孙若怀

（沈阳新松机器人自动化股份有限公司，辽宁沈阳，110168）

0 引言

随着近年来半导体制造领域的快速发展，制造企业对于产能也提出了更高的要求。相较于传统的SCARA单臂真空传输机械手，双臂洁净机器人具有更大的工作范围、可执行更复杂的搬运动作，使得产线的产能有着显著提高，使得双臂洁净机器人成为行业的热点研究话题。由于该机器人结构更加复杂所以给控制带来了更大的挑战。

针对双臂机器人的研究学术界已经有了一定的研究成果：张波等人针对欠驱动三指手爪进行了研究，优化了机构控制效果[1]；韩冬等人通过优化空间双臂机器人轨迹来改善机器人的震颤问题[2]。

1 机器人的运动学正解

机器人的运动学正解是根据机器人各个关节的转角计算得到机器人末端在操作空间中的位置和姿态的过程，此过程实现关节空间到操作空间的映射。本文所研究的双臂真空传输机器人，其机械构型和关节坐标系分布如图1所示。

图1 机械构型

如图1所示，该机器人共有四个主动关节，分别负责竖直Z轴升降、总体旋转、左臂伸缩和右臂伸缩。

■1.1 关节坐标系建立

分别对左右双臂采用工程法构建机器人的关节坐标系：

右臂需经过如下变换：

①坐标系XBOYB绕Z轴逆时针旋转–31°（两臂夹角118°），变换为坐标系XR0OYR0；

②坐标系XR0OYR0沿Z轴平移1l并绕Z轴逆时针旋转θR2=θ2后，变换为坐标系XR1OYR1；

③坐标系XR1OYR1沿X轴平移L3后绕Z轴逆时针旋转θR3变换为坐标系XR2OYR2；

④坐标系XR2OYR2沿X轴平移L4后绕Z轴逆时针旋转θR4变换为XR3OYR3；……