硅片传输机器人多轴运动控制器的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要硅片传输机器人是在硅片；bn-r生产线中负责硅片传输和定位的关键设备。硅片相关产品市场需求量的增加和硅片尺寸的变大、变薄对硅片传输机器人工作的快速性、平稳性提出了更高的要求。运动控制器作为机器人的重要组成部分，它的控制性能的好坏直接影响到机器人的工作性能。在研究了国内外各种运动控制方案的基础上，本文提出了一种应用在硅片传输机器人上的开放式运动控制器设计方案。该控制器以DSP为核心处理元件，CPLD为辅助处理原件，并设计了相应的外围电路，可以同时实现三个电机的位置和速度控制。首先，本文介绍了

2、国内外运动控制系统的发展和研究现状，分析了各系统的特点，探讨了控制系统的发展趋势；其次，介绍了硅片传输机器人的结构及性能指标，在分析了所用伺服电机及驱动器技术性能的基础上，提出了运动控制器总体设计方案。该控制器采用PCI和SCl两种通讯方式，并能实现位置控制和速度控制。再次，分两部分介绍了整个运动控制器的硬件结构设计，并绘制了运动控制器的硬件原理图及PCB图。通讯模块中该控制器可设计为嵌入式，插入到PC机的PCI插槽中与PC机进行PCI通讯；也可设计为单板式，通过SCI接口进行SCI通讯。控制模块中采用DSP+CPL

3、D结构，实现了对三个电机的位置、速度控制及编码器反馈信号处理。最后，对各种轨迹规划方法及控制策略进行分析，确定了时间-冲击综合最优轨迹规划+增量式PID控制的控制方略，并介绍了控制器软件总体结构设计。关键词：开放式运动控制器；硅片传输；机器人；DSP；PCIResearchonMulti-axisMotionControlCardofWafer．handlingRobotAbstractWafer-handlingrobotisakeyequipmentinWafermanufacturingindustry．Iti

4、sresponsiblefortransmissionandlocationofsemi．conductoramongvariouswaferprocesses．Astheincreaseofrequirementandchangesofwafers’sizes．thewafer-handlingrobothastomoverapidlyandsmoothly．Con901systemiSamajorpartoftherobot．anditsperformancedirectlyimpactsproductionef

5、ficiencyandmanufacturingquality．Basedonresearchofvariousmotioncontrolways，thispaperprovidesatypeofopen-architecturemotioncontrolsystem．ThecardusesDSP+CPLDasthecorecomponentsanddesignsaseriesofperipheralelectriccircuits．ItCancongolthreeservo-motionsatthesametime

6、．Firstly,thispaperintroducesthedevelopmentandresearchsituationofmotioncontrolsystem，analyzestheircharacteristics，anddiSCUSSeSthedevelopmenttrends．Secondly,introducingthestructureandcharacteristicofthewafer-handlingrobot，basedonanalyzeofservo-motionsandcontrolle

7、rs，thisPapergivesthestructureoftheoverallframework，presentingdetailsofthehardwarecontroller．nliScardCanconnecttotheindustrialcomputerthroughthePCIbusortheSCIbustocompleteaspecificfunction．suchasthepositionandspeedofmotorcontrolbasedonthereceivedinstructions．Thi

8、rdly,thispaperintroducestheholehardwarecircuitdeignofthemotioncontrolcard．ThecommunicationmoduleincludesPCIandSCIbus．ThecardCanbeinsertedintothePCIslotofPCorbeconnectedtothe