集成电路(Integrated Circuit,IC)产业是信息社会经济发展的基石,社会进步的基础,国际竞争的筹码和国家安全的保障。而IC制造装备是IC产业发展的支柱,其中晶圆传输机器人是IC制造装备的重要组成部分,主要承担着晶圆的精确定位与快速、平稳搬运任务。本课题结合国家973课题《复杂环境下大尺寸超薄晶圆的高效稳定传输原理及实现》(2009CB724206),从控制的精确性和稳定性出发,研究针对晶圆传输机器人的控制方法。传统的晶圆传输机器人采用减速机构实现执行电机和被驱动轴的连接,这种机构存在精度差、可靠性差、刚度差等缺点,因此本文在研究分析了国外的直接驱动型晶圆传输机器人结构的基础上,设计了R-T型直驱机器人,并对其传动原理进行了分析。为了实现对机器人的控制,进行了机器人运动学和动力学建模,并分析了提高电机控制的精度对提高机器人末端手轨迹跟随精度的重要性。由于机器人系统的参数误差和建模时忽略的动态特性等原因,建立的动力学模型必然存在模型误差,且外部干扰的存在以及直接驱动电机控制的特殊性,常规的PID控制方法很难满足晶圆传输高精度的控制要求。本文针对R-T型晶圆传输机器人,在PD加前馈控制和计算力矩控制的基础上,引入了鲁棒补偿控制算法,并对鲁棒控制器的表达式和鲁棒控制方法的误差收敛性进行了推导。根据控制算法对硬件的要求,开发了适用于该直驱型晶圆传输机器人的基于DSP的完全开放式运动控制器。该运动控制器采用上位PC机加下位DSP的分级结构,上位机主要对机器人系统进行实时的监视,进行逆向运动学运算等操作;在下位DSP控制芯片中进行控制算法的编写,主要实现机器人各关节电机的直接、精确的闭环控制;上位PC机和下位DSP之间通过串口进行数据的交换。最后搭建了实验系统,编写了调试程序,并分别对机器人T轴单轴运动和R轴单轴运动时的情况进行了鲁棒控制实验。实验表明,在该直接驱动型晶圆传输机器人上采用鲁棒控制方法提高了电机跟随预定轨迹的精度,实现了晶圆的精确稳定传输。