uvw平台及其视觉对准系统的研究

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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