晶圓傳輸真空機(jī)械手示教系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterResearchontheDesignofWaferHandlingRobotTeachingSystemCandidate：YujieLiStudentID:1110209283Supervisor：Prof.PinkuanLIUAssistantSupervisor:Prof.BoZHANGAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty：MechatronicEngineeri

2、ngAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：February,2014Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文晶圓傳輸真空機(jī)械手示教系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展決定了工業(yè)的繁榮程度。晶圓在半導(dǎo)體行業(yè)中起到了支柱作用，因此得到了愈來愈多的重視。生產(chǎn)晶圓需要在在真空腔室內(nèi)傳遞，潔凈間的特殊要求以及設(shè)備內(nèi)部的真空構(gòu)造加之高精度的操作，對(duì)機(jī)械手的控制提出了很嚴(yán)格的要求。真空機(jī)械手是一種在真空環(huán)境下工作的機(jī)器人，主要

3、用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)晶圓在真空潔凈環(huán)境下的運(yùn)輸。示教盒是晶圓傳輸機(jī)械手控制系統(tǒng)的重要組成部分。操作者通過示教盒完成對(duì)機(jī)械手下達(dá)運(yùn)動(dòng)指令，獲得機(jī)械手各個(gè)位置信息，危險(xiǎn)情況下急停機(jī)械手等動(dòng)作。傳統(tǒng)的示教盒多采用單片機(jī)或者PLC來實(shí)現(xiàn)功能，總體來說功能比較單一，操作步驟比較冗雜，人機(jī)界面不夠友好，反應(yīng)速度不夠迅速。本研究將普遍適用于掌上設(shè)備的ARM+Linux方案應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人示教功能，很好的解決了上述問題。創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)減小了示教盒的體積，豐富了設(shè)備的功能，并且為再次開發(fā)和重復(fù)開發(fā)提供了良好的條件。隨時(shí)可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)將嵌入式系統(tǒng)的方案應(yīng)用于示教盒的新思路也得到

4、了有效驗(yàn)證。本文完成真空機(jī)械手控制系統(tǒng)示教盒的總體框架，以AT9G45為核心設(shè)計(jì)示教系統(tǒng)硬件系統(tǒng)，它主要包括微處理器模塊、存儲(chǔ)器模塊、人機(jī)接口模塊及通訊接口模塊?；谇度胧絃inux操作系統(tǒng)和Qt開發(fā)工具設(shè)計(jì)示教系統(tǒng)的人機(jī)交互界面及通訊接口驅(qū)動(dòng)。通過與機(jī)器人控制部分的連接調(diào)試。驗(yàn)證了示教系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的可行性。關(guān)鍵詞：晶圓傳輸真空機(jī)械手、示教盒、ARM9、嵌入式Linux、QtI摘要II上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文RESEARCHONTHEDESIGNOFWAFERHANDlINGROBOTTEACHINGSYSTEMABSTRACTWaferindustryisoneof

5、themostimportantpillarindustriesinthisarea,whichleadingtomoreandmoreattention.Whentheproduceofwaferisfinished,thewafershouldbetransmittedindifferentvacuumchambers.Foreverychamber,thesituationisabsolutelyclean,atthesametime,theoperationisalsoveryaccurate.Thatmeanstherequirementsandstandersfor

6、robotsaremuchmorerigorous.Vacuumrobotisakindofrobotwhocanworkinvacuum,mainlyusedinsemiconductorelectronicmanufacturing.Itcantransmitwafersunderthevacuumsituation.AsanimportantpartoftheVacuumRobot,theTeachingboxsystemisusedtoteachrobotandsetparameter.Theoperatorsendactionorderstorobotthoughte

7、achingbox,ontheotherhand,hecangetinformationofrobotformthebox.Teachingboxcanstoptherobotintheemergency.Thetraditionalteachingboxmostlybasedon80C51orPLC.Ingeneral,man-machineinterfaceisnotfriendlyenough,thereactionratewasnotquickenough.Thisstudywill