При словах “промышленный робот” фантазия обычно рисует огромные тяжёлые механизмы. Однако в последнее время чаще требуется осваивать выпуск изделий микронных размеров, и роботы для этого нужны соответствующих масштабов. Одним из них стал миниатюрный промышленный робот Parvus, созданный в Техническом университете Брауншвейга при участии Национальной физической лаборатории Германии. Малютка собирает микроэлектромеханические схемы (MEMS) для координатно-измерительных машин (CMM, co-ordinate measuring machines) нового поколения. Посмотрите на него в действии!

В современном производстве с каждым годом растёт доля микро- и нанотехнологий, прогресс в которых невозможен без точного контроля размеров используемых при сборке компонентов. Поэтому CMM крайне востребованы, но до недавнего времени обладали значительными недостатками.

Слабым местом использования координатно-измерительных машин были их несопоставимо большие габариты и погрешности. Другим негативным фактором часто называли влияние нежелательных слабых взаимодействий между микрозондом и веществом, искажающее результаты измерений и ограничивающее спектр применения. К тому же контактный способ определения размеров мог привести к повреждениям измеряемого объекта.

Координатно-измерительная машина на базе MEMS

Похоже, эти проблемы остались в прошлом. Собираемые роботом MEMS – это бесконтактные крошечные зонды площадью менее 16 мм 2 с высочайшей на сегодня точностью измерения среди подобных устройств – величина погрешности составляет менее 100 нм.

Бесконтактный способ определения размеров возможен благодаря высокочастотной вибрации зонда. Каждый изгиб длиной 2 мм и шириной 0,2 мм покрыт полимерной плёнкой с пьезоэлектрическими свойствами. Поэтому изгибы могут выполнять роль микроприводов, деформируя пластинку под действием напряжения.

В обратном режиме работы устройство становится сенсором и переводит механическую энергию сгибания в электрические импульсы.

В лабораторных условиях робот изготавливает одну CMM за полчаса, однако при интеграции в поточную линию сможет сократить время до пяти минут.