晶圆搬运机械手的运动学仿真与轨迹规划

本文主要探讨了一种晶圆搬运机械手的运动学仿真研究，针对实际工业应用中的挑战，尤其是在半导体工厂中，晶圆搬运过程中对精确运动控制的需求。首先，文章详细介绍了机械手的设计，包括其三维建模，借鉴人体手臂的结构，由执行机构、驱动机构和控制机构构成。执行机构由大臂、腕部和手爪组成，通过关节连接实现运动传递和转换，驱动机构由四个并联电机驱动，确保了机械手的多维度运动，如上下、旋转和平移。 机械手的运动原理分析中，强调了末端执行器的独立工作以及它们之间的协同作用。电机1-3分别驱动不同的轴，使得大臂、腕部和手爪能够按照预设轨迹运动。电机4则控制丝杠和滑块，进而控制末端执行器的高度。轨迹规划是关键环节，通过将机械手的动作分解为抓取、移动、释放和旋转四个步骤，实现了对搬运过程的精确控制。 作者利用计算机辅助仿真技术，如ADAMS软件，对这种复杂的机械手运动学进行仿真研究。这种方法相比传统的物理样机制作和调试，可以节省大量的时间和成本，提高设计效率和精度。通过仿真，可以预先测试机械手在各种预期工况下的性能，优化运动策略，确保在搬运晶圆时能实现快速、准确和高效。 本文的核心内容在于深入解析了晶圆搬运机械手的运动学模型，通过数学计算得出运动方程，并借助仿真工具进行运动轨迹规划，以解决实际生产中的精确控制问题，对于提升半导体工厂的自动化水平和技术效率具有重要意义。