Keine halben Sachen – Fabmatics und SICK machen mobile Roboter sicher

Reinräume der Halbleiterherstellung sind eindeutig ihr Revier: Roboter sind hier in allen Ausprägungen an der Tagesordnung. Spurgeführt, stationär oder mobil bei der Produktion und der Be- und Entladung. Dabei werden mobile Roboter immer wichtiger. Im Gegensatz zu spurgeführten Systemen sind sie flexibler und können sich frei im Raum bewegen. Für den Transport von Wafern – den Siliziumscheiben, auf denen Mikrochips entstehen – sind sie für die Spezialisten von Fabmatics schon jetzt ein fester Bestandteil bei der Entwicklung von intelligenten Robotiklösungen. Besonders beim frei fahrenden HERO®FAB spielen in den Bereichen Safety und der Positionierung des Greifarms Sicherheits-Laserscanner und Lichtschranken von SICK eine entscheidende Rolle. Nicht immer gleich auf den ersten Blick zu erkennen, wohl aber als verborgene „Helden der Sicherheit“ im HERO®FAB.

Spezialisten in der Halbleiterproduktion

Die Fabmatics GmbH aus Dresden entwickelt intelligente Automatisierungs- und Robotiklösungen für Kunden aus der Halbleiterindustrie. Hier verfügt die Firma über die einzigartige Kompetenz, komplexe Automatisierungs-, Robotik- und Handlingsysteme für den Einsatz unter Reinraumbedingungen anzubieten. Eine verantwortungsvolle Aufgabe: „Schließlich transportieren wir mit unseren diversen Robotern innerhalb der Halbleiterproduktion sehr wertvolle Ware. Da ist es an der Tagesordnung, dass allein einer unserer Roboter den Wert eines Einfamilienhauses auf ‚seinen Schultern‘ trägt“, sagt Martin Däumler, Group Manager Product Development & System Integration bei Fabmatics. Umso wichtiger ist es, verlässliche Lösungen zu finden. Unter anderem mithilfe von Partnern wie SICK werden die Voraussetzungen für die sichere Mobilität geschaffen. Dabei werden sowohl Hard- als auch Software, von der Planung und Entwicklung über die Herstellung und Installation bis zum After Sales Service aus einer Hand angeboten. Die Sicherheits-Laserscanner S300 Expert und zukünftig microScan3 übernehmen hier Aufgaben bei der horizontalen und vertikalen Absicherung im Raum. Die Miniatur-Lichtschranken aus der W2S-2-Familie bilden eine intelligente Sensorlösung beim Be- und Entladen durch den Greifarm – klein, klug und leicht.

Mobil im Reinraum

Mit dem HERO®FAB kommt Mobilität in den Reinraum. Er kombiniert ein etabliertes, sauberes und sicheres Robotersystem mit einer innovativen fahrerlosen Transportplattform. Es wurde entwickelt, um Produktionsanlagen vollautomatisch zu be- und entladen und einen schnellen Transport zwischen einzelnen Prozessschritten und auch Zwischenlagern im Reinraum zu ermöglichen. Konkret kann er dabei bis zu vier Behälter bewegen – im Reinraum zumeist Behälter für den Transport von jeweils 25 Stück 200mm- oder 300mm-Wafern. Aber auch Spezialausführungen des HERO®FABs mit großen 60l Wasserbassins kommen zum Einsatz. Basierend auf einer ursprünglich bewährten Schienenlösung HERO®Rail bietet die Weiterentwicklung des HERO®FAB die Möglichkeit, ohne Schienen- oder Kabelverbindung frei im Reinraum zu fahren. Dank der Sicherheits-Laserscanner von SICK erfüllt der mobile Roboter neben der Objektsicherheit die anspruchsvollsten Sicherheitsherausforderungen der Interaktion zwischen Mensch und Maschine im gleichen Arbeitsraum. Je nach Interaktionsgrad und lokalen Anforderungen wird die Personensicherheit auf unterschiedlichen Ebenen gewährleistet.

Perfekt für kleine Bauräume

Die Miniatur-Lichtschranken der W2S-2-Familie führen den Roboterarm sicher und zuverlässig beim Greifen der wertvollen Ware. Der besondere Clou dabei ist auch ihre Größe. Bauräume sind gerade in der mobilen Robotik knapp bemessen. Im Roboter besetzt schon die Steuerung rund 80% des vorhandenen Raumes. Deswegen fiel hier auch die Wahl auf die W2S-2. Die ultraflachen G2-Flat-Sensoren lassen sich in Miniaturanlagen und sehr enge Bauräume integrieren. Außerdem bestechen sie durch hervorragende Detektion dank einer leistungsstarken Hintergrundausblendung. Auch sehr kleine Objekte bereits ab einer Entfernung von 8 mm werden problemlos detektiert und auch tiefschwarze, spiegelnde, transparente und glänzende Objekte werden sicher erkannt.

Erprobte Schnittstellen für die Zukunft

Um die Sicherheitssteuerung in den mobilen Roboter integrieren zu können, ist die einfache Installation ein weiterer Vorteil. Das Safe EFI-pro System ist die konsequente Weiterentwicklung der erfolgreichen Schnittstelle EFI und ermöglicht das intelligente Absichern des mobilen Roboters. Die Industrial-Ethernet-basierte Netzwerktechnologie EFI-pro tauscht und überträgt sichere und nicht sichere Daten über alle Kommunikationsebenen hinweg. Die zentrale Komponente ist das EFI-pro-Gateway. Es gewährleistet die schnelle und sichere Vernetzung ebenso wie das direkte Einbinden von Robotersteuerungen über EtherNet/IPTM CIP SafetyTM in die Sicherheitssteuerung Flexi Soft. Safe EFI-pro System bildet somit einen entscheidenden Schritt in die Digitale Transformation ab.

Gemeinsam in die Zukunft

Für Martin Däumler und Meik Kettinger, Key Account Manager Electronic & Solar bei SICK, ist die technische Reife der Lösungen von SICK ein gutes Argument für die zukünftige Zusammenarbeit: „Unsere Entwicklung ist ein dynamischer Prozess. Gerade in Bezug auf die technischen Anforderungen, das Erstellen von Lastenheften und die schnelle Reaktionszeit bei Rückfragen und Ideenaustausch ist SICK ein idealer Partner“, beschreibt Däumler und Kettinger ergänzt: „Wir wachsen gemeinsam mit unseren Kunden an den Aufgaben – das treibt uns jeden Tag an!“

Basis für die gelungene Kooperation ist dabei das profunde Wissen und das hohe Niveau der technischen Expertise – eine gewisse bodenständige Mobilität. So gehen die Partner denn auch in Zukunft den Erfolgsweg gemeinsam weiter. Die kontinuierliche Weiterentwicklung in der mobilen Robotik ist nicht auf die Halbleiterindustrie beschränkt und macht auch vor anderen Branchen nicht halt. So schaut man gerne gemeinsam auf morgige Aufgaben und ist bereit, das gemeinsame Know-how auch in die Pharmaindustrie oder die Medizintechnik zu tragen.

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