uvw平台及其视觉对准系统的研究

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时间:2019-03-08

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1、I:海大学硕十学位论文摘要对准系统在当今的半导体装备和LCD制造装备中应用十分广泛,对准精度直接影响着成品的优劣。基于视觉的对准系统可以完成自动化对准,具有对准迅速,高鲁棒性等优点,其涉及了众多研究领域,其中包括精密机械系统,图像处理,运动控制和对准算法研究等等,是一个复杂的技术系统。目前常用的视觉对准系统几乎都是基于XY0串联机构的,由于串联机构存在着误差累加等问题,成为了高精度对准平台发展的瓶颈。鉴于此,本文研发了一个由平面并联机构构成的精密机械系统一IⅣW平台,实现视觉对准高精度控制:论文首先对基于视觉的对准系统进行了讨论,给出了视觉对准系统的一般构成。其次对Uvw平台的机械特

2、性进行了研究,包括平台的机械结构分析,可控性证明,并且给出了平台运动学正解和逆解,成为平台对准算法的理论基础。由于视觉对准系统是通过标记点的对准来完成工件对准的,所以标记点提取精度将直接影响系统的对准精度。本文采用小波去噪的方法对标记点图像进行滤波处理,并采用智能阈值二值化的方法获得二值图像,实验证明获得的待处理图像噪点少,轮廓清晰。其后对标记点定位算法作了研究,提出了边缘法和直接法两种标记定位算法,比较了两种算法的优劣,实际应用中直接法具有运算速度快,鲁棒性能好的优点,从而成为I『VW平台标记点定位优选算法。作为文章的核心部分一对准算法研究,本文建立了基于运动学补偿模型的IⅣW平台

3、校准方法。首先对平台的误差来源进行了分析,指出了PRP关节的对心误差是引起误差的关键,并对其引起的运动学误差进行了详细分析,给出了误差补偿公式,在实验条件下,如果仪存在P舳关节对心误差的情况下对准精度可达0.4,um。然而实际平台包含着各种非线性误差,很难采用解析方法获得完全精确的误差补偿式,故文章提出了采用RBF网络对误差进行了补偿,实验系统证明对准精度可以达到4/am。本论文完整地阐明了UVw平台的机械特性以及对准算法,给出了通用的控制系统软硬件构架,建立了实验系统,为以后深入研究和产品化打下了基础。关键词:uvw平台,视觉对准,小波变换,RBF,并联机构VABSTRACTAli

4、gnmentsystemiswidelyusedinthemanufactureofLCDandSemiconductorindustry,andtheprecisionofthealignmenthasalottodowiththeyieldoftheproducts.Vision-basedalignmentsystemCanfmishautomaticalignmentrapidlyandsteadily,whichinvolvesalotofresearchareas,includingprecisionmachinerysyStem,imageprocess,motionc

5、ontrol,alignmentalgorithmandSOon.Sofar,alotofalignmentsystemsbasedonmachinevisionhavebeenresearched,almostofwhichareusingXYeseriesmechanism.Becauseseriesoneshavetheproblemoferroraccumulation,whichbecomesthebottleneckofhi【曲precision.Thisarticlefocusesonahi.ghprecisealignmentsystembasedonplanepar

6、allelmechanismnamedUVWplatform.Firstofall,thisarticlediscussesthealignmentsystembasedonthemachinevision,andgivesthegeneralstructureofit.Secondly。themechanicalfeamresofIyVWplatformisresearched,includingmechanicalstructureanalysis,controllabilityanalysisandkinematicsanalysis,whichisbasisofthealig

7、nmentalgorithm.Astheprecisionofvision-basedalignmentsystemreliesonthemarkpoints,theextractionofthembecomesveryimportant.Wavelettransformisusedindenoisingtheimage,andintelligentimagebinaryzationisalsousedtogetthebinaryimage.Experim

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