansteuern. Die Programmierung erfolgt über das Software-Tool iCube engineer, optional ist ein integrierter FSoE Safety-Master verfügbar. Damit lassen sich auch anspruchsvolle Sicherheitsanforderungen in der Automatisierung abdecken.
Sigma-X-Servosysteme kommen in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz, etwa beim Wafer-Handling, Drahtbonden, Nassätzen, Pfadverfolgung, Schleifpolieren, Wafer-Vereinzelung und in der zerspanenden Bearbeitung. Auch in Verpackungsmaschinen, der Holzverarbeitung und im Digitaldruck bewähren sich die Systeme. Die hohe Kompatibilität ermöglicht zudem eine einfache Ablösung bestehender Sigma-7-Systeme. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Servotechnik trägt dazu bei, dass Maschinenbauer und Anwender die steigenden Anforderungen an Präzision, Flexibilität und Zuverlässigkeit erfüllen können.
