上述Delta機器人的關節空間軌跡規劃及其動力學軌跡優化模型是對關節空間驅動 電機的軌跡規劃及其動力學優化模型，動力學優化后，減小了所需驅動電機力矩和功率 的峰值。由圖3-12可知，關節空間軌跡規劃擬合曲線經過運動學正解轉換得到的工作空 間擬合曲線，在末端執行器豎直方向運行階段，x方向的速度、加速度擬合曲線稍有抖 動，擬合曲線的加速度峰值相差較大。考慮到工作空間的各種情況，例如，在某些特殊 情況下，抓取和釋放物體時豎直運行階段水平方向不能抖動，工作空間擬合曲線的加速 度峰值要求在一定范圍內等，即要求機器人具有良好的工作空間性能。由于在工作空間 內進行軌跡規劃得到的擬合曲線一般具有良好的工作空間性能，為了實現上述要求，本 小節將對Delta機器人進行工作空間的軌跡規劃。
為了保證Delta兩自由度高速并聯工業機器人高速、高精度的平穩運行，必須選擇 合理的運動控制系統，本章節將會介紹Delta機器人使用的開源機器人操作系統ROS下 的硬件和軟件，包括視覺伺服、Galil運動控制卡、Copley驅動器、直驅力矩電機和基于 Linux系統的機器人操作系統ROS下的軟件控制界面，最后，通過實驗驗證上一章節中 三種軌跡規劃方法的實用性。
機器人操作系統ROS (Robot Operation System)是專為機器人軟件開發所設計的一套電腦操作系統架構，它是開源的元級操作系統（后操作系統），提供類似操作系統的服 務，包括硬件抽象描述、底層驅動程序管理、共用功能的執行、程序間消息傳遞、程序 發行包管理，它也提供一些工具程序和庫用于獲取、建立、編寫和執行多機融合的程序。 ROS的主要設計目標是便于機器人研發過程中代碼復用，是一個分布式的進程框架，執 行程序可以各自獨立的設計，松散的、實時的組合起來[67]。
根據不同的應用場合，軌跡規劃又分為離線軌跡規劃與實時在線軌跡規劃，離線軌 跡規劃是基于環境先驗完全信息的軌跡規劃，完整的先驗信息只能適用于靜態環境，機 器人的離線軌跡規劃有其潛在的優點，例如，在編程過程中，離線的軌跡規劃不需要占 用生產設備，因此，保證了自動化工廠大部分時間處于生產狀態；減小了對系統硬件的 要求，有利于降低系統成本；容易實現系統的柔性組態。
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國際標準IEC61131-3為工業控制系統提供了一個開放的、可重構的軟件模 型，它采用分層思想來構建軟件，按照“配置一資源一任務一程序”體系結構設 計軟件模型。一個配置相當于一個PLC軟件，每個配置可由一個或多個資源組 成；資源提供了運行程序所需的環境，創建多個資源同時運行多個獨立的PLC 程序，這突破了傳統PLC每次只能運行一個PLC程序的限制；任務則由資源進 行配置，通過控制程序來實現一定的功能。
本軟PLC運行系統由通信接口模塊、系統管理模塊、程序執 行模塊、存儲模塊和I/O接口模塊五個模塊組成，每個模塊用于完成指定功能。 根據軟PLC運行系統的工作原理對每個模塊的任務進行了劃分：
多線程程序是指在一個進程中同時運行多個線程，每個線程完成不同的任 務。采用多線程編程可充分利用進程中的共享資源、減少進程切換所需的資源切 換、從而大幅提升CPU的使用效率，多用于需要花大量時間處理以及處理大量 10數據等耗時的應用程序。
本章通過分析精工系統的接口，在介紹SERCOS-III接口的基礎上，給出了 基于SERCOS-III接口的五軸精工加工中心的精工系統的整體結構，并對PLCI/0接 口硬件和軟件流程進行了設計，實現了軟PLC系統與I/O輸入輸出模塊的數據 交換。
本課題來源于中國科學院高速并聯工業機器人預研項目，并由寧波市國際合作項目 (2014D10008)、精工一代機械產品創新應用示范程(2014BAZ04784)、精密驅動控制技 術創新團隊(2012B82005)和寧波市自然科學基（2014A610084)支持。
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