晶圓傳輸機器人魯棒控制技術(shù)研究.pdf

1、集成電路(Integrated Circuit，IC)產(chǎn)業(yè)是信息社會經(jīng)濟發(fā)展的基石，社會進步的基礎(chǔ)，國際競爭的籌碼和國家安全的保障。而IC制造裝備是IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支柱，其中晶圓傳輸機器人是 IC制造裝備的重要組成部分，主要承擔著晶圓的精確定位與快速、平穩(wěn)搬運任務。本課題結(jié)合國家973課題《復雜環(huán)境下大尺寸超薄晶圓的高效穩(wěn)定傳輸原理及實現(xiàn)》(2009CB724206)，從控制的精確性和穩(wěn)定性出發(fā)，研究針對晶圓傳輸機器人的控制方法。

2、　　傳統(tǒng)的晶圓傳輸機器人采用減速機構(gòu)實現(xiàn)執(zhí)行電機和被驅(qū)動軸的連接，這種機構(gòu)存在精度差、可靠性差、剛度差等缺點，因此本文在研究分析了國外的直接驅(qū)動型晶圓傳輸機器人結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了R-T型直驅(qū)機器人，并對其傳動原理進行了分析。為了實現(xiàn)對機器人的控制，進行了機器人運動學和動力學建模，并分析了提高電機控制的精度對提高機器人末端手軌跡跟隨精度的重要性。
　　由于機器人系統(tǒng)的參數(shù)誤差和建模時忽略的動態(tài)特性等原因，建立的動力學模型必然存在模

3、型誤差，且外部干擾的存在以及直接驅(qū)動電機控制的特殊性，常規(guī)的PID控制方法很難滿足晶圓傳輸高精度的控制要求。本文針對R-T型晶圓傳輸機器人，在PD加前饋控制和計算力矩控制的基礎(chǔ)上，引入了魯棒補償控制算法，并對魯棒控制器的表達式和魯棒控制方法的誤差收斂性進行了推導。
　　根據(jù)控制算法對硬件的要求，開發(fā)了適用于該直驅(qū)型晶圓傳輸機器人的基于DSP的完全開放式運動控制器。該運動控制器采用上位PC機加下位DSP的分級結(jié)構(gòu)，上位機主要對機器人