如何實(shí)現(xiàn)高精度多軸同步的 半導(dǎo)體設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制
文:文 / Elmo 埃莫運(yùn)動(dòng)控制2025年第六期
導(dǎo)語(yǔ):作為運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的全球領(lǐng)先企業(yè),Elmo在上海工博會(huì)上系統(tǒng)化地展示了其在半導(dǎo)體典型場(chǎng)景下的應(yīng)用及解決方案,通過(guò)Elmo運(yùn)動(dòng)控制系列產(chǎn)品和軟件,充分展示了其在龍門(mén)平臺(tái)、多軸同步控制等方面的優(yōu)勢(shì),重新定義了半導(dǎo)體設(shè)備控制系統(tǒng)的“大腦”與“神經(jīng)中樞”。
1 龍門(mén)平臺(tái):實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)多軸同步控制
半導(dǎo)體設(shè)備中廣泛使用的龍門(mén)結(jié)構(gòu),其核心挑戰(zhàn)在于實(shí)現(xiàn)雙軸乃至多軸之間的精準(zhǔn)同步。傳統(tǒng)方案將同步算法置于上層控制器,受制于總線通信延遲,性能存在瓶頸。Elmo創(chuàng)新性地將龍門(mén)控制算法底層植入驅(qū)動(dòng)器層面,實(shí)現(xiàn)了“執(zhí)行層同步”。
此舉徹底消除了通信延遲帶來(lái)的誤差,使得雙軸能夠在微秒級(jí)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全同步。配合新一代Titanium系列多軸驅(qū)動(dòng)器,系統(tǒng)甚至無(wú)需外部接線,在硬件內(nèi)部即可完成閉環(huán)控制。
2 賦能高動(dòng)態(tài)設(shè)備:突破動(dòng)態(tài)性能上限
對(duì)于貼片機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、晶圓傳輸平臺(tái)等高動(dòng)態(tài)設(shè)備, Titanium系列驅(qū)動(dòng)器因采用了氮化鎵(GaN)與碳化硅(SiC)為代表的第三代半導(dǎo)體工藝,使得產(chǎn)品開(kāi)關(guān)頻率與伺服電流環(huán)響應(yīng)速度上取得突破性進(jìn)展。更高的開(kāi)關(guān)頻率帶來(lái)更平滑的轉(zhuǎn)矩輸出與更低的諧波損耗,而電流環(huán)響應(yīng)能力的提升則直接增強(qiáng)了系統(tǒng)在高速高精場(chǎng)景下的動(dòng)態(tài)性能。
3 定制服務(wù):將算法寫(xiě)進(jìn)驅(qū)動(dòng)器
面對(duì)愈加靈活、柔性的生產(chǎn)模式, Elmo支持深度定制化開(kāi)發(fā),例如根據(jù)韓國(guó)半導(dǎo)體客戶的需求推薦使用的四軸一體化驅(qū)動(dòng)器Platinum Solo Quartet,該產(chǎn)品將控制功能完全集成于驅(qū)動(dòng)器內(nèi),無(wú)需外置控制器即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜軌跡規(guī)劃。
更重要的是,Elmo提供了開(kāi)放的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,支持客戶將專(zhuān)有算法,如固晶機(jī)中的“力位混合控制”直接寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器。這一功能使設(shè)備商能夠打造具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的控制系統(tǒng),形成差異化競(jìng)爭(zhēng)力。
4 精準(zhǔn)控制:讓“視覺(jué)+運(yùn)動(dòng)”更簡(jiǎn)單
在半導(dǎo)體前道檢測(cè)、晶圓對(duì)位等制造環(huán)節(jié),精準(zhǔn)定位始終是核心挑戰(zhàn)。 Elmo此次發(fā)布的運(yùn)動(dòng)控制器Titanium Maestro與上一代采用ARM平臺(tái)的產(chǎn)品不同,全面轉(zhuǎn)向x86架構(gòu),顯著提升CPU與GPU的綜合算力,并首次在控制器層級(jí)通過(guò)算法支持視覺(jué)處理,使得設(shè)備能夠在本地直接完成圖像識(shí)別、定位與軌跡規(guī)劃任務(wù),無(wú)需依賴外接工控機(jī)。
從龍門(mén)同步到視覺(jué)控制,從系統(tǒng)整合到深度定制, Elmo構(gòu)建了覆蓋半導(dǎo)體制造全流程的高性能控制單元體系,并持續(xù)助力客戶在轉(zhuǎn)型過(guò)程中穩(wěn)步提升設(shè)備性能與智能化水平。

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