本發明涉及機械手控制，具體涉及基于晶圓校準器的機械手控制系統和方法。

背景技術：

1、在半導體制造過程中，晶圓的搬運和操作是至關重要的環節。傳統的手工操作方式不僅效率低下，而且容易引入人為誤差，影響晶圓的質量和生產效率。隨著自動化技術的不斷發展，機械手控制系統被廣泛應用于晶圓制造中，以實現高效、精確的物料搬運和操作。然而，現有的機械手控制系統在實際應用中仍存在一些問題。

2、首先，由于晶圓尺寸小、質量輕，對機械手的控制精度要求非常高。晶圓在制造過程中可能會發生位置偏移或旋轉，這需要機械手能夠實時檢測并調整其運動軌跡和操作精度。例如，晶圓搬運機械手通常采用高精度的光學傳感器和激光定位系統來監測晶圓的位置，并通過先進的控制算法進行實時調整。其次，現有的機械手控制系統往往缺乏有效的反饋機制，無法根據實際工作狀態及時調整控制策略。例如，傳統的機械手控制系統可能無法實時感知晶圓在搬運過程中的微小變化，導致操作誤差。為了解決這一問題，一些先進的機械手系統開始引入傳感器反饋和智能算法，通過實時監測和數據分析來優化控制策略。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供基于晶圓校準器的機械手控制系統和方法，解決以下技術問題：

2、定位不精準、不能準確判斷晶圓狀態，并且控制方法復雜的問題。

3、本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

4、基于晶圓校準器的機械手控制系統，包括：

5、機械手裝置，用于在晶圓制造過程中進行物料搬運和操作；

6、晶圓校準器，用于檢測晶圓的位置和姿態；

7、控制單元，用于與所述機械手裝置和晶圓校準器連接，用于根據晶圓校準器的檢測結果控制機械手裝置的運動軌跡和操作精度。

8、作為本發明進一步的方案：所述晶圓校準器包括多個激光傳感器，所述激光傳感器基于視覺檢測檢測晶圓的平面位置和旋轉角度。

9、作為本發明進一步的方案：所述控制單元包括一個中央處理器、一個存儲器和多個輸入輸出接口，所述中央處理器運行預設的控制算法，根據晶圓校準器傳輸的檢測數據，計算出機械手裝置各關節的運動參數，生成相應的控制信號，通過輸入輸出接口傳輸至機械手裝置的驅動器，驅動器根據控制信號驅動機械手裝置的電機，實現對機械手裝置的控制。

10、作為本發明進一步的方案：所述控制單元實時監測系統的運行狀態，當檢測到異常情況時，及時發出報警信號并采取相應的安全操作。

11、作為本發明進一步的方案：所述機械手裝置具有至少三個自由度的關節結構，包括一個基座、一個大臂、一個小臂和一個末端執行器，所述末端執行器用于抓取和放置晶圓，所述關節結構能夠實現對晶圓在三維空間內的精確定位和姿態調整。

12、作為本發明進一步的方案：還包括一個用戶界面，用于顯示晶圓校準器的檢測結果和機械手裝置的運動狀態，并允許用戶進行手動干預和參數設置。

13、本發明還包括基于晶圓校準器的機械手控制方法，用于實施上述的基于晶圓校準器的機械手控制系統，包括以下步驟：

14、機械手裝置和晶圓校準器運動至零點位置；

15、使用晶圓校準器檢測晶圓的位置和姿態；

16、將檢測結果傳輸至控制單元；

17、控制單元根據檢測結果生成機械手裝置的運動指令；

18、機械手裝置根據所述運動指令執行相應的搬運和操作任務。

19、作為本發明進一步的方案：還包括一個反饋步驟，用于在機械手裝置執行任務過程中，實時接收晶圓校準器的檢測數據，并根據所述數據調整機械手裝置的運動軌跡和操作精度。

20、作為本發明進一步的方案：所述檢測晶圓的位置和姿態的步驟中，使用多個激光傳感器同時視覺檢測晶圓的平面位置和旋轉角度，判斷晶圓的位置和角度是否達到預設標準。

21、本發明的有益效果：

22、通過集成晶圓校準器和機械手裝置，本發明能夠實時檢測晶圓的位置和姿態，并根據檢測結果精確控制機械手的運動軌跡和操作精度。這顯著提高了物料搬運和操作的準確性，減少了人為誤差的影響。多個激光傳感器的使用提升了視覺檢測的準確性和可靠性，確保了對晶圓位置和角度的高精度判斷。這使得系統在復雜的制造環境中仍能穩定運行，提高了整體系統的可靠性。本發明引入了實時反饋機制，在機械手執行任務過程中不斷接收晶圓校準器的檢測數據，并據此調整運動軌跡和操作精度。這種動態調整能力使得系統能夠應對晶圓位置偏移或旋轉等突發情況，確保操作的連續性和準確性。

技術特征：

1.基于晶圓校準器的機械手控制系統，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的基于晶圓校準器的機械手控制系統，其特征在于，所述晶圓校準器包括多個激光傳感器，所述激光傳感器基于視覺檢測檢測晶圓的平面位置和旋轉角度。

3.根據權利要求1所述的基于晶圓校準器的機械手控制系統，其特征在于，所述控制單元包括一個中央處理器、一個存儲器和多個輸入輸出接口，所述中央處理器運行預設的控制算法，根據晶圓校準器傳輸的檢測數據，計算出機械手裝置各關節的運動參數，生成相應的控制信號，通過輸入輸出接口傳輸至機械手裝置的驅動器，驅動器根據控制信號驅動機械手裝置的電機，實現對機械手裝置的控制。

4.根據權利要求3所述的基于晶圓校準器的機械手控制系統，其特征在于，所述控制單元實時監測系統的運行狀態，當檢測到異常情況時，及時發出報警信號并采取相應的安全操作。

5.根據權利要求1所述的基于晶圓校準器的機械手控制系統，其特征在于，所述機械手裝置具有至少三個自由度的關節結構，包括一個基座、一個大臂、一個小臂和一個末端執行器，所述末端執行器用于抓取和放置晶圓，所述關節結構能夠實現對晶圓在三維空間內的精確定位和姿態調整。

6.根據權利要求1所述的基于晶圓校準器的機械手控制系統，其特征在于，還包括一個用戶界面，用于顯示晶圓校準器的檢測結果和機械手裝置的運動狀態，并允許用戶進行手動干預和參數設置。

7.基于晶圓校準器的機械手控制方法，用于實施權利要求1-6任一項所述的基于晶圓校準器的機械手控制系統，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據權利要求7所述的基于晶圓校準器的機械手控制方法，其特征在于，還包括一個反饋步驟，用于在機械手裝置執行任務過程中，實時接收晶圓校準器的檢測數據，并根據所述數據調整機械手裝置的運動軌跡和操作精度。

9.根據權利要求7所述的基于晶圓校準器的機械手控制方法，其特征在于，所述檢測晶圓的位置和姿態的步驟中，使用多個激光傳感器同時視覺檢測晶圓的平面位置和旋轉角度，判斷晶圓的位置和角度是否達到預設標準。

技術總結
本發明公開了基于晶圓校準器的機械手控制系統和方法，屬于機械手控制技術領域，具體包括機械手裝置、晶圓校準器和控制單元，機械手裝置用于在晶圓制造過程中進行物料搬運和操作；晶圓校準器包括多個激光傳感器，所述激光傳感器基于視覺檢測檢測晶圓的平面位置和旋轉角度；控制單元包括一個中央處理器、一個存儲器和輸入輸出接口，中央處理器運行預設的控制算法，根據晶圓校準器傳輸的檢測數據，計算出機械手裝置各關節的運動參數，生成相應的控制信號，通過輸入輸出接口傳輸至機械手裝置的驅動器，驅動器根據控制信號驅動機械手裝置的電機，實現對機械手裝置的控制。

技術研發人員：王洋洋,武永康,謝世武
受保護的技術使用者：蘇州蘇優信立智能科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28