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水射流加工技术作为一项近几十年来十分热门的新兴技术,其发展十分迅速,被广泛地应用于各行各业和人们生活的各个方面,水射流加工技术在机械制造、汽车、航空航天、食物、医疗等行业都得到了成功应用。水射流加工技术与现代加工技术相结合,可形成了一种先进的非接触特种加工工具。工业机器人在空间范围内拥有很强的运动灵活性和较大的工作空间,将水射流加工技术和工业机器人技术相结合,简单的二维水射流加工方式可以扩展至三维复杂曲面的加工。论文首先对水切割机器人的总体结构进行了分析,研究了磨料水射流切割系统的组成,磨料水射流切割机理。论文以水切割机器人的为研究对象,采用D-H件坐标系规则,利用坐标变换矩阵建立了水切割机器人的运动模型,并根据D-H参数对水切割机器人正逆运动学算法进行了分析,并对逆解过程中出现的多解问题提出了多解删减方案,为PMAC运动程序和上位机程序的编写奠定基础。论文以水切割机器人为背景,为克服传统机器人控制体系结构的固有缺陷,提出基于“IPC+PMAC运动控制器”主从分布式双微处理器的硬件控制方案,构建了一套开放式运动控制系统。该控制系统以IPC为基础,PMAC运动控制器为控制核心,IPC与PMAC运动控制器之间采用PCI总线和DPRAM两种方式进行通信,形成控制中心。系统采用松下MINAS A系列的交流伺服电机及与之匹配的驱动器构成半闭环伺服驱动系统,接收PMAC发出的控制信号,实现对各运动轴的控制。并利用PMAC自带的PID Tuning软件对各运动轴电机进行PID整定以达到更好的控制性能。论文针对水切割机器人加工的特点和要求,运用模块化的思想,完成了水切割机器人控制系统软件平台的开发,分为IPC机上层管理软件、下层PMAC实时控制软件和上下位机通讯功能三个部分。管理软件主要完成人机界面、参数管理、状态显示等非实时功能;实时控制软件主要完成插补运算、位置和速度控制等基本控制功能;IPC与PMAC通过Pcomm32动态链接库建立通讯。