硅片传输机器人设计及轨迹规划

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要集成电路(IC)产业已成为世界经济的基础，IC装备是IC产业的必要支撑。硅片传输机器人是IC装备的核心技术之一，在硅片加工过程中承担着定位和传输两项关键任务，其性能的优劣直接影响硅片的生产效率和制造质量，体现整个加工系统的自动化程度和可靠性。因此，硅片传输机器人及其关键技术的研究对IC产业的发展具有重要意义。本文在分析国内外硅片传输机器人发展及研究现状的基础上，对机器入构型进行了探讨和比较，确定R-O型结构为本课题机器人总体方案。根据硅片传输机器人手臂运动特点(径向直线伸缩)，采用带传动精确直线引导机构作为本课题机器人手臂基

2、本模型，对手臂和末端执行器结构做了详细设计。由两套行星周转轮系与连杆机构共同作用来实现末端执行器的径向直线伸缩运动，并对该径向直线伸缩机构进行了运动学和动力学分析。本文硅片传输机器人本体设计包括单臂机器人设计和双臂机器人设计，在单臂机器人设计工作的基础上进行双臂机器人设计。基于硅片传输机器人设计原则，详细设计了单、双臂机器人的R向(径向直线伸缩)、占向(旋转)和z向(升降)传动机构。R向和p向运动采用谐波齿轮减速器减速，提高了机器人结构的紧凑性和重复定位精度，z向运动通过滚珠螺杆来实现。各向运动由相互独立的伺服电机驱动，易于控制。机器人的驱动部件及传动

3、机构均置于基座及手臂内部，提高了机器人本身的洁净等级。基于硅片传输机器人的工作特点，对机器人时间最优轨迹规划进行研究，综合考虑机器人轨迹、速度、加速度等约束条件，针对特定轨迹机械手臂运动提出了一种时间最优加、减速曲线规划方法，并采用该方法对硅片传输机器人大臂运动迸行规划，获得大臂速度曲线。本文设计的单臀硅片传输机器人已完成整机组装和控制系统调试，双臂硅片传输机器人正在加工。调试结果表明，单臂硅片传输机器人满足实际功能要求。关键词：集成电路；机器人手臂；单臂机器人；双臂机器入；轨迹规划硅片传输机器人设计及轨迹规划DesignandTrajectoryPl

4、anningofWaferHandlingRobotk,bstraetIntegratedCircuitOc)manufacturinghasbecomethebasisofworldeconomyandICequipmentsaretheindispensablesupportofICmanufacturing．Waferhandlingrobotisoneofthecorl!：technologiesinICequipments，whichexecutethekeytasks：locationandhandlingwafersinwafersfab

5、rication．Astheimportantcomponent,waferhandlingrobotsaffectproductionefficiencyandmanufacturingqualityofwafers，andshowtheautomationandreliabilityofthetotalprocessingsystem．SotheresearchofwaferhandlingrobotisofagreatsignificancetothedevelopmentofICmanufacturing．Withrespecttothewaf

6、erhandlingrobot,basedOnthesurveyofdevelopmentandpresentresearchsituation,therobotcongfigurationsarestudiedandcompared,andtheR-Oisadopted．Accordingtothemovementcharacteristicsofwaferhandlingrobotarms(radiallinearstretelaing)，choosebelttransmissionpreciselineargl】i豳glinkagemechani

7、smsasthebasicmodel．Thearmsandend-effectorstructures，whichUSetWOcorrelativeplanetarygeartrainsandlinkagemechanismsforrealiziagtheradiallinearstretchingmovementofend-effeetor,aredesignedindetail．Thenthekinematicsanalysisanddynamicsanalysisoftheradiallinearstretchingcomponentarcdis

8、cussed．Thedesignsofsingle-ain'tanddual-armwafer