晶圓傳輸機(jī)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(jì)發(fā)展的基石，社會進(jìn)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(jī)器人是 IC制造裝備的重要組成部分，主要承擔(dān)著晶圓的精確定位與快速、平穩(wěn)搬運(yùn)任務(wù)。本課題結(jié)合國家973課題《復(fù)雜環(huán)境下大尺寸超薄晶圓的高效穩(wěn)定傳輸原理及實(shí)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(jī)器人的控制方法。

2、　　傳統(tǒng)的晶圓傳輸機(jī)器人采用減速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行電機(jī)和被驅(qū)動(dòng)軸的連接，這種機(jī)構(gòu)存在精度差、可靠性差、剛度差等缺點(diǎn)，因此本文在研究分析了國外的直接驅(qū)動(dòng)型晶圓傳輸機(jī)器人結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了R-T型直驅(qū)機(jī)器人，并對其傳動(dòng)原理進(jìn)行了分析。為了實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的控制，進(jìn)行了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模，并分析了提高電機(jī)控制的精度對提高機(jī)器人末端手軌跡跟隨精度的重要性。
　　由于機(jī)器人系統(tǒng)的參數(shù)誤差和建模時(shí)忽略的動(dòng)態(tài)特性等原因，建立的動(dòng)力學(xué)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(dòng)電機(jī)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(jī)器人，在PD加前饋控制和計(jì)算力矩控制的基礎(chǔ)上，引入了魯棒補(bǔ)償控制算法，并對魯棒控制器的表達(dá)式和魯棒控制方法的誤差收斂性進(jìn)行了推導(dǎo)。
　　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(jī)器人的基于DSP的完全開放式運(yùn)動(dòng)控制器。該運(yùn)動(dòng)控制器采用上位PC機(jī)加下位DSP的分級結(jié)構(gòu)，上位機(jī)主要對機(jī)器人