晶圆传输真空机械手示教系统的设计与实现

摘要

半导体技术的发展决定了工业的繁荣程度。晶圆在半导体行业中起到了支柱作用，因此得到了愈来愈多的重视。生产晶圆需要在在真空腔室内传递，洁净间的特殊要求以及设备内部的真空构造加之高精度的操作，对机械手的控制提出了很严格的要求。
　　真空机械手是一种在真空环境下工作的机器人，主要用于半导体工业中，实现晶圆在真空洁净环境下的运输。示教盒是晶圆传输机械手控制系统的重要组成部分。操作者通过示教盒完成对机械手下达运动指令，获得机械手各个位置信息，危险情况下急停机械手等动作。
　　传统的示教盒多采用单片机或者PLC来实现功能，总体来说功能比较单一，操作步骤比较冗杂，人机界面不够友好，反应速度不够迅速。本研究将普遍适用于掌上设备的ARM+Linux方案应用于工业机器人示教功能，很好的解决了上述问题。创新性的设计减小了示教盒的体积，丰富了设备的功能，并且为再次开发和重复开发提供了良好的条件。随时可以根据实际生产需求进行调整，同时将嵌入式系统的方案应用于示教盒的新思路也得到了有效验证。
　　本文完成真空机械手控制系统示教盒的总体框架，以AT9G45为核心设计示教系统硬件系统，它主要包括微处理器模块、存储器模块、人机接口模块及通讯接口模块。基于嵌入式Linux操作系统和Qt开发工具设计示教系统的人机交互界面及通讯接口驱动。通过与机器人控制部分的连接调试。验证了示教系统硬件设计和软件设计的可行性。

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上海交通大学硕士学位答辩决议书

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题来源

1.3 课题背景及意义

1.4 晶圆传输真空机械手概述

1.5 晶圆传输真空机械手示教系统

1.6 晶圆传输机械手示教产品发展现状和未来趋势

1.7 主要研究内容

第二章 晶圆传输机械手示教系统研究基础

2.1 晶圆传输机械手构成总述

2.2 晶圆传输机械手示教盒功能

2.3 技术指标和需求分析

2.4 示教盒整体方案设计

第三章 晶圆传输机械手示教系统硬件设计

3.1 硬件系统总述

3.2 处理器模块

3.3 电源模块

3.4 时钟模块硬件设计

3.5 存储器模块

3.6 串口模块

3.7 通信方式的选择

3.8 LCD和触摸屏

3.9 硬件电路图设计

第四章 晶圆传输机械手示教系统软件设计

4.1 开发环境和平台搭建

4.2 操作系统定制

4.3 应用程序设计

4.4 通讯协议

第五章 实验测试

5.1 硬件测试

5.2 操作系统功能测试

5.3 串口通信测试

5.4 机械手功能调试

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参 考 文 献

附录

致谢

攻读硕士期间已发表或录用的论文