PLCI/O接口軟件要完成兩個任務(wù)：一是根據(jù)主站MDT報文信息配置I/O接 口系統(tǒng)參數(shù)，完成初始化；二是在周期通訊過程中將I/O輸入模塊采集的數(shù)據(jù)編 輯成AT報文發(fā)送給主站,，并讀取主站MDT報文數(shù)據(jù)寫入I/O接口 DPRAM存 儲區(qū),，完成數(shù)據(jù)交換。因此可分為I/O接口初始化和周期通訊兩個部分。
本章分析了五軸精工加工中心軟PLC所要控制的具體內(nèi)容，根據(jù)五軸精工加工中心 的控制邏輯編制了主軸正、反轉(zhuǎn)的控制程序,，通過下載到軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)中運(yùn) 行，實現(xiàn)了對五軸精工加工中心的主軸正,、反轉(zhuǎn)控制,，驗證了軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)的有 效性。
現(xiàn)代機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新性決定了機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新性,，機(jī)構(gòu)學(xué)的研宄對于提高相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品 的設(shè)計和國際競爭力有著非常重要的意義,，現(xiàn)代機(jī)構(gòu)設(shè)計的新理論和新方法、特殊功能 的機(jī)構(gòu)設(shè)計理論以及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù),、微操作和微尺度機(jī)械的機(jī)構(gòu)學(xué),、機(jī)構(gòu)與機(jī)器人動力 學(xué)、新型移動與操作機(jī)器人、仿人與仿生機(jī)器人和微納機(jī)器人在現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計中扮演著越來越重要的角色,。因此,，加大對以上機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域的研宄是機(jī)構(gòu)學(xué)的發(fā)展趨勢[24]。
本章將對Delta機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué),、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行深入分析,，其中機(jī)構(gòu)學(xué)研宄中 主要介紹該機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點、工作原理及其設(shè)計理念,，與此同時,，對機(jī)器人的工作空 間和奇異位形進(jìn)行理論上的分析。
為了更好地對關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃和工作空間軌跡規(guī)劃擬合曲線進(jìn)行分析,，對兩種軌 跡規(guī)劃方法得到的Delta機(jī)器人工作空間整體擬合曲線進(jìn)行對比如圖3-19所示,，紅色實 線和綠色虛線分別表示工作空間和關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃得到的工作空間擬合曲線，圖（a) 為工作空間內(nèi)的整體位移曲線圖,，圖（b)為末端執(zhí)行器水平轉(zhuǎn)運(yùn)階段位移曲線放大圖,，由圖可知，利用關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃方法得到的擬合曲線在水平轉(zhuǎn)運(yùn)階段y軸方向的抖動大約為9mm,，抖動的主要原因有兩方面：第一，在關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃中,，對拐彎半徑控 制點進(jìn)行調(diào)整,，以減小Delta機(jī)器人末端執(zhí)行器抓取和釋放物體的豎直運(yùn)行階段x軸方 向的抖動，但是,，增加了水平轉(zhuǎn)運(yùn)階段y軸方向的抖動,；第二，在關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃中,， 選取的工作空間關(guān)鍵點不對稱,。圖（c)、（d)為Delta機(jī)器人末端執(zhí)行器抓取和釋放物 體的豎直運(yùn)行階段放大圖,，由圖可知,，關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃方法得到的擬合曲線在x軸方 向分別有0.6mm、0.8mm的輕微抖動,。工作空間軌跡規(guī)劃方法得到的擬合曲線在X,、j 軸方向沒有抖動，結(jié)合圖3-12和3-16可知,，利用工作空間軌跡規(guī)劃方法得到的工作空 間擬合曲線明顯好于利用關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃方法得到的工作空間擬合曲線,。
由于Delta機(jī)器人使用的直驅(qū)力矩電機(jī)精度較高，其旋轉(zhuǎn)編碼器的精度高達(dá) 405000c〇Unt, —般的伺服驅(qū)動器難以達(dá)到如此高的控制精度,，Copley驅(qū)動器是使用成熟 的一類高性能驅(qū)動器,，其交流伺服驅(qū)動器體積緊湊、輸出功率大并滿足所需的高精度控 制要求,，所以選擇了 Copley交流伺服驅(qū)動器對高精度直驅(qū)力矩電機(jī)進(jìn)行PID控制,。
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傳統(tǒng)PLC是一種專用的計算機(jī)控制系統(tǒng)，由硬件和軟件兩部分組成,，硬件包 括中央處理器,、輸入單元、輸出單元,、通信接口,、存儲器、擴(kuò)展接口,、電源及外 圍設(shè)備[32];軟件包括系統(tǒng)管理軟件,、應(yīng)用程序及編程語言軟件等，基本結(jié)構(gòu)如圖 2.7所示,。
傳統(tǒng)PLC采用“循環(huán)掃描,，順序執(zhí)行”的工作方式，即在每一次掃描周期 內(nèi)都要完成輸入采樣,、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段,，然后進(jìn)行新一輪的掃 描任務(wù)[33]，傳統(tǒng)PLC的工作過程如圖2.8所示,。
PLCI/O接口實現(xiàn)SERCOS-III協(xié)議有以下兩種方式：FPGA模式（Field— Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列）和通用 MCU (Micro Control Unit,，微處理器）+標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)硬件加載SERCOS軟件核心模式。由于FPGA模式通常 融合SERCOS總線控制器而不能夠自由選擇其余硬件,，所以本文采用后者,，進(jìn) 一步提高系統(tǒng)接口的開放性。