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洁净机器人
2013-12-05 15:04:52  作者:特别报道  来源:智造网—助力中国制造业创新—idnovo.com.cn
  •   随着科学技术的快速发展,特别是半导体,电子,生物医药的工业的不断发展。现代工业发展和现代科学实验越来越需要微型化,精密化,高纯度化,高质量和高可靠性。产品的微型化需要一种“洁净的生产环境”。

  随着科学技术的快速发展,特别是半导体,电子,生物医药的工业的不断发展。现代工业发展和现代科学实验越来越需要微型化,精密化,高纯度化,高质量和高可靠性。产品的微型化需要一种“洁净的生产环境”。

  洁净机器人广泛应用于生产加工需要洁净环境的新兴行业,如半导体,电子,医药,平板显示,太阳能等。洁净机器人是一种工作在洁净环境中,用于完成特定的搬运任务的机器人。其特殊的用途要求其运动必须满足以下要求:一是高速运行,以缩短系统整个制造过程的时间;二是,平稳无振动,以控制空气中分子级别颗粒的污染;三是,高精度,以提高晶圆加工的质量,降低生产成本。它结构上是圆柱坐标系结构,可完成竖直方向的上下运动,沿竖直轴的旋转运动,还有个手臂(洁净机械手)用来完成水平方向的伸缩运动。

  洁净机械手是个平面关节三连杆结构,其伸缩运动中结构要发生变化,从而转动惯量要发生变化。而转动惯量是直接影响运动控制系统动态性能的一个参数,有必要对作为负载的洁净机械手的转动惯量进行分析计算,以确定它对运动控制系统的动态性能影响程度,也是设计控制方法必须要考虑的问题。

  由于洁净机械手的平面关节连杆机构运动的复杂性,不能通过各连杆转动惯量单独计算然后叠加的方法来直接计算总的等效转动惯量,本文利用动能公式间接进行计算出洁净机械手运动到各个位置处的转动惯量,从而确定了负载转动惯量与位置的关系。为下一步具体控制方法的设计作了准备。为消除负载转动惯量变化对控制系统性能的影响,也已经有了多种控制方法。

  关键技术包括:

  (1)洁净润滑技术:通过采用负压抑尘结构和非挥发性润滑脂,实现对环境无颗粒污染,满足洁净要求。

  (2)高速平稳控制技术:通过轨迹优化和提高关节伺服性能,实现洁净搬运的平稳性。

  (3)控制器的小型化技术:根据洁净室建造和运营成本高,通过控制器小型化技术减小洁净机器人的占用空间。

  (4)晶圆检测技术:通过光学传感器,能够通过机器人的扫描,获得卡匣中晶圆有无缺片、倾斜等信息。


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