Automatizált hajtásrendszerek teszik lehetővé a félvezetők rezgésmentes akusztikai mérését

Az MRK Systeme rendszerintegrátor, a hajtástechnikai specialista HIWIN és az Infineon Technologies AG félvezetőgyártó együttműködésében automatizált akusztikai vizsgálócellát fejlesztettek ki a mikroakusztikai alkatrészek nagy volumenű validálására. A rendszer automatizálja a szórakoztatóelektronikában, például a fülhallgatókban használt MEMS-mikrofonok korábban manuális laboratóriumi vizsgálati eljárását.

Mechanikai zajszigetelés és szerkezeti merevség
A milliméter alatti méretű jelátalakítók akusztikai jellemzése megköveteli a külső mechanikai zajoktól és szerkezeti rezonanciáktól való teljes függetlenítést. Az automatizált mérőcella két szinkronizált elektromos lineáris aktuátort alkalmaz a hangszigetelt mérőkamra burkolatának mozgatására. Mivel a szerkezeti árnyékoló panelek tömege mozgó egységenként meghaladja a 100 kilogrammot, a mozgási profilnak dinamikusan kell mozgatnia a nagy tömegeket anélkül, hogy álló helyzetben visszamaradó rezgéseket vagy szerkezeti ingadozásokat keltene.

Az aktuátorok hántolt golyósorsós mechanizmust tartalmaznak, amelyet nagy mechanikai merevségre és minimális súrlódási ingadozásra terveztek. Ez a szerkezet heti több ezer ciklus mellett is megakadályozza az akadozó csúszást, elnyomva azokat a szerkezeti rezgéseket, amelyek egyébként átterjedhetnének az akusztikai érzékelőkre, és torzítanák a jel-zaj viszonyt.

Integrált szervóarchitektúra és ipari szinkronizáció
A hajtáskonfiguráció egymáshoz illesztett lineáris hajtásláncokra épül, amelyek elektromos aktuátorokból, EM1 sorozatú szervomotorokból és ED1 szervohajtásokból állnak. Előre behangolt mechatronikai rendszerként működve a kettős tengely szigorú dinamikus szinkronizációt tart fenn a nagy sebességű nyitási és zárási ciklusok során.

A vezérlési architektúra integrációja közvetlenül ipari Ethernet hálózaton keresztül, Profinet segítségével valósul meg a Siemens vezérlőplatformban. Ez az egységes hardveres elrendezés kiküszöböli a különböző gyártóktól származó időzítési eltéréseket és a szabályozási körök hangolási pontatlanságait, megkönnyítve a determinisztikus mozgáskoordinációt a szomszédos kollaboratív robottal. A 3D optikai látórendszerrel irányított robot valós időben korrigálja az alkatrészek pozícióeltéréseit, így mechanikai lökések nélkül helyezi be a mikroszkopikus méretű próbatesteket a kamrába.

Kiegészítő kontextus
Ez a szakasz olyan műszaki adatokat és versenytársi összehasonlító elemzést részletez, amely nem szerepelt az eredeti termékbejelentésben.

Az ipari, zajszigetelt tesztcellákban a pneumatikus hengerek és a hagyományos lineáris közvetlen hajtások jelentik a golyósorsós elektromos aktuátorok megszokott alternatíváit. A pneumatikus hengerek beszerzési költsége alacsonyabb, de hiányzik belőlük a többpontos pozícióprogramozhatóság, a véghelyzeti csillapítás pedig akár 70–80 dB(A) akusztikai impulzusokat is kelthet, hacsak nem csillapítják összetett külső hangterelőkkel. A vasmagos lineáris motorok nagy gyorsulást és egyenletes sebességprofilt nyújtanak, a nagy tömegekkel szembeni folyamatos, nagy tartóerőt igénylő alkalmazások azonban jelentős hőleadással járnak, ami hőtágulási eltolódást idézhet elő az érzékeny félvezető-tesztelési környezetekben. A szinkronizált, hántolt golyósorsós elektromechanikus aktuátorok kiegyensúlyozott mechanikai alternatívát képviselnek: mikrométeres tűréshatáron belüli ismételhető pozicionálást, mechanikai önzáró képességet és olyan szabályozott lassítási profilokat biztosítanak, amelyek a háttér mechanikai gerjesztését a környezeti laboratóriumi zajszint alatt tartják.

Szerkesztette: Evgeny Churilov, Induportals Media – Mesterséges intelligencia által adaptálva.

www.hiwin.de