学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

晶圆传输机器人关键控制技术研究

作　者: 吴明月
导　师: 刘延杰
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 晶圆传输机器人控制轨迹规划运动学标定
分类号: TP242.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 105次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

集成电路(IC)是电子信息产业的核心,是推动国民经济和社会信息化发展的高新技术之一。IC制造装备技术是IC产业得以快速发展的重要基础技术。晶圆传输系统是IC装备中必不可少的组成部分,其中的晶圆传输机器人是晶圆传输系统的关键部件,主要承担着晶圆的精确定位与快速、平稳搬运任务。基于晶圆传输机器人的作业需求,结合国内外现有技术,本文主要在晶圆传输机器人运动学与动力学建模、快速平稳轨迹控制、误差标定技术方面对其进行了深入的研究。在数学建模方面,对晶圆传输机器人进行了运动学分析及动力学分析,建立了机器人运动学模型包括位置正解、位置逆解、速度及加速度模型,为误差分析及标定提供了理论基础,并分析了机器人运动空间及末端点分辨率;基于拉格朗日方程建立了机器人动力学模型,分析了机器人的各个关节所需的最大关节速度及关节力矩,并进行了刚体动力学仿真,为控制系统设计提供了理论依据。在快速平稳轨迹控制方面,搭建了晶圆传输机器人控制系统的硬件及软件系统;结合机器人硬件系统结构以及示教工作方式,完成了机器人路径自动生成的算法,并进行了仿真;结合自动生成的路径,完成了末端基于时间最优的快速平稳轨迹控制算法,对轨迹进行了仿真,并编写了相关程序。在误差分析及标定方面,分析了影响机器人末端定位精度的主要因素,确定了机器人的误差源,据此建立了机器人的误差模型;基于机器人的误差模型,分析了各个误差源对末端定位精度影响的灵敏度,提出机器人位置精度补偿方法;基于机器人的误差模型,结合机器人的特点,确定了机器人的标定方案及几何参数的辨识方法。本文搭建了实验系统,对机器人进行了轨迹振动测试实验和标定实验,对末端误差进行了补偿,并对机器人的性能进行了测试。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 课题的研究目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-16
    1.2.1 晶圆传输机器人发展现状  10-14
    1.2.2 晶圆传输机器人轨迹控制技术研究现状  14-15
    1.2.3 误差分析与标定技术研究现状  15-16
  1.3 主要研究内容  16-18
第2章晶圆传输机器人建模  18-31
  2.1 晶圆传输机器人结构及性能要求  18-20
    2.1.1 晶圆传输机器人结构  18-19
    2.1.2 晶圆传输机器人的性能要求  19-20
  2.2 晶圆传输机器人运动学分析  20-24
    2.2.1 晶圆传输机器人运动学建模  20-22
    2.2.2 晶圆传输机器人运动空间及分辨率分析  22-24
  2.3 晶圆传输机器人动力学分析  24-30
    2.3.1 晶圆传输机器人动力学模型  24-27
    2.3.2 晶圆传输机器人刚体动力学数值仿真  27-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章晶圆传输机器人快速平稳轨迹控制  31-48
  3.1 晶圆传输机器人控制系统设计  31-34
    3.1.1 晶圆传输机器人控制系统硬件实现  31-33
    3.1.2 晶圆传输机器人控制系统软件实现  33-34
  3.2 晶圆传输机器人快速平稳轨迹规划  34-47
    3.2.1 晶圆传输机器人路径自动生成算法  34-38
    3.2.2 特定路径下时间最优轨迹规划原理  38-42
    3.2.3 晶圆传输机器人快速平稳轨迹规划  42-43
    3.2.4 仿真实验  43-47
  3.3 本章小结  47-48
第4章晶圆传输机器人误差分析及标定  48-58
  4.1 晶圆传输机器人误差分析  48-54
    4.1.1 晶圆传输机器人误差模型建立  48-52
    4.1.2 晶圆传输机器人误差灵敏度分析  52-54
  4.2 晶圆传输机器人标定  54-57
    4.2.1 机器人运动学标定原理  54-56
    4.2.2 晶圆传输机器人标定仿真  56-57
  4.3 本章小结  57-58
第5章晶圆传输机器人实验研究与性能测试  58-67
  5.1 晶圆传输机器人实验系统搭建  58-59
  5.2 晶圆传输机器人快速平稳轨迹振动测试实验  59-61
  5.3 晶圆传输机器人标定实验  61-64
    5.3.1 末端位置测量方案及测量坐标系确定  61-62
    5.3.2 标定前机器人末端的定位误差  62-63
    5.3.3 分步标定及误差补偿  63-64
  5.4 晶圆传输机器人动力学参数辨识实验  64-66
  5.5 晶圆传输机器人性能测试  66
  5.6 本章小结  66-67
结论  67-68
参考文献  68-73
附录  73-75
致谢  75

晶圆传输机器人关键控制技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文