在20世纪九十年代，伴随着IT、家电等行业的迅猛发展，洁净机器人面世了。近几年，半导体、液晶显示器、等离子显示器、计算机硬盘的规格与产量不断提高，导致生产过程中工件的体积和重量越来越大，生产节奏、生产工艺性的要求也越来越高。短短十余年间，液晶显示器的产品已经发展到第8代，玻璃基板尺寸增大了将近十倍，这就对洁净机器人性能提出了更高的要求。而且，相比于传统用途的机器人，如弧焊、点焊、喷涂等，洁净机器人需要更快速的响应不断提升的性能要求。
作为世界上最先进的机器人厂家，安川公司对于这一机器人的新兴应用领域，很早就投入了关注。从一开始，在产品开发、系统整合及市场开拓等方面，就投入了巨大的力量。由于安川在机器人技术和产品开发的雄厚实力，在洁净机器人的产品及应用技术研究上迅速取得了进展。目前，安川的洁净机器人技术及市场竞争能力，在国际上处于遥遥领先的地位，市场份额超过60%。前不久在东京举行的国际机器人展览会上，推出了可适应当前最新型液晶生产的第八代产品需求的大型洁净机器人，受到业内人士的瞩目。

    MOTOMAN洁净机器人，控制器采用MOTOMAN的XRC控制器，而机械结构则结合生产工艺的特点，主要分为两大系列，既CSL系列和CR系列。CR系列是垂直多关节机器人，进行全姿态动作运动；CSL是水平直线及回转运动型机器人，高速度高精度，动作快捷准确。当前大量使用的洁净机器人，以水平动作的机器人居多，因为在工厂里，主工艺装置之间的玻璃基板传送，基本都是平面进行。图1~图4是MOTOMAN的几种主要形式洁净机器人的机型。

 

图1. CSL1200

 

 

图2.CSL1200D

 

 

图3. CSL10-300

 

 

图4. CR50

 

    现以典型的液晶生产线为例，介绍MOTOMAN洁净机器人的使用情况。

 

图5. 液晶生产线工艺布置简图

 

    如图所示，从玻璃原材料进入生产线到产品的出线，玻璃基板要通过一系列的工艺处理过程。在生产线各工艺处理设备之间，玻璃基板的运送与上下料，都需要洁净机器人来完成。

 

    玻璃基板由专用的装运箱送至生产线入口处，在那里设置了取出单元（UNPACKER）。在取出单元，机器人将垂直码放的玻璃板从装运箱取出，再水平放置于传送带上。由于玻璃需要从垂直放置改变为水平放置，在取出单元使用的是CR系列的垂直多关节机器人，以便于工件姿态的灵活变化。传送带将玻璃送至卸料单元。

 

    在卸料单元（UNLOADER），机器人将玻璃从摆放位置移动至转运架（CASSETTE）内。卸料单元内的机器人是水平多关节的结构，也就是CSL系列。因为在玻璃进入生产线后，都是平面摆放形态进行移动。在各个工位间转运架再被移放至可以在生产车间内运行的小车，比如AGV或者RGV上。再由小车运送至每一个工艺处理设备处。在工艺设备处，通常都有上料单元（LOADER）。小车上的转运架被放至上料单元内，经过定位和固定后，由洁净机器人将玻璃抓取出来，移放到工艺设备上。该工位的工艺处理结束后，又通过卸料单元再将玻璃放至转运架内，被移送到下一个工位。也有上料单元和下料单元为同一个单元的情况。

 

    洁净机器人的主要功能，是进行洁净物品的搬运。作为洁净机器人系统，除了要求机器人有很高的运动精度外，对所搬运的物品的自身置放位置定位，也同样有精度要求。在取出单元，CR机器人将玻璃从装运箱抓取出来后，要将玻璃送至固定放置的检测传感器处进行位置检测，并根据检测的结果，进行位置补偿，是玻璃在进入生产线后，有一个基准的定位位置。此外，在每次从转运架将玻璃取下时，还要使用安装在机器人腕端的抓取手叉上的传感器，对玻璃位置进行动态检测，然后在抓取时进行补偿。

 

    为了保证高洁净度的工作条件，除了机器人及周边设备本身采用了大量的洁净措施外，还在上料单元、卸料单元中，引入了经过专门设计空气流，进行尘埃沉降。

 

    经过近十年的研究与开发，MOTOMAN的洁净机器人事业现已进入高速发展阶段，目前国内最大的液晶生产厂家北京京东方使用了130余台、上海广电NEC使用了约50台MOTOMAN洁净机器人，在其他厂家也有不同数量的使用。安川在国内的合资公司首钢莫托曼公司也逐步建立起洁净机器人系统的设计队伍，并为MOTOMAN洁净机器人在国内的应用，提供了有力的技术服务保障。随着我国国民经济的发展，洁净机器人也将会在国内得到广泛的应用。

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