UVW平臺(tái)及其視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)研究.pdf

1、對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)在當(dāng)今的半導(dǎo)體裝備和LCD制造裝備中應(yīng)用十分廣泛，對(duì)準(zhǔn)精度直接影響著成品的優(yōu)劣。基于視覺的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可以完成自動(dòng)化對(duì)準(zhǔn)，具有對(duì)準(zhǔn)迅速，高魯棒性等優(yōu)點(diǎn)，其涉及了眾多研究領(lǐng)域，其中包括精密機(jī)械系統(tǒng)，圖像處理，運(yùn)動(dòng)控制和對(duì)準(zhǔn)算法研究等等，是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。目前常用的視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)幾乎都是基于XYθ串聯(lián)機(jī)構(gòu)的，由于串聯(lián)機(jī)構(gòu)存在著誤差累加等問題，成為了高精度對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)發(fā)展的瓶頸。鑒于此，本文研發(fā)了一個(gè)由平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的精密機(jī)械系統(tǒng)一UVW

2、平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)視覺對(duì)準(zhǔn)高精度控制。 論文首先對(duì)基于視覺的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行了討論，給出了視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的一般構(gòu)成。其次對(duì)UVW平臺(tái)的機(jī)械特性進(jìn)行了研究，包括平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)分析，可控性證明，并且給出了平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解，成為平臺(tái)對(duì)準(zhǔn)算法的理論基礎(chǔ)。 由于視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)是通過標(biāo)記點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)來完成工件對(duì)準(zhǔn)的，所以標(biāo)記點(diǎn)提取精度將直接影響系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)精度。本文采用小波去噪的方法對(duì)標(biāo)記點(diǎn)圖像進(jìn)行濾波處理，并采用智能閾值二值化的方法獲得二值圖像，實(shí)

3、驗(yàn)證明獲得的待處理圖像噪點(diǎn)少，輪廓清晰。其后對(duì)標(biāo)記點(diǎn)定位算法作了研究，提出了邊緣法和直接法兩種標(biāo)記定位算法，比較了兩種算法的優(yōu)劣，實(shí)際應(yīng)用中直接法具有運(yùn)算速度快，魯棒性能好的優(yōu)點(diǎn)，從而成為UVW平臺(tái)標(biāo)記點(diǎn)定位優(yōu)選算法。 作為文章的核心部分-對(duì)準(zhǔn)算法研究，本文建立了基于運(yùn)動(dòng)學(xué)補(bǔ)償模型的UVW平臺(tái)校準(zhǔn)方法。首先對(duì)平臺(tái)的誤差來源進(jìn)行了分析，指出了PRP關(guān)節(jié)的對(duì)心誤差是引起誤差的關(guān)鍵，并對(duì)其引起的運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差進(jìn)行了詳細(xì)分析，給出了誤差補(bǔ)償