晶圆传输真空机械手示教系统的设计与实现

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1、上海交通大学硕士学位论文晶圆传输真空机械手示教系统的设计与实现硕士研究生：李玉洁学号：1110209283导师：刘品宽教授副导师：张波副教授申请学位：工学硕士学科：机械工程所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2014年2月授予学位单位：上海交通大学ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterResearchontheDesignofWaferHandlingRobotTeachingSystemCandidate：YujieLiStudentID:1110209

2、283Supervisor：Prof.PinkuanLIUAssistantSupervisor:Prof.BoZHANGAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty：MechatronicEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：February,2014Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文晶圆传输真空机械手

3、示教系统的设计与实现摘要半导体技术的发展决定了工业的繁荣程度。晶圆在半导体行业中起到了支柱作用，因此得到了愈来愈多的重视。生产晶圆需要在在真空腔室内传递，洁净间的特殊要求以及设备内部的真空构造加之高精度的操作，对机械手的控制提出了很严格的要求。真空机械手是一种在真空环境下工作的机器人，主要用于半导体工业中，实现晶圆在真空洁净环境下的运输。示教盒是晶圆传输机械手控制系统的重要组成部分。操作者通过示教盒完成对机械手下达运动指令，获得机械手各个位置信息，危险情况下急停机械手等动作。传统的示教盒多采用单片机或者PLC来实现功能，总体来说功能比较单一，操作步骤比较冗杂

4、，人机界面不够友好，反应速度不够迅速。本研究将普遍适用于掌上设备的ARM+Linux方案应用于工业机器人示教功能，很好的解决了上述问题。创新性的设计减小了示教盒的体积，丰富了设备的功能，并且为再次开发和重复开发提供了良好的条件。随时可以根据实际生产需求进行调整，同时将嵌入式系统的方案应用于示教盒的新思路也得到了有效验证。本文完成真空机械手控制系统示教盒的总体框架，以AT9G45为核心设计示教系统硬件系统，它主要包括微处理器模块、存储器模块、人机接口模块及通讯接口模块。基于嵌入式Linux操作系统和Qt开发工具设计示教系统的人机交互界面及通讯接口驱动。通过与机

5、器人控制部分的连接调试。验证了示教系统硬件设计和软件设计的可行性。关键词：晶圆传输真空机械手、示教盒、ARM9、嵌入式Linux、QtI摘要II上海交通大学硕士学位论文RESEARCHONTHEDESIGNOFWAFERHANDlINGROBOTTEACHINGSYSTEMABSTRACTWaferindustryisoneofthemostimportantpillarindustriesinthisarea,whichleadingtomoreandmoreattention.Whentheproduceofwaferisfinished,thewafe

6、rshouldbetransmittedindifferentvacuumchambers.Foreverychamber,thesituationisabsolutelyclean,atthesametime,theoperationisalsoveryaccurate.Thatmeanstherequirementsandstandersforrobotsaremuchmorerigorous.Vacuumrobotisakindofrobotwhocanworkinvacuum,mainlyusedinsemiconductorelectronicma

7、nufacturing.Itcantransmitwafersunderthevacuumsituation.AsanimportantpartoftheVacuumRobot,theTeachingboxsystemisusedtoteachrobotandsetparameter.Theoperatorsendactionorderstorobotthoughteachingbox,ontheotherhand,hecangetinformationofrobotformthebox.Teachingboxcanstoptherobotintheemer

8、gency.Thetraditionalteachi