随着智能制造和机器人技术的发展,基于并联机构的新型工业机器人正在被广泛应用,用于完成生产线上物料的抓取、分拣、搬运等作业,推动了工业自动化发展的进程。目前,工业生产中应用较多的传统并联机器人存在高耦合性和难以控制等缺陷。基于此,本文以镜片搬运机器人为研究对象,重点对并联机构的结构解耦和控制理论进行了研究,以提高镜片搬运的工作效率。论文主要研究工作和相关结论如下:首先,基于螺旋理论,探讨了串联分支的等效过程和约束螺旋型综合法的应用法则;针对解耦并联机构的结构特点,分析了并联机构移动自由度实现的条件;研究了一种并联机构移动解耦的综合方法及其求解过程。其次,根据镜片搬运机器人的作业环境和设计原则,结合并联机构移动解耦的综合方法,设计了镜片搬运机器人3-(4R)RRR—对称的三移动自由度解耦并联机器人;借助Creo3.0进行三维建模,对其进行运动学分析,验证了其解耦特性;根据拉格朗日方程建立机器人简化的动力学模型,为转角跟踪控制奠定了基础。再次,以镜片搬运的高效性和运动的平稳性为目标对机器人的路径进行轨迹规划。因其具有解耦特性,运用ADAMS直接进行正向运动学仿真,获得驱动关节和动平台的运动曲线。仿真结果表明:曲线连续、平滑、无突变,有利于机器人能够平稳的完成镜片搬运任务。最后,以驱动副的转动角度为控制目标,依据镜片搬运机器人的简化动力学模型,提出了PD型迭代学习的轨迹跟踪控制算法,并在Simulink中建立了单个主动臂转角跟踪迭代学习仿真控制系统。通过反复迭代学习,输出转角逐渐趋近于目标轨迹,表明了迭代学习算法能够实现较高精度的镜片搬运。综上所述,运用螺旋理论分析了并联机构解耦的综合方法,构造了移动解耦的并联机构;基于此设计出满足作业要求的镜片搬运机器人,运用PD型迭代学习算法对主动臂的转角进行跟踪控制,保证了镜片平稳搬运的同时具有较高的控制精度。