本章主要對平面兩自由度高速并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人Delta進(jìn)行了機(jī)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力 學(xué)分析，對所設(shè)計的機(jī)器人的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了闡述，指出了機(jī)器人特色，對其進(jìn)行了運(yùn)動學(xué) 逆解和運(yùn)動學(xué)正解分析，得到了相應(yīng)的位移、速度、加速度表達(dá)式，利用拉格朗日方法 對機(jī)器人進(jìn)行了簡化的動力學(xué)分析，得到了簡化的動力學(xué)表達(dá)式。最后，對機(jī)器人進(jìn)行 了工作空間分析和奇異位形分析，從理論上得到了機(jī)器人的工作空間和奇異位形。
按照使用的軌跡規(guī)劃樣條函數(shù)次數(shù)分類，可以將軌跡規(guī)劃樣條函數(shù)分為一次、二次、 三次、五次和多次。一次樣條函數(shù)軌跡規(guī)劃法又稱為速度常系數(shù)軌跡規(guī)劃法，該方法中 速度作為常數(shù)，位置是時間的的一次線性函數(shù)，當(dāng)速度突變時加速度無窮大，隨后加速 度變?yōu)榱?，由于理論上無窮大的加速突變會對系統(tǒng)造成很大沖擊，因此，在機(jī)器人的軌 跡規(guī)劃中，很少使用一次樣條函數(shù)。
本章使用三種方法對Delta兩自由度高速并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了合理的軌跡規(guī)劃， 分別是關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃及其動力學(xué)優(yōu)化、工作空間軌跡規(guī)劃及其動力學(xué)優(yōu)化、關(guān)節(jié)空 間和工作空間的混合軌跡規(guī)劃及其動力學(xué)優(yōu)化。
經(jīng)過研宄生期間的不懈努力，在Delta機(jī)器人的設(shè)計中，結(jié)合了機(jī)器人運(yùn)動學(xué)和動 力學(xué)理論、高等動力學(xué)、機(jī)器人軌跡規(guī)劃理論、Linux系統(tǒng)、機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS、電 氣控制硬件等相關(guān)技術(shù)，順利完成了機(jī)器人的設(shè)計和實驗工作，取得的成果如下：
本文利用ADAMS軟件進(jìn)行建模，在View中建立簡易的爬行模型后，調(diào)整影響系 統(tǒng)產(chǎn)生爬行的各項參數(shù)，在View界面中進(jìn)行仿真分析，通過外加振動源和PID控制系 統(tǒng)的方法，來分析對爬行的改善情況，由此確定來判定能否最終達(dá)到抑制爬行的目的。
通過上一章對影響爬行因素的各個單一因素分析后，對爬行改善效果不理想。由于 爬行是一種摩擦自激振動，由此想到可以利用外加力或外加振動源來抵消工作臺在出現(xiàn) 爬行時產(chǎn)生的振動[33~45]，即外加激振器或者利用其他方法來達(dá)到要想的效果。在 ADAMS/View中加入正弦力（相當(dāng)于加入的簡諧振動）或一種振動源的形式來模擬在現(xiàn) 實中機(jī)床工作時外加振動的情況，輸入不同的外加振動源，分別分析它們對爬行現(xiàn)象的 改善情況。
常規(guī)連續(xù)系統(tǒng)中，PID控制器對輸入的誤差信號進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算，從而 給出控制信號。PID控制是一種簡單有效的控制算法，魯棒性（穩(wěn)定性）強(qiáng)，對動態(tài)過 程無需知道太多便可以達(dá)到比較滿意的控制效果，正好適合爬行的ADAMS仿真模型。 圖5.2中整個框內(nèi)是個為PID控制器，，PID控制器的輸出值_取決于系統(tǒng)給定值咐 和系統(tǒng)輸出值的偏差eW、偏差的積分、偏差的微分的線性加權(quán)組合。
由前一章的sin(8t)、9sin(8t)和21sin(8t)仿真出來的效果圖，可以看出，它們有的沒有改善或者改善現(xiàn)象不明顯。因為PID控制對爬行改善效果較明顯，故可以應(yīng)用在振動 上，觀察在振動的基礎(chǔ)上再加PID控制，能夠?qū)ε佬性斐珊畏N影響。
精工機(jī)床在低速或重載的情況下容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。爬行出現(xiàn)會影響機(jī)床的定位精 度和表面粗糙度等，嚴(yán)重時還可能造成機(jī)床停機(jī)，給機(jī)床造成過大的傷害。國內(nèi)外的學(xué) 者和專家針對爬行現(xiàn)象，提出了八種有關(guān)爬行的物理模型，并根據(jù)物理模型計算出數(shù)學(xué) 模型后推導(dǎo)出造成爬行的各種因素，最終提出解決方案。
精工機(jī)床在切削加工的過程當(dāng)中，大量的熱量主要來源于各類電路、動力源、相 對運(yùn)動的零部件之間生成的摩擦熱、切削熱、環(huán)境溫度變化傳導(dǎo)的熱量、冷卻系統(tǒng)帶 走的熱量等W。其中尤其是滾珠絲杠高速進(jìn)給運(yùn)動時，其熱變形嚴(yán)重阻礙了精工機(jī)床 ******性能的發(fā)揮。滾珠絲杠的熱伸長直接影響絲杠本身的螺距誤差，同時也會嚴(yán)重的 削弱滾珠絲杠副的傳動剛度，從而大大地降低了精工機(jī)床的加工精度、動態(tài)穩(wěn)定性與 響應(yīng)的快速性。國外關(guān)于滾珠絲杠副熱變形研宄進(jìn)行的比較早，專家學(xué)者已經(jīng)做了很 多的試驗研究工作。
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