硅片傳輸機(jī)械手的改進(jìn)及其定位精度分析.pdf

1、隨著IC裝備自動(dòng)化程度的提高，在磨削、拋光、刻蝕、裝配、包裝等半導(dǎo)體加工過(guò)程中，硅片傳輸機(jī)械手已經(jīng)成為不可或缺的關(guān)鍵裝置，其傳輸過(guò)程的穩(wěn)定性和重復(fù)定位精度直接或者間接地影響著IC元件的加工質(zhì)量。硅片傳輸機(jī)械手機(jī)械本體設(shè)計(jì)的合理性和控制系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和安全性?，F(xiàn)有的硅片傳輸機(jī)械手存在控制系統(tǒng)穩(wěn)定性差、重復(fù)定位精度低等問(wèn)題，使其不能滿足硅片精確定位要求，因此需要進(jìn)一步改進(jìn)。 在闡述了硅片傳輸機(jī)械手的總體結(jié)

2、構(gòu)和傳動(dòng)原理的基礎(chǔ)上，本文對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械手機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，解決了機(jī)械手內(nèi)部走線相互纏繞和帶輪打滑等技術(shù)問(wèn)題；校正了末端臂體，保證了末端執(zhí)行器的徑向直線運(yùn)動(dòng)，提高了機(jī)械手徑向運(yùn)動(dòng)的精度；增加了限位開(kāi)關(guān)，確保了機(jī)械手的安全運(yùn)行；調(diào)整了電機(jī)的控制參數(shù)，使機(jī)械手具有了優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能；根據(jù)脈沖+方向的位置控制模式，對(duì)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器與可編程多軸運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行了硬件連接，進(jìn)而完善了硅片傳輸機(jī)械手試驗(yàn)平臺(tái)，為后續(xù)的硬件調(diào)試、運(yùn)動(dòng)控制和重復(fù)定位精度分

3、析奠定了基礎(chǔ)。 根據(jù)硅片傳輸機(jī)械手的工作原理和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，采用了“PMAC+PC”的控制方案。以PC機(jī)作為上位機(jī)，完成控制系統(tǒng)中的非實(shí)時(shí)任務(wù)；以運(yùn)動(dòng)控制器作為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的控制任務(wù)。調(diào)整過(guò)程中引入了前饋控制，構(gòu)成了具有反饋和前饋的復(fù)合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)整定控制器中的PID參數(shù)，提高了系統(tǒng)的控制精度，使系統(tǒng)伺服特性達(dá)到剛性好、系統(tǒng)穩(wěn)定以及跟隨誤差小的目的。 編寫(xiě)了硅片傳輸機(jī)械手的控制系統(tǒng)軟件，設(shè)計(jì)了便于用戶操作的友好的人

4、機(jī)交互接口界面，增加了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制、運(yùn)動(dòng)程序和PLC程序的調(diào)用、機(jī)械手三軸聯(lián)動(dòng)等功能。 最后，通過(guò)控制程序完成了硅片傳輸機(jī)械手的調(diào)試工作，并對(duì)重復(fù)定位精度進(jìn)行了分析。針對(duì)機(jī)械手的升降、旋轉(zhuǎn)和徑向運(yùn)動(dòng)，在指定位置采集了大量的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，把分析后的數(shù)據(jù)反饋到上位機(jī)控制程序中進(jìn)行補(bǔ)償，提高了硅片傳輸機(jī)械手的重復(fù)定位精度，其徑向重復(fù)定位精度為±0.12mm，旋轉(zhuǎn)重復(fù)定位精度為±0.03°，升降重復(fù)定位精度為±0.04mm，從而保