六自由度并联机器人控制系统设计.pdf

标题“六自由度并联机器人控制系统设计”涉及的关键知识点可以概括为以下几点： 1. 六自由度并联机器人的硬件搭建：文章首先介绍了六自由度并联机器人系统平台的本体，这涉及到选用具备六个电动缸构成六个运动轴的机器人本体。这些电动缸通过铰链与定平台和动平台连接，形成机器人的运动平台。在并联机器人领域，该机器人平台的选用直接关系到后续控制系统设计的精确性和稳定性。 2. 伺服执行系统设计：伺服执行系统由六组伺服电动缸和伺服驱动器组成。系统的主要功能是接收控制器发出的控制信号，将这些信号进行放大和处理，转化为驱动信号来驱动电动缸执行具体动作。伺服系统的设计要保证能够精确控制电动缸运动，以实现对机器人运动的精确控制。 3. 运动控制器的作用与设计：运动控制器是实现并联机器人控制系统的关键部分，需要具有强大的运算与处理能力，用于同时控制六个轴的运动，并处理来自限位开关与编码器的反馈信息。运动控制器的设计包括确保能够接收到上位机的位姿控制信号，并实时监控系统平台的运动状态，保证机器人的动态响应好和承载能力强。 4. 反馈系统的设计：反馈系统的作用是确保机器人的动作精度和安全性，其中包含了编码器和限位开关。编码器能够实时反馈电动机的状态给运动控制器，限位开关则能够提供电动缸的极限位置反馈给运动控制器，进行安全保护。 5. 硬件系统电气线路与布局设计：电气线路的连接直接关系到控制信号的准确传输，包括伺服驱动器与运动控制器之间、以及伺服驱动器与伺服电机（轴）之间的连接。控制柜的布局规划及电气接线安装是确保系统稳定运行的基础。 6. 空间位置算法设计：这部分涉及空间位置与运动的分析计算。文章提到了建立定空间直角坐标系和动空间直角坐标系，以基准中心建立坐标系，通过坐标变换原理来计算上平台各铰链端点位置。在伺服控制部分，需要对电动缸伺服电机进行运动控制，并实时监控系统的运动状态。信号调整部分涉及信号的转换处理，如测试信号、VO信号以及传感器信号与伺服驱动器的驱动信号。 7. 结构紧凑和刚度大的优势：六自由度并联机器人的结构紧凑、刚度大、无累积误差，这些优势使得其在医疗、航空航天、娱乐、物流、机床设计等领域有着广泛应用。 8. 控制系统的整体方案设计：从电气线路规划、控制设备布局、建立控制器与上位机通信、空间位置运动计算等环节设计并实现控制系统，目的是实现机器人平台的位姿控制。 六自由度并联机器人的控制系统设计是一个复杂且系统化的工程，需要对硬件搭建、系统布局、电气连接、反馈系统、空间算法等各方面进行综合考量，并通过精确的计算和设计，最终实现对机器人运动的精确控制。在实际应用中，需要根据实际需求和环境条件选择合适的设计方案，以适应不同的应用场景和功能需求。