文 献 综 述
摘要 近年来，平板显示（FPD）产业不断技术革新，其发展水平是一个国家科技实力的重要体现。玻璃基板是该产业的基础材料，为了降低基板废品率和提高平板生产效率，玻璃基板转运机械手的轨迹规划问题受到了广泛的关注。本文首先简要介绍玻璃转运机械手的构型，然后综述了国内外机器人轨迹规划的研究现状和相关轨迹规划的优化算法。
关键词 轨迹规划，平板显示，转运机械手
- 引言
早在“十一五”规划中，平板显示（Flat Panel Display，FPD）产业就被化列为重点。FPD被认为是集成电路（IC）后的又一大新兴产业，是当代电子工业发展的基础[1]。而玻璃基板又是平板显示产业的关键基础材料之一，它在TFT-LCD产业中的地位不亚于硅晶圆在半导体产业中的重要性[2]。
近年来，玻璃基板出现了两大明显的发展趋势，一是玻璃基板尺寸的不断增大，二是玻璃基板传输效率的不断提高[3]。针对后者，由于在显示屏的制作流程中，玻璃基板先后要经过洗净、镀膜、光刻、蚀刻、剥离、再洗净等工艺，在各个环节之间的传输效率对玻璃基板转运机器人转运连续性、平稳性、精确性、安全性、快速性的要求也越来越高。对玻璃转运机械手轨迹的合理规划能够降低废品率，提高生产效率，因此，对玻璃转运机械手轨迹规划问题的研究对促进FPD产业的进一步发展具有现实意义。
- 玻璃转运机械手概述
如上文所述，玻璃基板的第一大发展趋势就是尺寸的不断增大。按其尺寸的大小，大致划分如下：小型（1-5代）、中型（6-9代）和大型（10代及以上），这就给转运机器人的负载能力和转运效率带来了更大的挑战。相应地，玻璃转运机器人也大致划分为小型、中型和大型三个类别[4]。
从结构上，大致可分为圆柱坐标型（极坐标型）、直角坐标型和多关节型机器人。其中，圆柱坐标型机器人有3个自由度，其优点是构型简单、轨迹规划容易，缺点是负载能力低，空间利用率不高；直角坐标型机器人通常具有2到3个自由度，其优点是刚性好，负载能力高，适合转运大型玻璃基板，缺点是其长方体的运动空间利用率低；多关节型机器人又可分为垂直多关节型（6个自由度）和水平多关节型（4个自由度），6自由度的垂直多关节型机器人可实现三维的各种位资，对转运过程玻璃基板位姿改变的情况特别适用。目前对中型玻璃基板的转运大多采用平面多关节型机器人。
从规划的空间来分，轨迹规划的空间可分为关节空间和笛卡尔空间两种。在关节空间中，机器人末端执行器的轨迹由关节变量（角度或位移）随时间变化的轨迹函数决定，又因为关节空间跟直角坐标空间不是线性映射关系，所以当关节变量线性变化时，直角空间的运动轨迹并非一条直线，所以关节空间不能够被用来对有路径要求的转运流程进行规划；相反，笛卡尔坐标系对于那些对路径、姿态的瞬时变化规律严格要求的流程就很直观、适用，但因为必须将运动空间分成有限多个点，再将各点逐个反解关节空间变量，以控制各关节运动，计算量大、间隔变长[5]。
此外，插值方法也因空间而异。关节空间下的插值方法有三次多项式插值、高阶多项式插值、抛物线连接的线性函数插值、B样条函数插值、正弦函数和组合函数插值[6]等，笛卡尔空间下的插值方法有线性函数插值、圆弧插值等。
- 国内外研究现状
在轨迹优化算法中常考虑的性能指标有时间最优、冲击最优、能量最优以及对这些指标的综合考虑等，下面分别综述。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
