Kontrola temperatury w inteligentnym zakładzie produkcyjnym
Budowa inteligentnego zakładu produkcyjnego nie polega tylko na umieszczeniu kilku czujników obok narzędzi i liczeniu na najlepsze rezultaty. Chodzi raczej o zmianę sposobu patrzenia na problem temperatury.
W procesie obróbki płytek krzemowych stosujemy systemy bezkontaktowe oparte na promieniowaniu podczerwonym. Zaletą tych systemów jest to, że nie dotykają one płytki krzemowej. Brak kontaktu oznacza brak zanieczyszczeń. Ponadto nie musimy się martwić o to, że czujnik będzie funkcjonować jak radiator i zakłócać wyniki pomiarów. Czujnik po prostu monitoruje sytuację z odległości.
Mapowanie temperatury w formie cyfrowej
Oto jak to właśnie działa: system podczerwony wykrywa promieniowanie emitowane przez powierzchnię płytki krzemowej. W nowoczesnych systemach ta surowa energia cieplna jest przekształcana w strumień danych, który może być zrozumiały dla systemu PLC lub SCADA.
Wszystko dzieje się błyskawicznie – w milisekundach. Można natychmiast zauważyć „gorące punkty” na powierzchni płytki o średnicy 300 mm. Jeśli temperatura rośnie zbyt szybko, można natychmiast dostosować moc grzewczą, aby uniknąć deformacji płytki. To naprawdę ogromna zaleta.
Zamknięty obwód sterowania
Inteligentny zakład produkcyjny funkcjonuje dzięki zamkniętemu obwodowi sterowania. Czujniki podczerwone są podłączane bezpośrednio do logiki sterującej narzędziem. System sprawdza temperaturę powierzchni, porównuje ją z wartością docelową i dynamicznie reguluje moc grzewczą. Nie ma już potrzeby zgadywania. W ten sposób powstaje cyfrowe odzwierciedlenie całego procesu termicznego – każda płytka ma swój własny wykres temperatury, co jest przydatne podczas kontroli jakości.
Kompromisy (bo nic nie jest doskonałe)
Precyzja wiąże się jednak z pewnymi trudnościami. Czujniki podczerwone są wrażliwe na charakterystykę emisji ciepła. Jeśli zmienimy powłokę na płytkach lub użyjemy innych materiałów, wartości emisji ulegną zmianie. Jeśli nie dokonamy ponownej kalibracji, zaczniemy widzieć „uczynione z niczego” wartości temperatury.
Ponadto istnieje problem z szybą znajdującą się pomiędzy czujnikiem a płytką krzemową – musi ona być całkowicie czysta. Jeśli na tej szybie pojawią się osady, blokują one sygnał. Wtedy dane są błędne, a my musimy zaczynać od nowa.