论文部分内容阅读
晶圆传输机器人是IC产线的核心智能设备,其生产效率直接影响整个产线的生产产能。合理高效的运动轨迹不仅有利于提高产线效率,也有利于机器人的运动控制。机器人关节运动轨迹曲线的优劣将直接影响机器人的末端抗振性能。对机器人的运动轨迹规划问题进行研究是晶圆传输机器人研究开发的基础性研究。 在分析国内外晶圆机器人研究基础上,根据轨迹规划研究基本方法,分析一种晶圆传输机器人的运动实现原理。使用D-H方法建立机器人正运动学模型,求解其运动学正解。提出一种基于中间正解的几何矢量逆解求解方法,使用二次中间正解迭代求解双臂晶圆机器人的运动学逆解,通过三次中间正解迭代求解一种末端翻转的多轴单臂晶圆机器人运动学逆解,所提出的逆解求解算法在两种不同多轴机器人上的应用,验证该逆解方法的通用性和准确性。之后根据拉格朗日动力学方程,建立双臂晶圆传输机器人的动力学方程,对机器人的关节扭矩控制进行讨论。 根据机器人的工况任务和结构特点,对机器人运动首先进行笛卡尔空间下的路径规划,规划出每个运动步骤中的末端运动曲线,根据规划路径,使用运动学逆解方法,提取各关节运动约束条件。在关节运动约束条件下,在关节空间规划机器人关节运动轨迹。分别使用直线加速的三次曲线和抛物线加速的四次曲线规划机器人在规定约束下的关节连续运动轨迹,使用ADAMS对比仿真两种曲线的抗振性能,优选使用四次运动益线规划机器人关节轨迹。在运动总时间和总角度约束条件下,提出一种综合关节电机扭矩限制和关节运动能量消耗的最优四次曲线生成算法。对比最优加速时间和非最优加速时间下的ADAMS仿真关节扭矩、关节能耗值,分析最优曲线生成算法的性能。