CPLD在3-DOF并联机器人运动控制中的应用.pdfVIP

2010年 10月 机床与液压 Oet．2010 第 38卷 第 20期 MACHINE TOOL HYDRAULICS VoI_38No．20 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．20．031 CPLD在 3-DOF并联机器人运动控制中的应用 蔡锦达，胡杰，李灵光 (上海理工大学机械工程学院，上海 200093) 摘要：分析三 自由度平移并联机器人的运动模型 ，在此基础上设计该并联机器人的运动控制系统，控制系统采用Pc 机为上位机、DSP运动控制器为下位机的双CPU硬件结构的分级控制方式，上位机负责整个系统管理、轨迹生成等 ，下位 机则实现对各个关节的插补运算和伺服控制，控制系统以交流伺服电机来驱动并联机器人 ，采用基于 CPLD的脉冲发生电 路来控制伺服电机，从而控制整个并联机器人的运动，并运用相应的软件进行仿真。 关键词：三 自由度并联机器人；运动控制；CPLD 中图分类号：TP242．2 文献标识码 ：A 文章编号：1001—3881(2010)20—091—3 TheApplicationofCPLD inM otionController Designof3-DOF TranslationalParallelRobot CAIJinda，HUJie，LILingguang (UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China) Abstract：Thekinematicmodelof3-DOFtranslationalparallelrobotwasanalyzed．Themotioncontrolsystem fortheparallelro— botwasdesigned．Thesystem adoptedthecontrolmethodthatPCwasthehostcomputerandDSPwastheclientcomputer．PCwasre— sponsibleofrthemanagementofthewholesystem andthepathgeneration，whileDSPwasusedtoachievetheservocontrolandinter— polationofeachjoint．Servomoto~wereusedtodrivetheparallelrobot．Thepulse—generationelectriccircuitbasedonCPLDwasde— signedtocontroltheservomotors，SOthemotionoftheparallelrobotwascontrolled．Relativesoftwarewasusedtosimulatepulsegen— eration． Keywords：Parallelrobot；Motioncontrol；CPLD 目前 ，对并联机器人研究较 多的是六 自由度 (6DOF)并联机器人 。三平移并联机器人机构是 一 类很有工业应用前景的新型机器人机构，较六 自由 度并联机构结构简单、经济便宜、控制相对容易，因 此具有很好的应用前景。例如：可用于航空三维防震 射击平台、四足步行机器人步行腿机构、三维装配机 器人、三维坐标测量机 、三维传感器、微电子、微型 组织、微机械、微 型光学乃至生物基 因工程等领 域 。到 目前为止，有关并联机器人的研究多限于机 构学 、运动学和动力学方面的研究，在其控制技术和 方法的研究方面所做的工作还很不够。针对这一现 状 ，对一种新型的三平移并联机器人的运动控制器进 行研究和探索，使最终得到的运动控制器能够满足一 图1 3-DOF并联平移机器人机构 般操作任务的要求。 非平行配置 (2组运动副呈非平行关系)，B与c支