晶圓傳遞機械臂監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

韓碩 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院

1 研究背景

晶圓在生產(chǎn)過程中，必須在真空環(huán)境下進行，所以會用到傳遞機械臂。對于晶圓傳遞機械臂的研究和性能改進，主要方向是控制系統(tǒng)的速度控制、準確定位控制以及穩(wěn)定性控制。利用Kingview6.53 制作監(jiān)控系統(tǒng)，并引入Internet 功能，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

2 系統(tǒng)硬件系統(tǒng)搭建

為了保證晶圓傳遞機械臂在工作過程中對于精準定位的要求，首先采用伺服電機并配合伺服電機驅(qū)動器共同工作，為了防止在工作中的失步現(xiàn)象，在軸上安裝編碼器進行具體轉(zhuǎn)動位置的反饋，并將信號傳回伺服電機驅(qū)動器。

圖1 晶圓傳遞機械手硬件系統(tǒng)搭建框圖

3 監(jiān)控系統(tǒng)的設計與搭建

晶圓傳遞機械臂監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)用戶以及設備之間的信息和操作之間的交互，觀測和控制圓晶傳遞機械臂實時工作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)圓晶傳遞機械臂的手動以及自動工作狀態(tài)的切換與控制。

晶圓傳遞機械臂主界面主要功能是實時監(jiān)控機械臂狀態(tài)，完成人機交互功能。用戶點擊“reset”按鈕，可以對機械臂進行復位工作；用戶點擊“run”按鈕，晶圓傳遞機械臂就可以按照預先設定的工藝自動批量處理晶圓，并自動完成計數(shù)工作。在系統(tǒng)處于正常工藝過程中時，可以全自動生產(chǎn)，用戶只有在處理完成批產(chǎn)品后可以停止的權(quán)限；當系統(tǒng)工藝出現(xiàn)問題時可以實現(xiàn)自動報警并停止。

4 系統(tǒng)調(diào)試

只需在調(diào)試過程中將動畫中的位置與實際位置進行匹配，兩者就能達到統(tǒng)一。傳遞機械臂狀態(tài)由四個數(shù)據(jù)表示：目標位置、上臂狀態(tài)、下臂狀態(tài)、上臂位置。在調(diào)試過程中要充分利用伺服電機驅(qū)動器中的參數(shù)信息，能夠使調(diào)試過程速度大大提高。

圖2 晶圓傳遞機械手監(jiān)控系統(tǒng)主界面

5 系統(tǒng)展望

本文主要研究對晶圓傳遞機械臂監(jiān)控系統(tǒng)設計，完成了系統(tǒng)分析，數(shù)據(jù)字典構(gòu)建，主界面以及動作過程動畫設計與制作，動畫界面與實際系統(tǒng)之間對應關系調(diào)試，但是對于機械裝置并沒有進行 ，想要提高工作效率以及運行精度，必須從機械結(jié)構(gòu)設計以及伺服電機控制系統(tǒng)及精度上入手，是未來機械手控制系統(tǒng)的研究方向。