蓝宝石片是第三代半导体氮化镓(GaN)最主要的衬底材料,其应用范围广泛、市场需求巨大,但自动化生产水平不高。本课题通过研究现行生产线中蓝宝石衬底的抛光工艺,设计了双臂协同上下料机械臂的高可靠性控制系统,最终实现多工位打磨平台的控制以及产品自动的上下料过程。本文在介绍了目前国内外自动上下料机械臂控制系统研究现状的基础上,根据蓝宝石衬底的实际加工要求,设计了上下料双臂的机械结构,进行了抛磨系统的整体布局,并根据控制系统的功能与要求,进行了关键部位的硬件配置与选型。利用D-H坐标法对双臂结构进行了运动学建模,求出其运动学正逆解,并对其上下料过程进行了轨迹规划。根据示教过程中的机械臂运动轨迹点,利用直线插补算法、基于激光信息的深度修正抓取算法以及多工位累积误差修正算法实现了机械臂的高可靠性自适应抓取。在此基础之上,设计了能控制上下料机械臂与打磨平台的系统软件,成功实现了双臂工作模式与单臂应急操作模式的转换,增强了系统的可靠性和复用性。为了证明算法的可行性和有效性,在MATLAB中建立了双臂运动学模型,并进行了运动学仿真与验证。在完成控制系统的调试后,通过实验对系统软件以及示教模式的上下料过程、深度修正方式下的抓取操作进行了测试。结果表明,该双臂协同上下料机械臂高可靠性控制系统能自动、高效、智能地对蓝宝石衬底进行加工。