本发明涉及一种机器人优化设计方法，具体涉及一种硅片传输机器人手臂结构优化设计方法，属于智能电子产品技术领域。
背景技术：
半导体行业的迅速发展对半导体制造装备的性能提出了越来越高的要求，硅片传输机器人是半导体制造装备中的关键部件，其主要作用是实现硅片在各个工位之问的快速传递与精准定位，典型硅片传输机器人手臂属于多柔性环节串联的刚性杆柔性关节的平面关节机器人，其大臂由伺服电动机减速器模块直接驱动，小臂与末端臂由同步带问接驱动，通过固定比例的同步带传动比实现末端手在水平面内沿径向的直线运动，由于同步带与减速器柔性的存在，其各手臂在高速的硅片传递运动过程中不可避免会产生振动，振动的存在一方面会降低末端手直线运动的轨迹精度，另一方面容易造成硅片的滑移与脱落，因此，必须对硅片传输机器人在高速运动过程中由关节柔性产生的振动进行抑制。
技术实现要素：
（一）要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种硅片传输机器人手臂结构优化设计方法，对结构优化设计前后硅片传输机器人手臂的性能进行对比分析，结果表明该方法在大幅度降低手臂质量的同时可显著提高硅片传输机器人手臂的一阶与二阶固有频率，大幅度降低了末端竖自方向上的静态偏移及内应力，大幅提高了系统竖自方向上的振动频率。
（二）技术方案
本发明的硅片传输机器人手臂结构优化设计方法，包括以下步骤：
第一步：提出一种以各手臂静挠度以及由手臂弯曲引起的末端竖直方向上的静偏移为约束，以刚性杆柔性关节系统固有频率为优化目标，以各手臂壁厚为主要优化参数的硅片传输机器人手臂结构优化设计方法；
第二步：依据结构参数对固有频率灵敏度的大小为原则选择优化变量对硅片传输机器人结构优化设计并不适用；提出了以设计参数对固有频率权值为优化变量选取依据准则的方法，并根据该准则选取了小臂与末端臂的质量参数作为硅片传输机器人的优化变量；
第三步：建立以手臂厚度为变量、以手臂结构尺寸为约束的手臂挠度模型与末端竖直方向静偏移模型，分析手臂厚度对末端静偏移的影响，其中侧壁厚度对末端静偏移影响较小，可以忽略；末端静偏移随着上壁厚度与下臂厚度的增加而减小，但上壁厚度与下臂厚度增加到一定程度时，末端静偏移基本不变；
第四步：采用该方法对硅片传输机器人手臂进行了结构优化设计。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明的硅片传输机器人手臂结构优化设计方法，对结构优化设计前后硅片传输机器人手臂的性能进行对比分析，结果表明该方法在大幅度降低手臂质量的同时可显著提高硅片传输机器人手臂的一阶与二阶固有频率，大幅度降低了末端竖自方向上的静态偏移及内应力，大幅提高了系统竖自方向上的振动频率。
具体实施方式
一种硅片传输机器人手臂结构优化设计方法，包括以下步骤：
第一步：提出一种以各手臂静挠度以及由手臂弯曲引起的末端竖直方向上的静偏移为约束，以刚性杆柔性关节系统固有频率为优化目标，以各手臂壁厚为主要优化参数的硅片传输机器人手臂结构优化设计方法；
第二步：依据结构参数对固有频率灵敏度的大小为原则选择优化变量对硅片传输机器人结构优化设计并不适用；提出了以设计参数对固有频率权值为优化变量选取依据准则的方法，并根据该准则选取了小臂与末端臂的质量参数作为硅片传输机器人的优化变量；
第三步：建立以手臂厚度为变量、以手臂结构尺寸为约束的手臂挠度模型与末端竖直方向静偏移模型，分析手臂厚度对末端静偏移的影响，其中侧壁厚度对末端静偏移影响较小，可以忽略；末端静偏移随着上壁厚度与下臂厚度的增加而减小，但上壁厚度与下臂厚度增加到一定程度时，末端静偏移基本不变；
第四步：采用该方法对硅片传输机器人手臂进行了结构优化设计。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。