随着《中国制造2025》的提出,工业机器人作为智能制造中的重要成员之一,在近几年发展迅猛。同时作为工业机器人大家族中重要分支之一,Delta并联机器人凭借其速度快、惯性冲击小以及重复定位精度高等优点,广泛应用于食品、医疗、电子等行业的高速分拣自动化生产线中。本文以Delta并联机器人为研究对象,主要对其高速状态下的运动控制算法进行深入研究,旨在提高机器人的整体运动性能,文章主要研究内容为:(1)运动学和动力学建模。针对Delta并联机器人的结构特点,建立其运动学正逆解模型,并进行多解选解。通过对雅可比矩阵进行分析,提出可能存在的三种奇异位形,并给出解决方法。对于动力学而言,运用虚功原理法获得其完备的和简化的动力学模型。在此基础上,搭建运动学和动力学算法验证的仿真平台,完成验证运动学正逆解算法正确性以及动力学简化模型合理性的仿真实验。(2)加减速规划。提出一种速度曲线为分段三次多项式的改进S型加减速控制算法,并对其进行整体规划。针对插补过程中可能存在由于对插补周期圆整造成的位移偏差,提出一种实时插补算法。同时通过仿真实验验证加减速算法的正确性,并与其他几种加减速算法进行对比,结果表明本文提出的加减速算法在时间上最优。(3)轨迹高速转接。对机器人进行多轨迹转接时,提出以椭圆曲线为转接的特定曲线转接方法和基于加速度曲线融合的转接方法。对于椭圆转接而言,首先建立空间椭圆曲线轨迹点计算的数学模型,然后提出一种速度前瞻控制算法,使得整体速度曲线光滑。对于基于加速度曲线融合转接,提出一种加速度曲线重叠时间的自适应规划算法,并对此转接算法进行整体规划。在此基础上,对上述两种转接算法进行仿真实验验证和分析。(4)控制方法。根据PID控制和计算力矩控制理论,在Simulink中搭建这两种控制方法的Delta并联机器人控制系统仿真平台,然后通过仿真实验,得出基于动力学模型的计算力矩控制方法的控制效果更佳的结论。(5)视觉跟踪的运动控制与实验。首先提出一种面向工业现场的Delta并联机器人、视觉系统和传送装置的综合标定算法,然后在获得目标物体位姿信息之后,运用预处理方式获得目标物体实际抓取位置,并通过定时速度规划完成抓取动作。最后,搭建Delta并联机器人的视觉跟踪抓取实验平台,完成本文算法的验证。