学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

晶圆传输机器人振动分析与轨迹控制

作　者: 徐国宝
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: 晶圆传输机器人动力学建模振动分析轨迹规划
分类号: TP242.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 46次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

一。IC制造装备业的快速发展要求晶圆传输机器人高速运动,从而增加了机器人运动过程中对其支撑框架的冲击。另一方面,IC生产线的特殊性对振动提出了更高的要求。针对晶圆传输机器人高速运动时产生的对其支撑框架的冲击问题,结合国家科技重大专项——用于光刻机的硅片传输机械手关键技术攻关及样机研制(项目编号为2009ZX02012-002),本课题深入讨论了影响机器人振动的各种因素,并从机器人结构和轨迹控制两个角度提出了减小振动的方法。首先根据机器人结构形式和传动原理,考虑到谐波减速器和同步带的柔性,分别在T轴和R轴处添加扭转弹簧,按照D-H方法建立五自由度“刚性杆-柔性关节”动力学模型。推导了运动学方程和动力学方程,利用MATLAB软件编写了动力学计算公式。利用ADAMS仿真软件建立虚拟样机,输入各电机运动参数,以输出的关节力/力矩曲线为指标,对比ADAMS与MATLAB的计算结果,从而验证模型的正确性,并评估模型的适用范围。利用建立的模型分析了机器人结构和电机运动对机器人振动的影响。根据仿真结果优化了机器人手臂结构;分析了T轴和R轴电机按照不同速度曲线运动时机器人的振动情况,为轨迹规划提供依据。在振动分析的基础上,对机器人末端手轨迹进行了规划。文章给出了两种路径下三种轨迹的控制算法,比较无插补运动、定步长插补运动和定时插补运动三种轨迹控制策略下机器人的振动情况,分析了振动差异的原因。最后搭建了实验系统硬件电路,编写了电机调试界面,对轨迹控制的结论进行了验证。实验表明,电机按照定时插补运动时机器人振动最小;三种轨迹控制策略下机器人振动均满足技术指标,并且与无插补运动相比,采用两轴插补方式可以明显减小机器人振动。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题背景  9-11
    1.1.1 集成电路的发展及IC 制造业现状  9-10
    1.1.2 晶圆传输机器人简介  10-11
  1.2 课题研究目的和意义  11-13
  1.3 国内外研究现状  13-16
    1.3.1 机械系统振动一般研究方法  13-15
    1.3.2 晶圆传输机器人振动研究  15-16
  1.4 课题来源和研究内容  16-17
第2章晶圆传输机器人动力学建模  17-37
  2.1 引言  17
  2.2 机器人结构及传动原理分析  17-18
  2.3 刚柔耦合动力学模型  18-21
    2.3.1 建模依据  18-19
    2.3.2 模型及参数说明  19-21
  2.4 模型分析  21-31
    2.4.1 运动学计算  21-23
    2.4.2 动力学计算  23-31
  2.5 模型验证与评估  31-35
  2.6 本章小结  35-37
第3章晶圆传输机器人振动分析  37-47
  3.1 引言  37
  3.2 振动因素归纳  37-38
  3.3 机器人结构对振动影响  38-43
    3.3.1 结构分析  38
    3.3.2 手臂长度对振动影响  38-40
    3.3.3 手臂宽度对振动影响  40-43
  3.4 机器人运动对振动影响  43-45
    3.4.1 T 轴运动对振动影响  43-44
    3.4.2 R 轴运动对振动影响  44-45
  3.5 本章小结  45-47
第4章晶圆传输机器人轨迹控制  47-57
  4.1 引言  47-48
  4.2 轨迹控制算法实现  48-53
    4.2.1 路径规划  48-50
    4.2.2 轨迹规划  50-53
  4.3 实验验证  53-56
    4.3.1 实验系统搭建  53-55
    4.3.2 轨迹控制实验验证  55-56
  4.4 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-62
致谢  62

晶圆传输机器人振动分析与轨迹控制

内容摘要

全文目录

相似论文