基于GALIL运动控制卡的并联机构控制系统设计.pdf

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1、2013年11月机床与液压NOV．2013第4l卷第22期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．41No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．22．042基于GALIL运动控制卡的并联机构控制系统设计印松，汪烨，唐矫燕(上海电机学院机械学院，上海200245)摘要：为了满足并联机构复杂的运动控制需求，在进行运动学分析的基础之上，设计了一套并联机构运动控制系统。该系统采用Pc机+GALIL运动控制卡的结构形式，并提供多种机构路径输入模式。借助于运动学反解模块，机构路径被转换

2、为运动支链位置数据，并通过上下位机通讯模块传送给运动控制卡，从而实现系统所需要的控制任务。关键词：并联机构；运动控制卡；运动学中图分类号：TP24文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)22—119—3DesignofParallelMechanismControlSystemBasedonGALILControllerYINSong．WANGYe，TANGJiaoyan(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiDianjiUniversity，Shanghai20024

3、5，China)Abstract：Tosatisfythecomplicatedmotioncontrolrequirementsoftheparallelmechanism，amotioncontrolsystemwasde—signedonthebasisofthekinematicanalysis．Inthiscontrolsystem，architectureofPC+GALILmotioncontrolcardwasadoptedandseveralmodesforimportingmechanismmotio

4、npathswereprovided．Byusingtheinversekinematicsmodule，thesemotionpathsweretransformedintothelengthsofkinematicchainswhichweresenttothemotioncontrolcardthroughthecommunicationmoduletorealizethespecifiedcontroltask．Keywords：Parallelmechanism；Motioncontrolcard；Kinema

5、tics由于并联机构具有高刚性、高承载能力等优点，接。由于UPS型运动支链不限制动平台的自由度，因而在数控机床、医疗设备、射电望远镜和运动模拟因此该机构在中间约束分支的限制下，仅作绕球铰0器等众多领域得到广泛应用。与六自由度并联机构的三维转动。在踝关节康复训练应用中，脚与机构相比，少自由度并联机构结构简单，控制容易，且动平台固定连接。在3个运动支链控制作用下，动平能够满足特定任务的需要，因此成为目前并联机构台带动踝关节实现所需运动。研究的热点。具有中间约束分支的三自由度3-UPS／S并联机构，由于中间球铰的约束作用，仅能

6、做三维转动，因此在踝关节康复这类仅需定位的场合得到应用。踝关节康复训练机器人具有3个自由度，需3个运动支链协调动作才能实现特定的运动，因此其控制器必须具备多轴联动的控制功能。这里采用PC机+多轴运动控制卡的开放式运动控制系统，PC机提供人机交互接口，负责运动学求解和运动规划功能，而多轴运动控制卡则实现电机的伺服控制和状态监控功能。图13-UPS／S型并联机构1并联机构运动学对任一运动支链i进行分析，由空间向量关系可图1所示的3-UPS／S型并联机构中，动平台和静得：平台之间通过3条UPS型运动支链连接。包含球铰z=p一6

7、=j一b(1)的中间约束分支上下端分别与动静平台中心固定连其中：z为BP向量，其长度为z；P为点P的位收稿日期：2012—10—26基金项目：上海市教育委员会重点学科建设资助项目(J51902)；上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金项目(sdjl0002)；上海市电机学院科研启动经费资助项目(11C402)作者简介：印松(1979一)，男，博士，讲师，主要从事机电一体化方面的研究。E—mail：matthew—yin@yahoo．con．en。