4 插补算法的设计（Design of the interpolationalgorithm）

　　用并联机器人进行激光加工主要是控制激光焦点的运动，并保持激光处于工件当前加工点的法线方向．并联机器人是由复杂的空间机构组成的，激光光轴位姿参数与控制系统驱动坐标位置之间需要经过坐标变换，从而获得控制所需的几何描述．因此，并联机器人的插补方式与传统数控也有所不同．

　　本系统插补计算将机构末端的运动轨迹离散为一系列首尾相接的小线段：给定一个插补周期（作为系统参数，用户可设定），按照指令中给出的轨迹进给速度，单独计算各轴方向上的位移增量，将连续的轨迹离散为若干离散点序列，然后应用S型加减速算法，对插补步长进行修正．利用反解模块将插补生成的离散点映射到关节空间，系统根据反解模块计算结果驱动伺服电机运动．

　　5 激光工艺模块设计及实现（Design and realizationof the laser processing module）

　　并联激光加工数控系统还要包括激光工艺模块，该模块用于设置和调整激光加工工艺参数，包括激光功率控制、离焦量控制、偏距控制、激光器状态等参数，如图5 所示．

图5 激光加工参数界面

　　激光功率设定参数是通过轴控制板发送给激光器的，激光器将此参数作为输出功率曲线的幅值．离焦量是指焦平面与被焊工件上表面的距离，这里将离焦量作为激光焦点和第5轴旋转中心距离的修正参数，传递给正反解模块．光束中心偏离加工轨迹的距离叫偏距，偏距设置用于XY 、YZ、ZX平面加工．这里规定光束中心在加工轨迹右侧偏距为正值，左侧为负值．

　　6 实验与结论（Experiment and conclusion）

　　使用便携式三坐标测量机对并联机器人末端精度进行检测．并联机器人末端由(0;400;0;0;0) 沿直线运动到(1000;400;0;0;0)，测出误差如图6 所示（图中横坐标为X 轴位置坐标，纵坐标依次为X、Y 、Z轴位置误差和单位激光光轴矢量在X轴的投影I、在Y 轴的投影J、在Z 轴的投影K 的差）．

图6 并联机器人位姿误差曲线

　　并联机器人具有机械结构简单、控制系统复杂的特点，需要根据不同的结构形式设计不同的控制系统．本系统的开放式设计可提高开发效率，降低开发成本，使并联数控系统的开发、维护和推广变得更加容易．实验证明本文开发的基于RTLinux 的五自由度并联激光焊接数控系统性能达到了激光焊接的实际应用要求．