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1 引言（Introduction）

　　激光焊接作為新的焊接工藝方法在汽車制造領(lǐng)域有大量成功的應(yīng)用，顯示出激光焊接強(qiáng)大的生命力和非常廣闊的應(yīng)用前景．采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以進(jìn)一步提高機(jī)器人的負(fù)載／自重比，改善機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性，使其結(jié)構(gòu)更加靈巧．利用并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度大、運(yùn)動(dòng)慣性小、精度高等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高精度激光焊接加工，這是并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)向激光焊接領(lǐng)域的拓展．

　　傳統(tǒng)的數(shù)控加工軌跡控制概念都建立在笛卡兒坐標(biāo)系中，而并聯(lián)機(jī)器人的軌跡控制是由若干桿件的空間運(yùn)動(dòng)綜合而成的，若使機(jī)器人加工末端點(diǎn)實(shí)現(xiàn)所需要的運(yùn)動(dòng)，則必須在兩者之間進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換．另外，并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和配置形式的多樣化使傳統(tǒng)數(shù)控的封閉式結(jié)構(gòu)不能滿足其需求，因此并聯(lián)機(jī)器人的控制系統(tǒng)必須是開放式結(jié)構(gòu)．

　　 本項(xiàng)目研制的并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)是以Linux 24.20+實(shí)時(shí)內(nèi)核RTLinux3.1作為實(shí)時(shí)軟件平臺(tái)的全軟件開放式數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以C語言為編程語言編制數(shù)控系統(tǒng)軟件．由于引入了實(shí)時(shí)多任務(wù)機(jī)制，采用開放式的結(jié)構(gòu)框架，因此它可以實(shí)現(xiàn)特殊機(jī)構(gòu)構(gòu)型并聯(lián)機(jī)器人的高速、高精度控制．該系統(tǒng)適用于激光焊接、切割等對(duì)精度要求較高的加工應(yīng)用，其關(guān)鍵難點(diǎn)技術(shù)的研究突破，對(duì)于進(jìn)一步開發(fā)激光焊接并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化具有重要意義．

　　2 系統(tǒng)組成（Components of the system）

　　并聯(lián)機(jī)器人數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)軟件系統(tǒng)，它可以分為實(shí)時(shí)任務(wù)層和非實(shí)時(shí)任務(wù)層兩層．實(shí)時(shí)任務(wù)層包括插補(bǔ)計(jì)算模塊、位姿正反解模塊、速度處理模塊、電機(jī)控制模塊、軟PLC模塊、故障診斷及處理模塊等直接與數(shù)控加工相關(guān)的、對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的功能模塊，此層由RTLinux 實(shí)時(shí)子系統(tǒng)來處理；除此之外，對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的功能模塊，如人機(jī)交互模塊、參數(shù)配置模塊、代碼解釋模塊、加工模擬模塊、文件管理模塊等，為非實(shí)時(shí)任務(wù)層，由普通Linux內(nèi)核控制，數(shù)控系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)如圖1所示．這樣分層的好處是使實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)運(yùn)行在不同的進(jìn)程空間，便于保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)層次分明，增強(qiáng)了開放性和靈活性，可以適應(yīng)多種實(shí)際應(yīng)用．

圖1 數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

　　本數(shù)控系統(tǒng)以Linux2.4.20 ＋ RTLinux3.1為操作系統(tǒng)，PC機(jī)為平臺(tái)，上述的各種功能均由軟件完成，與外部伺服相連接的軸控制卡只是將PC機(jī)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換以后輸出給伺服系統(tǒng)，并將外部的反饋信息送入PC機(jī)，并不進(jìn)行任何的計(jì)算．?dāng)?shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示．

圖2 數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)