并联运动机器人应用背景略谈
并联构型装备已成为制造业目前的研究热点之一。与串联构型相比, 并联构型具有刚度好、精度高、高速和高加速度等特点, 众多研究机构和制造企业都看好其在制造领域的应用前景。目前多种并联构型装备已经被设计和开发出来, 应用的领域涉及机床、机器人、定位装置、娱乐、医疗卫生等。研究人员正试图开发出在速度、刚度、精度和费用等方面更优的并联构型装备, 以便在与传统制造装备的竞争中占据更有利的地位。
1. 早期的并联构型装备及特点[1]
结构中包含一个或多个并联机构的机器称为并联构型装备。只要是多自由度, 驱动器分配在不同环路上的闭式多环机构均可称为并联机构。20 世纪中叶, 罗马尼亚人Gough 采用并联机构设计了一种六自由度的轮胎测试机(见图1) , 这种结构被称为六足结构(Hexapod) 。1965 年, Stewart 将一种并联机构用于飞行模拟器, 它包含三个支链, 每个支链上分别通过一个固定平
台上的旋转关节和一个可伸缩连杆来控制。这种机构具有六自由度, 被称为Stewart 平台。1978年, 澳大利亚机构学家Hunt 提出并联机构可以应用于机器人操作。此后若干年, 并联构型装备的研究进展缓慢, 主要是受到计算机和伺服控制技术的限制, 计算6 个支链运动的时间和物质
花费太大。但一些经济实力雄厚的部门已开始使用并联机构, 主要应用于航空、航天等领域。随着计算机技术的发展, 尤其是计算快速、功能强大的工业PC 出现之后, 促进了并联机构的应用和发展。
80 年代后期, 几种基于并联结构的机器人相继出现, 它们普遍具有较高的速度和加速度, 动态特性好, 在装配行业得到很好的应用。但真正引起轰动是在1994 年的芝加哥机床展览会上, Giddings & Lewis 和Ingersoll 分别推出了基于并联机构的六足机床, 被媒体誉为“机床结构
的重大革命”、“二十一世纪的数控加工装备”。从此并联构型装备一直是制造业的研究热点之一。这种结构的主要特点是:
1) 杆件只受拉压, 不受弯曲应力;
2) 刚度高, 承载能力与整机质量比大;
3) 移动部件质量小, 可获得很高的动态特性;
4) 零件标准化程度高, 易于实现模块化设计;
5) 作业空间与机器尺寸比小;
6) 灵活性较差, 运动平台倾斜角度较小;
7) 作业空间存在杆件干涉和奇异位变形危险。
图1 Gough 的轮胎测试机
2 并联构型装备的研究进展
应用领域
根据德国机床研究所提供的数据, 目前大多数并联装备应用于机床、定位装置和机器人领域, 其中机床所占比例最高(见图2) 。但在该领域, 样机数量远远超过商业用机, 比例是7∶
3 。机器人领域的情况则相反, 60 %已投入实际工业应用, 40 %是样机。定位装置领域的情况
与机床领域类似。
图2 并联构型装备的应用
2.1 定位装置
并联机构在光学和微定位领域有很好的应用, 主要是发挥其刚度高、运动误差无累积的特点。定位装置一般采用纯并联结构(大多数是基于六足结构的六自由度系统) , 个别采用平面或混联结构。驱动装置一般采用滚珠丝杠, 个别需要较小行程的设备采用压电驱动。图3 是PI公司开发的高精度定位装置F - 206, 采用定长杆结构, 其x 、y 和z
方向的移动距离为6 mm ,
绕x 、y 和z 轴的旋转角度为±5°, x 、y 和z 方向的最小增量运动为0.1μm , 设计分辨率为0.003μm , x 、y 和z 方向最大速度为10 mm/ s , 最大承载能力为2 kg ; 可应用于光子包装、光学设备测试、定位及调整装置、光纤定位、微细加工、微操作(生命科学中) 、半导体操作系统、微动手术操作。
2.2 机器人
并联构型装备在机器人领域的应用主要集中在两个方面, 一是提供高加速度和高速度,二
是提供高于串联机器人的承载能力和刚度。
在需要快速移动能力的包装行业, 并联机器人得到广泛应用。比较成功的例子有三轴搬运系统Delta 和六轴搬运系统Hexa (见图4 和图5) , 均使用肘关节驱动, 质量轻, 作业空间大。由于运动部件质量小, 最大加速度可达20 个g ( Hexa) , 重复定位精度0.01 mm。截至1998 年底, 已经有250台Delta机器人投入实际生产环境。在制造领域, 使用并联机器人往往可以获得较好的刚度和精度。挪威MultiCraft 公司的并联机器人就是一个成功的实例, 它主要应用于螺旋桨的磨削、门把手的磨削和抛光等(见图6) 。
图4Demaurex 公司的高速机器人Delta 图5 六自由度并联机器人HEXA
图6挪威MultiCraf t 公司的MultiCraf t 560
2.3 机床
目前大多数并联结构机床还处于样机阶段, 大约有30 台, 其中80 % 是铣床。目前许多公司正努力研制功能更加完备的并联装备, 以实现介于机床和机器人之间的应用, 即那些串联机器人无法满足要求(可能由于刚度或精度等方面的原因) , 以及机床也不适合(可能由于作业空间不够大, 或机床造价太高) 的操作任务。在该领域, 混联结构机器占有很大市场。比较成功的有Neos Robotics 公司的Tricept (见图7) 、MultiCraft560 和应用于汽车薄板激光加工的Georg V (见图8) 。这类机器的末端装有运动手腕, 其灵活性高,作业空间与机器尺寸比可达1∶3 , 而普通纯并联机器只有1∶6～1∶10 , 传统机床也只是1∶3～1∶4。在主受力方向的刚度一般为6～30 N/μm , 运动精度也高于传统串联机器人。以Neos Robotics 公司的TR805 为例, 其最大速度可达100 m/ min , 加速度2个g , 主轴功率45 kW, 最高转速24 000 r/ min , 工作空间可达2 000 mm ×1 800 mm ×800 mm。由于末端装有串联式手腕, 刀具倾斜角度可达90°。
图7 Neos Robotics 公司的TR805 图8 Hannover 大学的五轴混联机床Georg Ⅴ
2.3.1 一些并联运动机床的应用与特点[2]
图9 Variax型并联运动机床（加工中心）
Variax型加工中心（图9）是一种“内铣型”结构，机床占地面积为7800mmX8180mm，而工作空间仅有700mmX700mmX750mm，安装工件也不太方便，因此没有这生产中获得应用。后来该机床提供给英国诺廷汉大学工学院作为进行“航空工业敏捷制造”项目研究的设备。
之后，美国Ingersoll公司推出采用并联机构的VOH 1000型立式加工中心和HOH 600（图10）型卧式加工中心，在结构上作了最大改进，从“内铣型”改为“外铣型”，明显缩小动平台的体积，减轻了运动部件的重量，安装工件也较为方便，对并联运动机床的发展曾经产生很大的影响。
但是由于种种原因，Ingersoll机床也没有投入生产实际应用。两台VOH 1000型立式加工中心分别交付给美国国家标准和技术研究所和美国国家宇航局进行研究。HOH 600型加工中心提供给德国阿亨工业大学的机床实验室进行研究。它们的研究结果对并联运动机床的发展起到很大的促进作用。
图10 HOH 600型卧式加工中心
德国Mikromat公司（https://www.doczj.com/doc/ec545882.html,/）的6X Hexa立式加工中心（图11）的研制由欧共体Esprit高科技研究计划资助，有4个单位参加：
1)Mikromat机床公司，负责机床的设计和制造，同时也作为机床的最终用户。
2)富兰霍夫机床及锻压技术研究所，作为企业的技术顾问，提出机床总体设计方案。
3)Andron公司，提供Andronic 400数控系统的软、硬件，以及数控系统的优化。
4)GMD-First公司，高性能计算机和网络专家，负责并联运动控制策略和高速数据传
送。
图11 6X Hexa型并联运动机床
该机床主要用于模具加工，可以实现5坐标高速铣削，加工精度可达0.01～0.02mm，明显提高加工效率、改善表面质量，延长刀具寿命。
俄罗斯Lapic公司将Stewart平台并联机构用于TM-1000型精密加工中心和КИМ-750型3坐标测量机，КИМ-750型测量机的外观如图12所示。
图12 КИМ-750型测量机
从图中可见，上平台就是测量机的框架，6根伸缩杆是由伺服电动机驱动的滚珠丝杆，它们共同与装有测量头的下平台连接。在固定的上平台和运动的下平台之间安装有6根激光干涉测量尺，对伸缩杆的位移进行测量，并实时反馈，工作精度可达±0.001~0.002mm。工作空间为750mm×550mm×450mm。采用并联机构的测量机的特点是可以很方便地将测量头偏转一个角度，测量斜孔的直径。
美国Hexel公司（https://www.doczj.com/doc/ec545882.html,/或https://www.doczj.com/doc/ec545882.html,/）致力于并联运动机床和并联机构应用的普及化，推出低价位的Tornado型5坐标加工中心和P 2000铣床工作台，以及6自由度的定位平台和微型机器人等一系列产品。P2000 铣床工作台是一个采用并联机构的6自由度动
平台，它可以作为单独部件提供给用户，也可以配置成为完整的5坐标立式铣床。将P2000铣床工作台与旧的普通立式铣床相配合，将主轴部件转180°，就能够很快构成一台全新的5坐标数控立式铣床，适用于加工小型模具或样件制造。数控系统软件由该公司自行开发，硬件采用Window 操作系统的微机和Delta-Tau公司的控制卡。机床外观如图13所示。
图13 P 2000 5坐标立式铣床
德国Index机床公司（index-werke.de）2000年率先推出采用并联机构的车削中心，2002年又将其联成加工回转体零件的流水线，在生产中应用效果良好。机床的外观如图14所示。
图14 V100型车削加工中心
法国Renault Automation 公司（https://www.doczj.com/doc/ec545882.html,/）推出Urane SX卧式加工中心，其外观如图15所示。该机床采用一系列新技术，如直线电动机、电主轴、高速镗铣削和油雾干切削等。该机床用于加工Ranault汽车齿轮变速箱体的平面和孔，采用高速切削，效率
很高。机床的并联机构特点是采用3杆并联机构，具有很高的动态特性，快速移动可达100m/min，最大加速度甚至可以达到5g
图15 Urane SX型卧式加工中心
德国Reichenbacher公司（http://www.reicherbacher/. de）是一家生产木材加工数控铣床为主的小公司。最近推出采用并联机构的Pegasus型木材加工中心，其外观如图16所示。
图16 Pegasus型木材加工中心
2.3.2 其他公司主要产品及应用
ABB公司的两款并联运动机器人
IRB 340, Flex Picker
IRB 340, Flex Picker
此并联机器人有惊人的筛选速度，其抓取速度可达150件/分钟，运动周期为0.4s 。更为惊讶的
是，该系统具有自动挑选功能，如在筛选饼干、巧克力糖和药片时可以自动去掉不适合的产品。因此，在分类和比较应用时有较好的适应性。
用于铝件的清洗和预加工的IRB 940
IRB 940
该机器人主要针对汽车工业中铸件的处理，部件包括次框架、缓冲器和其他结构部件。IRB 940与传统机械手和数控机床相结合可以构成生产线的最优组合。机械手用于材料的搬运、机械管理和轻清洗，然后IRB940进行繁重的清洗任务和预加工，最后，数控机床完成最终的清洗和部件处理。
IRB940工作行程位置图
参考资料：
[1].并联构型装备的研究进展及若干关键技术. 汪劲松, 李铁民, 段广洪. 中国工程科学2002,
6(4)
[2]. 典型的并联运动机床. 张曙. CAD/CAM与制造业信息化2005.3
并联机器人仿真运动控制的多线程实现 Multithreading Realization of Simulation Motion Control of the Parallel Robot （海军工程大学）彭利坤邢继峰肖志权曾晓华 PENG, Likun XING, JifengXiao, Zhiquan Zeng, Xiaohua 摘要：现代运动模拟器对响应快速性、跟踪准确性等仿真运动特性提出了更高要求，使得并联机器人机构的运动控制更为复杂。以某型潜艇操纵模拟器为例，其控制软件采用模块化设计，利用NT环境下多线程技术,结合多媒体定时器、普通定时器,实现软件的洗出滤波、运动学反解、运动信息发送、安全保护等多任务的有机调度。在外控线程中建立网络数据接收、数据处理、液压缸控制信息发送等三个子线程,将它们从外控线程中分离出来,大大提高了数据传输和处理及运动控制的实时性和可靠性。 关键词：并联机器人；多线程；多媒体定时器；运动控制 中图分类号:TP311.1; TP391.9 文献标识码：A 文章编号： Abastract: In order to meet the demand of the emulational kinetic characteristics of modern motion simulator such as fast response and precise tracking, the control system of the parallel robot mechanism becomes more complex. As an example of submarine manipulating simulator, the modularization design and the technologies such as the multimedia timer, common timer and multithreading under NT environment etc. are adopted in the control system programing, which realize the multitask scheduling of washout filter, inverse kinematics solution, sending control data and safeguarding. By separating three sub-threadings, the Ethernet data acquisition, the data processing and the hydraulic cylinder control information sending, from the external control threading, the real time performance and reliability of the data transmitting, processing and motion control can be improved. Key words:parallel robot; multithreading; multimedia timer; motion control 1 引言 飞机、舰船、赛车、列车等运动模拟器系统，是以Stewart平台为原型的并联机器人机构最重要的应用方向，它们一般构成分布式半实物仿真系统。以某型潜艇操纵模拟器为例，整个模拟系统由教练控制台、模拟潜望镜、舱段操艇装置、六自由度（6DOF）并联机器人机构等四个分系统构成，几个分系统通过以太网传输交换数据。其中液压6DOF并联机器人为模拟潜艇空间运动的关键机构，其控制软件必须完成潜艇姿态数据的接收、处理、控制执行器（一般为液压缸）动作、实时动态显示分析等繁杂的任务。这种多任务的软件开发，基于过程的编程设计已显得力不从心，而面向对象的多线程编程因其具有接口能力强、并行处理、运用灵活等优点，成为设计本控制软件的首选。 2 控制模块 该控制软件包括洗出滤波算法、运动学反解、内控、自检、外控、逻辑控制、安全保护、平台起停、实时动态显示、正解监控、网络通讯等多个控制模块。 2.1 洗出滤波算法 虽然各种运动模拟器模拟运动的侧重点有所不同，但洗出滤波总是需要的。在模拟运动过程中，液压缸的行程有限，故在一次动作完成后，必须换向回到中性位置，以使下一个运动模拟有足够的行程，通常将这种回到中性位置的附加运动称为运动的洗出。通过运动学仿真、质心坐标转换等计算过程，而得到被仿真设备的速度、加速度，再通过高、低通滤波器滤波、积分等一系列算法转化为运动平台的线位移和角位移的过程称为运动的滤波。经典的 彭利坤：博士研究生 基金项目：军队研制基金资助项目（JXB-2004-21）
零件的设计与选型 1 定平台的设计 定平台又称基座，在结构中属于固定的，具体的参数见图一，厚度20cm。定 平台的等效圆半径为210mm。材料选用铸铁，铸造加工，开口处磨削加工保证精度。最后进行打孔的工艺。 图一定平台设计图
具体参数为长* 厚* 宽：880mm*10mm*20mm。孔的参数为φ10*10mm。材料用铝合金，设计为杆式，质量小，经济，同时也满足载荷条件。 图二驱动杆的设计图 3 从动杆的设计 具体参数为长* 宽* 高：620*20*10mm。孔参数为φ10*10mm。材料选用铝合金。 图三从动杆的设计图
参数如下图，考虑到重量因素，采用铝合金，切削加工。动平台的等效圆半径为50mm，分布角为21.5°。 图四动平台的设计图 5 链接销的设计 45号钢，为主动杆和定平台的连接销：φ9*66mm。
6 球铰链的选型 目前，大多数的Delta机构的主动杆与从动杆的链接方式为球铰链的链接。球型连接铰链是用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件。它采用了球型轴承结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，由于该铰链安装、调整方便、安全可靠。所以，它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业的自动控制系统中。球铰链由于选用了球型轴承结构，能灵活的承受来自各异面的压力。本文选用球铰链设计，是主要因为球铰链的可控性，以及结构简单，易于装配。且有很好的可维护性。 本文选用了伯纳德的SD 系列球铰链，相对运动角为60°。 7 垫圈的选型 此处我们选用标准件。GB/T 97.1 10‐140HV ，10.5*1.6mm。 8 电机的选型 本设计的Delta 机器人，主要面向工业中轻载的场合，比如封装饼干等。因此，以下做电动机的选型处理。 由于需要对角度的精确控制，因此决定选用伺服电机。交流伺服电机有以下特点：启动转矩大，运行范围广，无自转现象，正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立
关于六自由度并联机器人运动控制系统的结构设计 运动控制系统作为六自由度并联机器人的关键控制系统，对机器人的精准快速运动具有至关重要的作用。通过对六自由度并联机器人结构、内部控制结构及其工作原理的介绍，提出运动控制系统的设计思路，并对其中的关键技术问题进行了深入分析，对提高六自由度并联机器人的研发和应用水平具有积极的推动作用。 标签：六自由度；并联机器人；运动控制系统；结构分析 近年来，随着计算机和电子信息技术的进步，机器人运动控制技术取得了突破性发展，机器人运动控制技术是将控制传感器、电机、传动机和驱动器等组合在一起，通过一定的编程设置对电机在速度、位移、加速度等方面的控制，使起机器人按照预定的轨迹和运动参数进行运动的一种高科技技术。伴随着机械工业自动化技术的发展，运动控制技术经过了由低级到高级，由模拟到数字，再到网络控制技术的发展演进过程。运动控制技术作为机械工业自动化的一项重要技术，主要包括全封闭伺服交流技术，直线式电机驱动技术、基于编程基础上的运动控制技术、基于运动控制卡的控制技术等。其中，基于运动控制卡的控制技术通过内部各种线路的集成组合，可以实现对各种复杂的运动进行控制，该技术系统驱动程序主要包括：运动控制软件、网络动态链接数据库、运动控制参数库等子系统。运动控制卡控制技术的出现和发展有效的满足了工业机械行业数控系统的柔性化、标准化要求，在工业自动化领域的应用越来越广泛。 1 六自由度并联机器人的构造 六自由度并联机器人作为现代工业自动化技术发展的代表，主要结构包括床身、连杆和运动平台等几个部分。其中运动平台与六个连杆相联接，每个连杆各自联接一个由虎克材料制成的滑块，这些滑块又与滚珠丝杠相连，在电机的驱动下可以带动滑块沿滚珠运动，进而带动连杆有规则的运动，从而改变平台的运动方向。通过在运动平台上安装不同的机械，可以有效满足不同工作的需求。在六根连杆工作程序中，每根连杆都由一台电机进行控制驱动来保证连杆运动的独立性，因此，可以实现六自由度的机器控制运动。 2 六自由度并联机器人运动控制系统工作原理与结构设计 2.1 并联机器人运动控制系统的工作原理 六自由度并联机器人运动控制系统主要由工控机、运动控制卡、伺服放大器、资料数据收集处理平台等系统组成。在机器人工作过程中，工控机借助一定的程序指令对运动控制卡发出命令，运动控制卡将六路脉冲同时发向六套伺服放大器，在脉冲命令的指引下，这些放大器做出进一步运动，进而带动机器人平台进行运动。同时，伺服放大器将运动中形成的信号数据传回到运动控制卡，进而完成一个全闭环式反馈控制运动。在运动过程中，可以通过Lab系统对并联机器人
第４０卷第４期２００４年４月 机械工程学报 Ｖ０１．４０Ｎｏ．４ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬ０Ｆ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ａｐｒ． ２００４ 精密并联机器人控制算法及控制系统研究木 张秀峰孙立宁 （哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨 １５０００１） 摘要：首次把数字ＰＩＤ算法应用到面向光纤作业的精密并联机器人控制中，介绍了这种高速、高精度小型并联机构控制系统的新控制算法及系统研究情况。另外控制系统采用了ＤＳＰ新技术，解决了并联机构运动学逆解的实时在线计算问题，使系统运行更加稳定。试验结果表明这种新算法在小型精密并联机构控制系统中，完全可以满足光纤对接等作业的高技术要求，同时也为同类高精度、大行程小型定位系统的控制与设计提供了一种新的实用方 法。 关键词：并联机构运动学逆解ＰＩＤ控制算法中图分类号：ＴＰ２４ ０前言
在高速、高精度、大行程小型并联机器人控制领域，所知文献介绍的实用控制算法还未见到。在实际工程控制中ＰＩＤ控制算法不需要系统确切的数学模型，参数易调整，且具有很强的灵活性、适应性，其中数字ＰＩＤ控制算法在计算机上易修正，比模拟ＰＩＤ控制器性能更加完善。首次将数字ＰＩＤ控制算法引进到高精度并联机构的控制中，并借助高速数字信号处理器ＤＳＰ解决了逆解的在线计算问 题，试验结果表明可以满足高速、高精度等技术要 求。另外还介绍了系统的组成、性能、技术指标及一些关键参数的调整方法和经验公式，为小型精密定位系统的设计与控制提供了有价值的借鉴。１ ＰＩＤ控制算法 １．１模拟ＰＩＤ控制器 所谓ＰＩＤ控制器是指把偏差按比例、积分和微分进行的控制器，其中模拟ＰＩＤ控制器是用硬件来 实现的。设ｌ，为系统给定，Ｙ为系统输出，萨砷 为系统偏差，ｕ为系统控制规律…¨，则 “＝Ｋ，［Ｐ＋寺Ｊ：：酣ｒ＋％詈］＋“。 式中 Ｋ，——比例系数正——积分常数毛——微分常数 ＝三——偏差微分 ｄｆ 在控制过程中系统有偏差产生，调节器产生控制作用使偏差不断减小，这种控制作用的强弱取决
并联机器人方案 一、并联机器人用途： 并联机器人作为一种新型的机器人形式得到了越来越多的应用，与串联机器人相比该型机器人具有结构简单、刚度大、承载能力强、误差小等特点，与串联机器人形成了良好的互补关系。可用于六自由度数控加工中心、航天器对接机构、汽车装配线、运动模拟器、岩土挖掘、光学调整、医疗机械等领域。 二、系统特点： 1、机构采用并联式结构，按工业标准要求设计，结构简单、速度快； 2、控制系统采用Windows系列操作系统，二次开发方便、快捷，适于教学实验； 3、提供教材、实验指导书等，内容涵盖机器人运动学、动力学、控制系统的设计、机器人轨迹规划等。 三、系统配置： 1、机器人本体、控制柜、电机控制卡、控制软件、理论教材及实验指导书。附属件配置有钻铣刀头、电主轴、绘图笔架、加工平台、手动夹具，另赠送一套加工所需原材料。 2、并联机器人加工装置（用电主轴本体、夹持器及钻铣刀）。 3、绘图装置（绘图笔架及绘图笔）。 4、并联机器人加工平台及工件夹持装置。 5、部分加工演示原材料（石蜡、尼龙等）。
1.并联机器人系统照片 2.并联机器人技术参数： 3.机器人型号：RBT-6T01P(全步进电机驱动) 机器人报价：175000.00元机器人型号：RBT-6S01P(全伺服电机驱动) 机器人报价：195000.00元
1.并联机器人系统照片 2.并联机器人技术参数： 3.机器人型号：RBT-6T02P(全步进电机驱动) 机器人报价：155000.00元机器人型号：RBT-6S02P(全伺服电机驱动) 机器人报价：175000.00元
六自由度桌面型并联机器人 1.并联机器人系统图片 2.并联机器人技术参数 3.机器人型号：RBT-6T03P(全步进电机驱动) 机器人报价：135000.00元机器人型号：RBT-6S03P(全伺服电机驱动) 机器人报价：155000.00元
运动控制开发平台操作细则： 一、步进电机平台 1．上电计算机电源、驱动器电源、端子板电源。 2．运行GTCmdPCI_CH。 3．在菜单栏选择出现“基础参数设置”界面。 4.在“运控卡型号选择”栏，打开下拉菜单，选择所安装的运控卡型号。 设置“行程开关触发电平” 设置“编码器方向”，默认值0 设置控制周期，运控卡缺省的控制周期是200 μs。 5．点击“打开运控卡”按钮。 6．点击“确定”按钮。 7．在GTCmdISA_CH主菜单下选择打开“基于轴的控制”界面。 8．打开轴选下拉菜单，如下图，选择当前轴（操作轴）。 9．选择“清状态”，如右图，清除当前轴不正确的状态。 10、设置控制输出，驱动使能（轴开启） 在系统初始化完成后，在轴选框选择当前轴，按照根据系统要求设定控制输出。注意应与当 前轴的驱动器和电机的设置相统一。 SV卡： 可以选择输出模拟量，即0； 亦可选择输出脉冲量，即1。 SV卡： 选择“伺服打开/伺服关闭”选项（如右图，打勾为打开，不选为关闭）。此时驱动器使能，轴应该静止状态
11．点击“位置清零”按钮，观察“轴当前位置”为0。 4．在“运动控制模式”栏设置运动参数 5．点击“参数更新”按钮， 二、直流伺服电机平台 1～6步同步进电机一样 7、在轴的控制窗口中选中第4轴。 8、在“伺服滤波器参数设置”框中设置“比例增益”为10。 9、在梯形曲线页中“目标位置”为300000，“速度”为10，“加速度”为1。 10、点击“伺服打开”（SV卡时）/“轴开启”（SG卡时）选项，使控制器的第4轴进入伺服（开启）状态。 11、点击“清状态”键，使控制器的第四轴事件状态清除。 12、点击“参数更新”键，使第四轴开始运动 补充： 1、当某个轴选定并打开伺服后，在开发面板上会亮起相应的灯，分别是ENA1、ENA 2、ENA 3、ENA4. 2、在运动启动前应保证在控制软件的右侧的轴系状态或者坐标系状态正确，如：
并联机器人设计论文 摘要：并联机器人是一类全新的机器人,它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点,在21世纪将有广阔的发展前景。文中从运动副分析入手，对一种运动解耦的三自由度并联机构进行了构型研究，该机构由三个正交分布的支链组成，且机构的运动副均为转动副，构成了机构动平台x、y、z三个方向的平动解耦；在机构构型研究的基础上，对其进行了运动学分析，推导出了该并联机构的运动学正反解，分析了机构输入/输出的速度和加速度等，验证了该机构运动解耦的特性。这对该机构的动力学分析、控制策略、机构设计和轨迹规划等方面的研究，具有一定的理论意义。 关键词：三自由度并联机构；并联机器人；设计；
1.课题国外现状及研究的主要成果 少自由度并联机器人由于其驱动元件少、造价低、结构紧凑而有较高的实用价值，更具有较好的应用前景，因此少自由度的并联机器人的设计理论的研究和应用领域的拓展成为并联机器人的研究热点之一。研究少自由度并联机构最早的学者应属澳大利亚著名机构学教授Hunt ,在1983年,他就列举了平面并联机构、空间三自由度3-rps并联机构，但对四，五自由度并联机构未作详细阐述。在Hunt之后,不断有学者提出新的少自由度并联机构机型。在少自由度并联机构机型的研究中,三维平移并联机构得到广泛的重视。clavel提出了一种可实现纯平运动三自由度Delta 并联机器人,在Delta机构的支链中采用平行四边形机构约束动平台的3个转动自由度。Tsai提出的Delta机构完全采用回转副，并通过转轴的偏移扩大了Delta机构的工作空间。在Tricept并联机床上采用的构型是由Neumann发明的一种具有3个可控位置自由度的并联机构，该机构的突出特点是带有导向装置,采用3个副驱动支链并由导向装置约束动平台。Tsai通过自由度分析提取支链的运动学特征,系统研究了并联机构的综合问题,特别研究了一类实现三自由度平动的并联机构。Rasim Alizade于2004年提出基于平台类型和联接平台的形式和类型进行分类的一种并联机构的结构综合和分类的新方法和公式,并综合出具有单平台和多平台的纯并联和串并联复联机构.我国燕山大学的黄真教授及其团队除了研制出解耦微型6维力传感器和微动机械，设计出一种新的
并联机器人发展概述 随着先进制造技术的发展，并联机器人已从简单的上下料装置发展成数字化制造中的重要单元。在查阅了大量国内外相关文献的基础上，介绍了并联机器人的特点、分类、应用，从运动学、动力学、控制策略三方面总结了近年来并联机器人的主要研究成果，并指出面临的问题。 1895年，数学家Cauchy研究一种“用关节连接的八面体”，开始人类历史上并联机器的研究。1938年Pollard提出采用并联机构来给汽车喷漆。1949年Caough提出用一种并联机构的机器检测轮胎，这是真正得到运用的并联机构。而并联结构的提出和应用研究则开始于70年代。1965年，德国人Stewart发明了六自由度并联机构，并作为飞行模拟器用于训练飞行员。1978年澳大利亚人Hunttichu把六自由度的Stewart平台机构作为机器人机构，自此，并联机器人技术得到了广泛推广。 自工业机器人问世以来，采用串联机构的机器人占主导位置。串联机器人具有结构简单、操作空间大，因而获得广泛应用。由于串联机器人自身的限制，研究人员逐渐把研究方向转向并联机器人。和串联机器人相比并联结构其末端件上同时由6根杆支撑，与串联的悬臂梁相比刚度大，结构稳定。由于刚度大，并联结构较串联结构在相同的自重或体积下，有高的多的承载能力大。串联机构末端件上的误差是各个关节误差的积累和放大，因而误差大、精度低，并联式则没有那样的误差积累和放大关系，微动精度高。串联机器人的驱动电机及传动系统大都放在运动着的大小臂上，增加了系统的惯量，恶化了动力性能，而并联机器人将电机置于机座上，减小了运动负荷。在位置求解上，串联机构正解容易，但反解困难。而并联机构正解困难，反解非常容易，而机器人在线实时计算是要计算反解的。 根据并联机器人的自由度数，可以分为：2自由度并联机构。2自由度并联机构，如5-R，3-R-2-P（R表示旋转，P表示平移）。平面5杆机构是最典型的2自由度并联机构，这类机构一般具有2个平移自由度。3自由度并联机构。3自由度并联机构种类较多，形式复杂，一般有以下形式，平面3自由度并联机构，如3-RRP机构、3-RPR机构、它们具有2个旋转自由度和1个平移自由度；3维纯平移机构，如Star Like并联机构、Tsai 并联机构，该类机构的运动学正反解都很简单，是一种应用很广泛的3维平移空间机构；空间3自由度并联机构，如典型的3-RPS机构、这类机构属于欠秩机构，在工作空间不同的点，其运动形式不同是其最显著的特点，由于这种特殊的运动特性，阻碍了该类机构在实际的广泛应用；4自由度并联机构。4自由度并联机构大多不是完全的并联机构，如2-UPS-1-RRRR机构，运动平台通过3个支链与顶平台相连，有2个运动链是相同的，各具有一个虎克铰U，1个平移副P，其中P和1个R是驱动副，因此这种机构不是完全并联机构。5自由度并联机构。现有的5自由度并联机构结构复杂，如韩国的Lee的5自由度并联机构具有双层结构。6自由度并联机构。该类并联机器人是国内外学者研究的最多的并联机构，一般情况下，该类机构具有6个运动链。随着6自由度并联机构研
并联机器人发展现状与展望 引言 并联机器人是一类全新的机器人,它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点,在21世纪将有广阔的发展前景。本文根据掌握的大量并联机器人文献,对其分类和应用做了简要分析和概括，并对其在运动学、动力学、机构性能分析等方面的主要研究成果、进展以及尚未解决的问题进行了阐述。 1并联机构的发展概况 （一）并联机构的特点 并联机构是一种闭环机构,其动平台或称末端执行器通过至少2个独立的运动链与机架相联接,必备的要素如下:①末端执行器必须具有运动自由度;②这种末端执行器通过几个相互关联的运动链或分支与机架相联接;③每个分支或运动链由惟一的移动副或转动副驱动。 与传统的串联机构相比，并联机构的零部件数目较串联构造平台大幅减少，主要由滚珠丝杠、伸缩杆件、滑块构件、虎克铰、球铰、伺服电机等通用组件组成。这些通用组件可由专门厂家生产，因而其制造和库存备件成本比相同功能的传统机构低得多，容易组装和模块化。 除了在结构上的优点，并联机构在实际应用中更是有串联机构不可比拟的优势。其主要优点如下： （1）刚度质量比大。因采用并联闭环杆系,杆系理论上只承受拉、压载荷,是典型的二力杆,并且多杆受力，使得传动机构具有很高的承载强度。 （2）动态性能优越。运动部件质量轻，惯性低,可有效改善伺服控制器的动态性能,使动平台获得很高的进给速度与加速度,适于高速数控作业。 （3）运动精度高。这是与传统串联机构相比而言的,传统串联机构的加工误差是各个关节的误差积累,而并联机构各个关节的误差可以相互抵消、相互弥补，因此，并联机构是未来机床的发展方向。 （4）多功能灵活性强。可构成形式多样的布局和自由度组合,在动平台上安装刀具进行多坐标铣、磨、钻、特种曲面加工等，也可安装夹具进行复杂的空间装配，适应性强，是柔性化的理想机构。 （5）使用寿命长。由于受力结构合理，运动部件磨损小，且没有导轨，不存在铁屑或冷却液进入导轨内部而导致其划伤、磨损或锈蚀现象。 并联机构作为一种新型机构，也有其自身的不足，由于结构的原因，它的运动空间较小，而串并联机构则弥补了并联机构的不足，它既有质量轻，刚度大，精度高的特点，又增大了机构的工作空间，因此具有很好的应用前景，尤其是少自由度串并联机构，适应能力强，且易于控制，是当前应用研究中的一个新热点。 （二）并联机构的分类 从运动形式来看，并联机构可分为平面机构和空间机构；细分可分为平面移动机构、平面移动转动机构、空间纯移动机构、空间纯转动机构和空间混合运动机构, 另可按并联机构的自由度数分类：
摘要 近些年，delta机器人越来越得到大多数人的关注，并逐渐开始在工业上得到成熟的应用。与串联机器人相比，并联机器人有很大优势。其中之一就是可以把电机固定在基座上，这样就可以减轻机器机构上的重量。当需要直接驱动时，把电机固定在基座上是一个必要的田间。因此，并联机器人非常适合直接驱动的情况。并联机器人的另一个优点就是他的刚度很高，这些特征可以得到更多的精准度和更快的操作。Delta机器人是其中非常重要的一种。 在本书中，介绍了并联机器人的产生特点及应用。计算了机器人的自由度，位置正反解，并分析了它的空间奇异形位。还通过分析比较几种控制器和方案，选择其中最适合的方案。并设计了delta机器人的控制电路，并详细介绍它的控制器功能。 关键词：并联机构位置反解步进电机结构设计
燕山大学本科生毕业设计（论文） Abstract In recent years ,increased interest in parallel robots has been observed..Parallel robots possess a number of advantages when compored to serial arms, The most importantone is certainly the possibility to keep the motors fixed into the base ,thus allowing a large reduction of the robot structure’s active mobile mass.keeping the motors on the robot base is a requairment when direct-drive is used ,thus ,parallel robots are well suited to direct-drive actuation.Another advantage of parallel robots is their high rigiditg.these features allow more precise and much faster mani pulations. The delta parallel robot is very famous among them. In this paper,the historyapplication character of the parallel robots are introduced .And I compted the degree of free of the parallel robot,analysis the singular position. The position solution and position inverse solution too. At last, there are several methords of controlling. And I choice one of then which is better suited to this robot. This method will be introduced latter. Key word:parallel delta, position inverse solution , singular position
河北工业大学城市学院 毕业论文 作者：周** 学号：***** 系(专业)：机械系 专业：机械设计与制造及其自动化 题目：全转动副三自由度并联机器人 指导者：李** 教授 (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 2015 年6月11 日
目录 1 绪论 ........................................................................................................................ - 4 - 1.1 引言 .............................................................................................................. - 4 - 1.2 此次课题研究背景和意义 ........................................................................ - 4 - 1.3 串并联机器人的国内外研究现状、使用范围及发展趋势 ...................... - 5 - 1. 4 本次毕业设计主要完成工作 ..................................................................... - 6 - 1.4.1 基本内容 ............................................................................................ - 6 - 1.4.2 课题研究拟采用的手段和工作路线 ................................................ - 6 - 2 总体方案的设计 .................................................................................................... - 7 - 2．1 总体布局的设计 ....................................................................................... - 7 - 3 由基本参数选定标准件的型号 .......................................................................... - 10 - 3.1 减速机的选择 .......................................................................................... - 10 - 3.2 选择伺服电机并对其检验 ...................................................................... - 12 - 3.3 轴承的选择及校核 .................................................................................... - 15 - 3.4 联轴器的选择 .......................................................................................... - 17 - 4.1 支链尺寸的确定 ........................................................................................ - 19 - 4.2 对主动轴尺寸的确定及校核 .................................................................... - 20 - 4.3 对支链上转动副的设计 ............................................................................ - 22 - 4.4 支链末端设计 ............................................................................................ - 25 - 5 机构的整体布局设计及机架设计 ...................................................................... - 2 6 - 结论 ...................................................................................................................... - 29 - 参考文献 .................................................................................................................... - 31 - 致谢 ............................................................................................................................ - 32 -
学校代码：10151 _______ 论文成绩：________ 学生学号：2220063653 大连海事大学 毕业论文 二O—O年六月
并联机器人控制系统设计与实验研究 专业班级：机械设计制造及其自动化 姓名：___________________________ 指导教师：___________________ 交通与物流工程学院
内容摘要 本论文主要研究六自由度平台的位置反解，通过仿真实验和在xPC环境下的实时控制实 验来验证算法的可行性。 首先，采用矩阵分析方法，推出了体坐标系与静坐标系之间的变换矩阵及其液压缸上下铰支点的坐标向量矩阵，由此确立了转台液压缸长度变换与上台面位置的关系，从而解决了 六自由度转台机构的位置反解。其次，通过MATLAB /Simuli nk将方程搭建出来进行系统仿 真。运用Simulink中的模块将位置反解方程搭建出来，通过计算机模拟仿真，由用户给定的位姿求解出缸长变换。并且通过仿真初步验证反解方程的正确性。同时考虑到一定得实际 情况，为使信号平稳的输入，使平台平稳的升到中位，加入渐缩渐放模块，以达到预期的效 果。最后，运用MATLAB/xPC进行实时控制。以Simulink搭建出来的模型为基础，生成能够进行实时控制的目标应用程序。运用此目标应用程序进行实时仿真和实时控制实验，并在此 实验的基础上记录分析实验数据，通过对比实时控制实验数据与仿真实验数据，数据重合度 高，从而验证算法的可行性。 论文研究了控制并联机器人的核心算法。通过对比实时控制实验数据与仿真实验数据，由数据重合度高可得到该算法以及此算法上搭建的控制系统能够用于实际的并联机器人的控制。 关键词：六自由度平台位置反解仿真模型实时控制
并联机器人的研究现状与发展趋势 并联机器人的研究现状与发展趋势 1、关联机构的提出及特点 1965年，德国Stewart发明了六自由度并联机构，并作为飞行模拟器用于训练飞行员[1]。澳大利亚著名机构学教授Hunt于1978年提出将并联机构用于机器人手臂[2]。随后，Maccallion和Pham.D.J首次将该机构按操作器设计，成功的将Stewart机构用于装配生产线，标志着真正意义上的并联机器人的诞生，从此推动了并联机器人发展的历史。典型的Stewart并联机器人如图1所示。 相对于串联机器人来说，并联机器人具有[3]以下优点： ①与串联机构相比，刚度大，结构稳定； ②承载能力强； ③精度高； ④运动惯性小； ⑤在位置求解上，串联机构正解容易，反解困难，而并联机器人正解困难，反解容易。 由于并联机器人的在线实时计算是要求计算反解的，这对串联机构十分不利，而并联机构却容易实现，由于这一系列优点，因而扩大了整个机器人的应用领域。 2、并联机器人的研究现状 自1987年Hunt提出并联机器人结构模型以来，并联机器人的研究受到许多学者的关注。美国、日本先后有Roney、Ficher 、Duffy 、Sugimoto等一批学者从事研究，英国、德国、俄罗斯等一些欧洲国家也在研究。国内燕山大学的黄真教授自1982年以来在美国参加了此项内容的研究，并于1983年取得了突破性进展。迄今为止，并联机构的样机各种各样，包括平面的、空间不同自由度的、不同布置方式的、以及超多自由度并串联机构。大致来说，60年代曾用来开发飞行模拟器，70年代提出并联机器手的概念，80年代来开始研制并联机器人机床，90年代利用并联机构开发起重机，日本的田和雄、内山胜等则用串联机构开发宇宙飞船空间的对接器。 此后，日本、俄罗斯、意大利、德国以及欧洲的各大公司相继推出并联机器人作为加工工具的应用机构。我国也非常重视并联机器人及并联机床的研究与开发工作，中国科学院沈阳自动化研究所、哈尔滨工业大学、清华大学、北京航空航天大学、东北大学、浙江大学、燕山大学等许多单位也在开展这方面研究工作，并取得了一定的成果。 3、并联机器人分类 自1993年，第一台并联机器人在美国德州自动化与机器人研究所诞生以来，并联机器人无论在结构和外型都得到了充分的发展，其可分为以下几类： （1）按自由度的数目分类，并联机器人可做F自由度（DOF）操作，则称其为F自由度并联机器人。例如：一并联机器人有六个自由度，称其为6-DOF并联机器人。冗余并联机器人，即其自由度大于六的并联机构。欠秩并联机器人，即机构的自由度小于其阶的并联机构。 （2）按并联机构的输入形式分类，可将并联机器人分为：线性驱动输入并联机器人和旋转驱动输入并联机器人。研究较多的是线性驱动输入的并联机器人，这种类型的机器人位置逆解非常简单，且具有唯一性。旋转驱动输入型并联机器人与线性驱动输入并联机器人相比，具有结构更紧凑、惯量更小、承载能力相对更强等优点；但它的旋转输入形式决定了位置逆解的多解性和复杂性。 （3）按支柱的长度是否变化分类，可将并联机器人分为：一种为采用可变化的支柱进行支撑上下平台的并联机器人。例如：这种六杆的并联机器人称为Hexapod，运动平台和基座由六个长度可变化的支柱连接的，每个支柱的两端分别由铰链连接在运动平台和基座上，通过调节支柱的长度来改变运动平台的位姿。另一种为采用固定长度的支柱进行支撑上下平台的并联机器人。例如：这种六杆的并联机器人称为Hexaglide，运动平台和基座是由六个长度固定的支柱连接的，每个支柱一端由铰链连接在运动平台上，另一端通过铰链连接在基座上，该端铰链可沿着基座上固定的滑道上下进行移动，由此来改变运动平台的位姿。 4、并联机器人的运动学分析
D e l t a并联机器人的 机构设计1
零件的设计与选型 1 定平台的设计 定平台又称基座，在结构中属于固定的，具体的参数见图一，厚度 20cm。定 平台的等效圆半径为 210mm。材料选用铸铁，铸造加工，开口处磨削加工保证精度。 最后进行打孔的工艺。 图一定平台设计图
2 驱动杆的设计 具体参数为长* 厚* 宽：880mm*10mm*20mm。孔的参数为φ 10*10mm。材料用 铝合金，设计为杆式，质量小，经济，同时也满足载荷条件。 图二驱动杆的设计图 3 从动杆的设计
具体参数为长* 宽* 高：620*20*10mm。孔参数为φ 10*10mm。材料选用铝合金。 图三从动杆的设计图 4 动平台的设计 参数如下图，考虑到重量因素，采用铝合金，切削加工。动平台的等效圆半径 为 50mm，分布角为21.5°。
图四动平台的设计图 5 链接销的设计 45号钢，为主动杆和定平台的连接销：φ 9*66mm。
6 球铰链的选型 目前，大多数的Delta机构的主动杆与从动杆的链接方式为球铰链的链接。球型连接铰链是用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件。它采用了球型轴承结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，由于该铰链安装、调整方便、安全可靠。所以，它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业的自动控制系统中。球铰链由于选用了球型轴承结构，能灵活的承受来自各异面的压力。本文选用球铰链设计，是主要因为球铰链的可控性，以及结构简单，易于装配。且有很好的可维护性。 本文选用了伯纳德的 SD 系列球铰链，相对运动角为60°。 7 垫圈的选型 此处我们选用标准件。GB/T 97.1 10‐140HV ，10.5*1.6mm。 8 电机的选型
并联机构及机器人 并联机构（Parallel Mechanism，简称PM），定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。特点是所有分支机构可以同时接受驱动器输入，然后共同决定输出。 1931年，Gwinnett在其专利中提出了一种基于球面并联机构的娱乐装置（图1）；1940年，Pollard在其专利中提出了一种空间工业并联机构，用于汽车的喷漆（图2）；之后，Gough 在1962年发明了一种基于并联机构的六自由度轮胎检测装置（图3）；三年后，Stewart首次对Gough发明的这种机构进行了机构学意义上的研究，并将其推广应用为飞行模拟器的运动产生装置，这种机构也是目前应用最广的并联机构，被称为Gough-Stewart机构或Stewart 机构。 并联机构的特点： （1）与串联机构相比刚度大，结构稳定； （2）承载能力大; （3）微动精度高; （4）运动负荷小; （5）在位置求解上，串联机构正解容易，但反解十分困难，而并联机构正解困难反解却非常容易。 从运动形式来看，并联机构可分为平面机构和空间机构；细分可分为平面移动机构、平面移动转动机构、空间纯移动机构、空间纯转动机构和空间混合运动机构。另可按并联机构的自由度数分类： （1 ）2 自由度并联机构。 （2 ）3 自由度并联机构。 （3 ）4 自由度并联机构。 （4 ）5 自由度并联机构。 （5 ）6 自由度并联机构。 2自由度并联机构，如5-R，3-R-2-P（R表示旋转，P表示平移）。平面5杆机构是最典型的2自由度并联机构，这类机构一般具有2个平移自由度。3自由度并联机构种类较多，形式复杂，一般有以下形式，平面3自由度并联机构，如3-RRP机构、3-RPR机构、它们具有2个旋转自由度和1个平移自由度；3维纯平移机构，如Star Like并联机构、Tsai并联机构，空间3自由度并联机构，如典型的3-RPS机构、属于欠秩机构。4自由度并联机构大
Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程? 253 Program Design ? 程序设计 【关键词】双臂并联机器人 运动控制 Sysmac Studio 程序 1 绪论 双臂并联机器人的主动臂分别由一个伺服电机驱动，从动臂（长平衡杆）一端与主动臂相连，另一端连接平动盘。在伺服电机的驱动下，主动臂带动从动臂动作，实现平动盘在平面内运动，如图1所示。若在平动盘下安装一电磁铁，能实现在将铁片从左搬运到右。 双臂并联机器人的控制器选用欧姆龙NJ 系列PLC 。需要在PLC 中编写程序，实现机器人的运动控制。该机器人工作时的运动轨迹： 原点(Pos_up)→左上位置（Pos_L_up ）→左下位置（Pos_L_down ）→电磁铁得电吸住铁片→左上位置（Pos_L_up ）→原点(Pos_up)→右上位置（Pos_R_up ）→右下位置（Pos_R_down ）→电磁铁失电放下铁片→右上位置（Pos_R_up ）→回原点，开始新一轮循环。 2 角度与坐标的转换 通过控制电机转动的角度可实现带有电磁铁的机器人平动盘的运动。这就需要建立一个坐标系，建立电机转动角度θ1、θ2与电磁铁位置坐标（x,y ）的转换关系——双臂并联机器人的运动学正反解。 运动学正解——已知：两根轴上电机的旋转角度分别为θ1、θ2，要推算出电磁铁位置(X,Y)。 运动学反解——已知：电磁铁位置(X,Y)，要推算出此时两根轴上电机的旋转角度θ1、θ2。 3 运动轨迹的程序设计 为控制运动轨迹，可使用控制器的运动控制功能模块，MC 模块。若将控制对象—— 双臂并联机器人的运动控制程序设计 文/许文稼 王斌 张波 吴正勇 实际的伺服电机称为“实轴”。那么MC 模块包含的虚拟伺服驱动器、编码器，可构建“虚轴”(不使用实际伺服驱动器及编码器),作为 同步控制的主轴使用，实现预先进行轨迹规划。然后再将“实轴”与“虚轴”进行同步，控制机器人实际伺服电机旋转，实现“实轴”运动到规定的位置坐标处。 在编写程序时，考虑电机带的是绝对值编码器，所以只需执行一次复位，程序里采用的是MC_Home 指令。 整个程序包括主程序和功能块。功能块包括： （1）“左角度”功能块：由坐标（x ，y ）换算出左轴的旋转角度； （2）“右角度”功能块：由坐标（x ，y ）换算出右轴的旋转角度； （3）“坐标”功能块：由左右两轴的旋转角度θ1、θ2换算出坐标（x ，y ）； （4）“虚轴运行”功能块：设定运动轨迹中的5个关键位置坐标，控制左、右虚轴组成的“虚轴组”沿直线运行（指令MC_MoveLineAbsolute ），并在适当时间控制电磁铁的电的得失。 （5）“点动运行”功能块：每按一次点动按钮（以向上的点动按钮为例），修改一次当前坐标（x ，y ），虚拟轴沿直线运行（指令MC_MoveLineRelative ） 。 主程序包括： （1）初始设定：使用“坐标”功能块，将电机旋转为0度时的坐标标记为坐标系原点位置，由电机当先的旋转角度计算出当前坐标（x ，y ）；提高插补速度的自适应性；启停及复位按钮的输入信号设定。 （2）启停控制：复位信号有效，则对实轴进行复位（MC_Reset ）,对虚轴组进行复位 （MC_GroupReset ）并对虚轴进行复位（MC_Reset ）；停止信号有效或有复位信号，则使 实轴减速停止（MC_Stop ）虚轴组减速停止（MC_GroupStop ）并使虚轴减速停止（MC_Stop ）；电磁铁失电。 （3）原点返回：开始按钮按下后，将实轴驱动器与虚轴驱动器切换为可运行状态（MC_Power ）；实轴与虚轴均复位（MC_Home ），接着虚轴以速度300mm/s 移动到原点坐标（MC_MoveAbsolute ），此时“轴组准备好”及“伺服准备好”。 （4）运行：开始按钮按下后，使用“虚轴运行”功能块计算出电磁铁到达关键位置时对应的伺服电机的角度；使用“点动运行”功能块修改虚拟轴的位置；当满足“轴组准备好”，使用“左角度”功能块，将虚轴计算出的位置坐标转换为对应的伺服电机旋转角度；当满足“伺服准备好”，使用MC_SyncMoveAbsolute 指令，控制实轴运动到预置的位置。 4 总结 使用该程序控制双臂并联机器人的运动，实现了其动作迅速，连贯，可长期持续运行。 参考文献 [1] 欧姆龙自动化（中国）有限公司.“Omron 杯”Sysmac 自动化控制应用设计大赛培训教材[Z].2015(07). [2]欧姆龙自动化（中国）有限公司.NJ 系列 CPU 单元用户手册运动控制篇(SBCE-363) [Z].2013(08). [3]欧姆龙自动化（中国）有限公司.NJ 系列指令基准手册基本篇(SBCA-360) [Z].2013(06). 作者单位 常州机电职业技术学 院 江苏省常州市 213164 ●基金项目：江苏省科技支撑计划《双臂机器人本体结构与关键功能部件研制》，基金号：BE2013003-2。 图1：双臂并联机器人搬运示意图