[发明专利]一种高精密并联平台及其控制器

说明书

本发明公开了一种高精密并联平台及其控制器，该控制器包括通讯模块、数据解析模块、运动学反解模型模块、运动学修正模型模块、轨迹插补模块；通讯模块用于与并联平台的上位机进行通讯，获得动平台的当前位置和目标位置；数据解析模块用于将接收到的动平台的当前位置和目标位置进行数据解析，将字符串转换为浮点数；运动学反解模型模块用于利用运动学反解模型求得每个电机轴的理论进给量；运动学修正模型模块用于利用运动学修正模型求得每个电机轴进给量的修正量；轨迹插补模块用于根据每个电机轴的理论进给量和每个电机轴进给量的修正量得到每个电机轴的实际进给量来驱动每个电机动作。本发明控制器可大大提高高精密并联平台的定位精度。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种高精密并联平台及其控制器。

背景技术

IC行业的高速发展对高精度高分辨率的定位系统开发提出了迫切的需求。该系统需要满足微米级甚至是纳米级的定位精度，传统的串联机构难以胜任。平面并联机构由于其自身的优点逐渐成为高精密定位平台的主流，但是控制较复杂。究其原因，主要是因为该类机构从加工到装配等环节都存在各种误差，目前仍然没有一套成熟的简便方法对这些误差进行标定和补偿。

并联定位平台相较于传统的串联定位平台具有高速、高精度、高负载等优势，使其在精密装配、精密测量等微纳操作领域获得越来越广泛的应用。三自由度或更少自由度的并联机构能解决工程应用中大多数的问题，且驱动元件更少、结构更加紧凑，显然在工业生产中更具有实际应用价值。但是并联机构属于非线性强耦合系统，在实际应用中存在模型不精准、误差难以消除、运动学标定困难等问题，严重影响最终的使用效果。

目前市场上的定位平台的控制器只是根据理想的平台结构建立运动学反解模型，实现平台的动作，没有考虑各种误差因素，对平台的精度提高更多依赖于加工装配的水平，限制了平台精度的进一步提高。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种高精密并联平台及其控制器，该控制器能够对平台不可避免的制造安装误差进行自补偿，最终可实现平台的高速高精度定位。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种高精密并联平台，包括底座，底座上设置有X1驱动模组、X2驱动模组、Y驱动模组，X1驱动模组、X2驱动模组、Y驱动模组与底座连接，X1驱动模组、X2驱动模组、Y驱动模组上设置有动平台，X1驱动模组、X2驱动模组、Y驱动模组与动平台连接，底座上靠近动平台的两侧设置有第一相机、第二相机。

进一步地，所述X1驱动模组包括X1电机、X1轴柔性联轴器、X1轴丝杆、X1连接装置、第一X1导轨、第二X1导轨、X1交叉滚柱轴环，X1电机的电机轴通过X1轴柔性联轴器连接X1轴丝杆，X1连接装置将X1轴丝杆、第一X1导轨和第二X1导轨相连，第二X1导轨又与X1交叉滚柱轴环的内圈相连，X1交叉滚柱轴环的外圈与动平台相连接。

进一步地，所述X2驱动模组包括X2电机、X2轴柔性联轴器、X2轴丝杆、X2连接装置、第一X2导轨、第二X2导轨、X2交叉滚柱轴环，X2电机的电机轴通过X2轴柔性联轴器连接X2轴丝杆，X2连接装置将X2轴丝杆、第一X2导轨和第二X2导轨相连，第二X2导轨又与X2交叉滚柱轴环的内圈相连，X2交叉滚柱轴环的外圈与动平台相连接。

进一步地，所述Y驱动模组包括Y电机、Y轴柔性联轴器、Y轴丝杆、Y连接装置、第一Y导轨、第二Y导轨、Y交叉滚柱轴环，Y电机的电机轴通过Y轴柔性联轴器连接Y轴丝杆，Y连接装置将Y轴丝杆、第一Y导轨和第二Y导轨相连，第二Y导轨又与Y交叉滚柱轴环的内圈相连，Y交叉滚柱轴环的外圈与动平台相连接。

进一步地，所述X1电机、X2电机、Y电机都采用伺服电机。

进一步地，所述高精密并联平台在X1轴、X2轴、Y轴方向上都设置有限位开关。