在经济全球化、信息化的今天,集成电路(IC)产业已经是影响国家经济、政治和国防安全的战略必争产业。本课题结合国家973项目“超大规模集成电路制造装备基础问题研究”(2009CB724206),针对晶圆传输机器人伺服系统高定位精度、高速度、高平稳性的要求,研究了关节空间无冲击的轨迹规划算法;采用模糊PID控制算法解决了晶圆传输机器人的存在非线性耦合和时变力的问题,提高了系统的动态特性和稳态精度,并且完成了支持该算法的、满足晶圆传输机器人控制系统高性能要求的开放式运动控制器软硬件设计。为实现晶圆传输机器人高性能的伺服控制,研究了实时性高,开放式的运动控制器。控制器采用PC加DSP的分级结构,在PC机内完成机器人控制命令的输入,状态的显示,和轨迹的粗插补等;在DSP内部,充分发挥DSP高速的运算能力,采用先进的控制算法,完成对伺服系统的闭环控制。同时引进可编程控制器CPLD芯片,来完成编码器信号的鉴相倍频和计数,系统的逻辑运算等任务。并且采用模块化的思想进行了控制系统软件设计。整个系统具有较好的实时性,为高级控制算法的研究和实现打下硬件基础。晶圆传输机器人受到机械耦合,皮带、减速器传动的影响,模型难以精确建立,所以研究了将传统PID方法与先进的模糊理论相结合的模糊-PID算法,应用到机器人控制上,解决非线性耦合等问题,提高了机器人控制系统的动态响应性能和控制精度,为高速高精度控制的实现提供了可行的方法。在平稳轨迹控制方面,对三次多项式插值和B样条曲线进行插值算法进行了研究,并且针对晶圆传输机器人在起始点对振动要求严格的特点进行了算法改进。实验结果表明,本文研究的模糊-PID算法满足系统的快速性和平稳性的设计要求,同时自己开发的控制器性能可靠,具有高性能和良好的开放性,实现了晶圆传输机器人的高性能的控制。