集成电路(IC, Integrated Circuit)产业已经成为世界经济发展的基础，相应的IC制造装备也成为高技术装备产业支撑。大尺寸硅片超精密磨床是IC加工制造过程的必要设备之一，其传输系统的核心是硅片传输机器人，在IC加工制造过程中负责硅片在不同工位间的传输与定位，其性能的好坏是影响大尺寸硅片超精密磨床生产效率和加工质量的重要性能指标，直接体现硅片生产过程的自动化程度和可靠性，对集成电路产业的发展具有重要意义。本文针对硅片传输机器人高精度、高效率和高可靠性的要求，对硅片传输机器人动态仿真及机器人手臂轨迹优化进行了深入研究。首先，在分析国内外硅片传输机器人分类、发展及研究现状的基础上，通过对R-θ型机器人和SCARA型机器人的比较，最终确定了R-θ型结构机器人为本课题的研究对象，并根据硅片传输机器人手臂径向直线伸缩运动特点，选择带传动的行星轮系为机器人手臂基本模型。然后，根据带传动的行星轮系机构传动原理，建立了手臂径向直线伸缩运动学模型，并对该模型进行运动学、动力学分析。为硅片传输机器人的动态仿真及轨迹优化提供了理论基础。接着，在Microsoft Visual Studio2008环境下，以Pro/toolkit技术为工具，开发了硅片传输机器人动态仿真系统。实现了硅片传输机器人作业过程的动态仿真，将机器人运动以动画的形式展现出来，实现了机器人运动轨迹和运动干涉的检测。最后，根据动态仿真分析结果，在满足硅片传输机器人运动轨迹、速度及加速度的约束下条件，针对机器人手臂特定的运动轨迹采用了时间最优的轨迹优化方法，并完成了机器人大臂时间最优加、减速轨迹优化，获得了硅片传输机器人大臂速度曲线，实现了硅片传输机器人时间最优轨迹优化。