硅片傳輸機(jī)器人手臂的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、硅片傳輸機(jī)器人是IC制造過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備之一，負(fù)責(zé)半導(dǎo)體硅片在各個(gè)工序之間的傳輸與定位，其工作性能直接影響硅片的生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量。硅片傳輸機(jī)器人手臂是機(jī)器人的核心，它的性能決定了機(jī)器人的位置精度。針對(duì)硅片傳輸任務(wù)高穩(wěn)定性、高可靠性的要求，對(duì)硅片傳輸機(jī)器人手臂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)硅片傳輸機(jī)器人的深入研究具有重要意義。 本文首先分析了國(guó)內(nèi)外硅片傳輸機(jī)器人和結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的研究及發(fā)展現(xiàn)狀，提出將結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法應(yīng)用于硅片傳輸機(jī)器人手臂

2、的設(shè)計(jì)?；谕?fù)鋬?yōu)化的基本原理，對(duì)連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法及優(yōu)化求解數(shù)值算法進(jìn)行了研究，探討了拓?fù)鋬?yōu)化中的數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象及其解決方法，研究了濾波法相關(guān)公式。 其次，根據(jù)硅片傳輸機(jī)器人的構(gòu)型與設(shè)計(jì)原則，建立了機(jī)器人手臂的模型，對(duì)硅片傳輸機(jī)器人的徑向直線伸縮運(yùn)動(dòng)展開分析，提出了實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，并對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。設(shè)計(jì)了硅片傳輸機(jī)器人的手臂結(jié)構(gòu)，建立了手臂的有限元模型，對(duì)手臂進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性分析，得出了硅片傳輸機(jī)器人手臂低階模

3、態(tài)與振型。 然后，針對(duì)硅片傳輸機(jī)器人手臂快速運(yùn)動(dòng)容易產(chǎn)生機(jī)構(gòu)本體振動(dòng)的問(wèn)題，基于拓?fù)鋬?yōu)化理論，提出了一種硅片傳輸機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法。采用有限元方法建立硅片傳輸機(jī)器人手臂的模型，應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)手臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，使得臂體的結(jié)構(gòu)總?cè)岫戎禍p小，即增加了結(jié)構(gòu)的剛度。 最后，根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化云圖建立了手臂的新型結(jié)構(gòu)，并對(duì)新的手臂模型進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性分析，結(jié)果表明手臂的低階固有頻率得到了提高，改進(jìn)了硅片傳輸機(jī)器人手臂