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自主移動(dòng)機(jī)器人是面向半導(dǎo)體生產(chǎn)的工業(yè)物流解決方案。移動(dòng)機(jī)器人主要由驅(qū)動(dòng)、調(diào)度和導(dǎo)引三大部分組成，最主要的成本集中于減速器、伺服系統(tǒng)、控制器等核心零部件上。在半導(dǎo)體行業(yè)中晶圓制造、芯片封測(cè)等需要無(wú)塵封閉環(huán)境，這時(shí)候人力在這方面就很不適用。通過(guò)移動(dòng)機(jī)器人完成物流自動(dòng)化改造，實(shí)現(xiàn)工廠的智能化升級(jí)，正成為半導(dǎo)體廠商的普遍選擇。
自主移動(dòng)機(jī)器人可以24小時(shí)工作、柔性調(diào)度等特點(diǎn)同時(shí)，移動(dòng)操作機(jī)器人在搬運(yùn)基礎(chǔ)上可自動(dòng)上下料，打通整場(chǎng)的物質(zhì)流和數(shù)據(jù)流，有效保證良率、提高產(chǎn)能?？刂破鲗?duì)于移動(dòng)機(jī)器人是核心，他需要完成定位、導(dǎo)航、避障、建圖、識(shí)別、跟蹤等多種功能，具有豐富的軟硬件接口。在生產(chǎn)環(huán)境中，可單機(jī)運(yùn)行，也可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人集群協(xié)同調(diào)度，支持與工業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)快速對(duì)接。
然而，半導(dǎo)體精密的生產(chǎn)條件也對(duì)移動(dòng)機(jī)器人提出了極高的要求。首先，由于行業(yè)特性，移動(dòng)機(jī)器人自身的潔凈度需要極高。其次，對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)中的晶圓片昂貴易碎，這就要求移動(dòng)機(jī)器人在搬運(yùn)、存放晶圓盒時(shí)必須做到精準(zhǔn)和穩(wěn)定。此外，半導(dǎo)體生產(chǎn)工序繁多、設(shè)備布局集中，自主移動(dòng)機(jī)器人需要在各工序之間頻繁、重復(fù)、穩(wěn)定地進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)工作，就需要機(jī)器人擁有足夠穩(wěn)定的運(yùn)行速度以及精確到毫米級(jí)別的定位精度，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人提出了很高的要求。
自主移動(dòng)機(jī)器人打造出對(duì)應(yīng)的樣機(jī)產(chǎn)品，需要進(jìn)行不斷地迭代升級(jí)，在場(chǎng)景與產(chǎn)品性能中找到最佳平衡點(diǎn)應(yīng)用晶圓盒搬運(yùn)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)晶圓盒精準(zhǔn)上下料及搬運(yùn)，可以節(jié)省大量人力，減小無(wú)塵車間污染帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，提升了良品率，同時(shí)避免人工搬運(yùn)帶來(lái)的損壞問(wèn)題，且減少操作員大部分無(wú)效行走，極大提高自主移動(dòng)機(jī)器人的效率。
將移動(dòng)機(jī)器人結(jié)合半導(dǎo)體場(chǎng)景做到極致性能，不是一件易事。首先要保障晶圓盒抓取和上下料的絕對(duì)精準(zhǔn)。OW系列在機(jī)械臂的末端執(zhí)行部分搭配超聲波傳感器、3D視覺(jué)、在位檢測(cè)器、儲(chǔ)位鎖等多種傳感器，多重感知防護(hù)保證抓取作業(yè)的穩(wěn)定。
超聲波傳感器靈敏度高、穿透力強(qiáng)、受環(huán)境影響弱，有效防止抓取疊料產(chǎn)生的晶圓盒磕碰的情況，同時(shí)檢測(cè)人工搶料的情況。視覺(jué)定位算法通過(guò)定位補(bǔ)償策略，保障晶圓盒放入料口時(shí)與loadport的方向絕對(duì)平行，保障晶圓盒與設(shè)備之間的安全距離，避免因放入角度不恰當(dāng)、狹小環(huán)境等因素導(dǎo)致設(shè)備與晶圓盒產(chǎn)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。夾爪末端還搭載有末端在位檢測(cè)傳感器，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)晶圓盒在夾爪上的固定狀態(tài)，一旦在位檢測(cè)傳感器觸發(fā)，末端執(zhí)行器立即緊急停止作業(yè)。
在抓取過(guò)程中，超聲波傳感器、視覺(jué)定位相機(jī)、在位檢測(cè)器等傳感器模塊將進(jìn)行持續(xù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，只有三大模塊均無(wú)報(bào)錯(cuò)情況，機(jī)械臂才會(huì)執(zhí)行相應(yīng)操作，保障晶圓盒上下料及搬運(yùn)操作穩(wěn)定安全。
在作業(yè)中，搭載晶圓盒運(yùn)動(dòng)的車體保持穩(wěn)定是關(guān)鍵。憑借過(guò)強(qiáng)的單機(jī)性能，有效避免搬運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)等情況，同時(shí)配有激光雷達(dá)、3D視覺(jué)、坑洞傳感器等檢測(cè)設(shè)備，可避免更多突發(fā)情況的產(chǎn)生，最終保證了行駛時(shí)的穩(wěn)定可靠。
同時(shí)，系列的激光雷達(dá)、視覺(jué)、坑洞檢測(cè)等模塊均為常閉型設(shè)置，某一模塊出現(xiàn)異常情況或無(wú)法正常啟用時(shí)，系列將不會(huì)執(zhí)行作業(yè)；只有所有模塊均正常運(yùn)作，系列才會(huì)執(zhí)行作業(yè)，做到全方位的保障。根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)存在的更多現(xiàn)狀，系列產(chǎn)品還設(shè)有更多的特定功能模塊，保證了在諸多情況下產(chǎn)品的正常運(yùn)作、物料的安全無(wú)恙。
目前，在驅(qū)動(dòng)控制器、調(diào)度系統(tǒng)以及激動(dòng)導(dǎo)航傳感器等核心部件上，國(guó)際品牌占據(jù)主要市場(chǎng)，雖然無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)移動(dòng)市場(chǎng)的直接壟斷，卻能利用關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)我國(guó)企業(yè)形成牽制。在疫情期間國(guó)外核心零部件的供貨周期變長(zhǎng)、價(jià)格提升，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目的按時(shí)交付以及企業(yè)利潤(rùn)都帶來(lái)影響。
長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，上游成本限制將持續(xù)影響產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張水平。隨著中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，必須自立自強(qiáng)，保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控和安全穩(wěn)定，核心零部件技術(shù)的突破成為重中之重。當(dāng)前，很多國(guó)內(nèi)企業(yè)都在加快自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)核心零部件技術(shù)迭代優(yōu)化，加速國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。
此外，機(jī)器視覺(jué)、人工智能等技術(shù)正在與移動(dòng)機(jī)器人密切結(jié)合，使其不僅具有末端精確檢測(cè)與定位的能力，還具有對(duì)其車載機(jī)械臂等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)調(diào)整能力，這種復(fù)合機(jī)器人將給未來(lái)行業(yè)發(fā)展帶來(lái)更大空間。
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