動力學主要研宄物體運動和受力的關系,與運動學類似,機器人動力學主要解決動 力學正問題和逆問題。動力學正問題是指根據(jù)關節(jié)力矩或力求解操作臂關節(jié)的位移、速 度、加速度,動力學逆問題是指根據(jù)操作臂關節(jié)的位移、速度、加速度求解所需的關節(jié) 力矩或力。
軌跡規(guī)劃是機器人運動控制的基礎,軌跡規(guī)劃的結果直接影響機器人工作過程中控 制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其可靠性。合理的軌跡規(guī)劃能夠使機器人順利完成空間復雜的軌跡曲 線,并準確、快速、平穩(wěn)的到達指定位置,因此,機器人的軌跡規(guī)劃算法研宄具有重要 的理論意義和工程價值。
研究發(fā)現(xiàn),在機器人的軌跡規(guī)劃中加入動力學模型進行軌跡優(yōu)化,得到的運動控制 擬合曲線能夠極大地提高機器人的運行速度和穩(wěn)定性。由于運動學與動力學模型相結合 的軌跡規(guī)劃是基于理想系統(tǒng)模型的分析,所以不會增加系統(tǒng)的硬件成本,它是快速、高 效提高系統(tǒng)性能的一個有效手段,在Delta機器人的軌跡規(guī)劃中,將會把動力學模型加 入到軌跡規(guī)劃中來。
PID控制器最早作為實用化的控制器已有近百年歷史,PID控制器操作簡單易懂, 因其使用不需要精確的系統(tǒng)模型而成為工業(yè)上應用最為廣泛的控制器。在爬行的 ADAMS仿真模型工作臺上加入PID控制系統(tǒng),經(jīng)過反復模擬仿真,整定增益參數(shù),確 定最優(yōu)參數(shù)后,確定加入PID控制系統(tǒng)能夠有效控制爬行。在加入振動的模型上進一步 加入PID控制時,真正做到了在低速情況下改善爬行。
通過總結國內外學者對爬行現(xiàn)象的研宄得出:目前沒有一套完整解釋說明爬行機理 的文章,即系統(tǒng)各爬行因子與爬行之間的明確的定量關系,學者們都是各自對爬行機理 做出理論上的推導,然后進行試驗,并沒有找到一種真正能抑制爬行的方法而被大家所 認可。
軟PLC開發(fā)系統(tǒng)是獨立運行在Win32環(huán)境下的一個應用程序,用于編制PLC 用戶程序以及對它進行檢查、編譯和調試,主要由以下模塊組成:
軟PLC運行系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)的核心,合理地設計其組成模塊能夠提升 PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和開放性。因此,本章在分析軟PLC運行系統(tǒng)工作原理 的基礎上研究了各個模塊的實現(xiàn)以及多任務的調度,并對軟PLC指令系統(tǒng)進行 了設計。
五軸精工加工中心側開關量、模擬量等數(shù)據(jù)的采集和傳輸由外部I/O輸入輸出模 塊完成,如何實現(xiàn)它與軟PLC系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換是設計軟PLC控制系統(tǒng)通訊 的關鍵。本章通過分析精工系統(tǒng)的通訊接口,結合當前精工通訊的發(fā)展趨勢,采 用SERCOS-III接口及其通訊技術實現(xiàn)二者的數(shù)據(jù)交換。
PLCI/O接口軟件要完成兩個任務:一是根據(jù)主站MDT報文信息配置I/O接 口系統(tǒng)參數(shù),完成初始化;二是在周期通訊過程中將I/O輸入模塊采集的數(shù)據(jù)編 輯成AT報文發(fā)送給主站,并讀取主站MDT報文數(shù)據(jù)寫入I/O接口 DPRAM存 儲區(qū),完成數(shù)據(jù)交換。因此可分為I/O接口初始化和周期通訊兩個部分。
本章分析了五軸精工加工中心軟PLC所要控制的具體內容,根據(jù)五軸精工加工中心 的控制邏輯編制了主軸正、反轉的控制程序,通過下載到軟PLC運行系統(tǒng)中運 行,實現(xiàn)了對五軸精工加工中心的主軸正、反轉控制,驗證了軟PLC運行系統(tǒng)的有 效性。