随着工业的快速发展,二维缝制技术已经不能满足现代工业生产的实际需求,缝制技术需要突破传统轻工业的应用限制。为此,本文以工业三维缝制装置为应用背景,结合某公司的研发项目,围绕缝制机械臂装置的运动控制技术进行详细研究,将加减速控制技术、速度前瞻规划及轨迹规划结合应用于缝制机械臂装置的运动。具体研究内容如下:在机器人运动学描述方法的基础上,结合D-H坐标参数法建立了四自由度机械臂的三维模型,对其建模原理进行了详细的说明,并对机械臂的运动学进行了分析,最后利用Matlab机器人工具箱验证了机械臂运动学正、逆解的准确性。对传统加减速算法原理及优缺点进行了阐述,以S型加减速曲线典型特征为基础,研究了其多种非理想状况下的特性,通过仿真对比,S型加减速曲线较梯形、正弦型加减速曲线在运动控制性能方面表现优异。针对运动路径中相邻微小线段间速度不平滑的问题,在加减速控制中引入速度前瞻控制,建立相邻线段间过渡点处的速度约束模型,总结了相邻线段过渡点的数学模型,设计了自适应速度前瞻控制算法程序,确定最优过渡速度,通过最优过渡速度自适应确定前瞻区间,并利用回溯法将加减速控制与速度前瞻控制相结合,进行整条路径的过渡速度平滑优化处理。仿真结果表明,使用自适应前瞻处理避免了速度的零起零落,较未使用前瞻控制方法的插补时间减少16.7%,有效提高了运动效率。针对本文研究装置末端执行器需在空间复杂路径下运动的需求,研究了在空间中直线、圆弧、NURBS曲线的插补方法,对NURBS曲线的最大误差进行了分析,并根据NURBS曲线导数极值点划分前瞻区间,确保了空间复杂路径下的速度自适应调整。通过仿真结果可知,空间NURBS曲线插补速度平滑且能够良好的控制插补误差。