为了保证Delta两自由度高速并联工业机器人高速、高精度的平稳运行，必须选择 合理的运动控制系统，本章节将会介绍Delta机器人使用的开源机器人操作系统ROS下 的硬件和软件，包括视觉伺服、Galil运动控制卡、Copley驱动器、直驱力矩电机和基于 Linux系统的机器人操作系统ROS下的软件控制界面，最后，通过实验验证上一章节中 三种轨迹规划方法的实用性。
机器人操作系统ROS (Robot Operation System)是专为机器人软件开发所设计的一套电脑操作系统架构，它是开源的元级操作系统（后操作系统），提供类似操作系统的服 务，包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间消息传递、程序 发行包管理，它也提供一些工具程序和库用于获取、建立、编写和执行多机融合的程序。 ROS的主要设计目标是便于机器人研发过程中代码复用，是一个分布式的进程框架，执 行程序可以各自独立的设计，松散的、实时的组合起来[67]。
根据不同的应用场合，轨迹规划又分为离线轨迹规划与实时在线轨迹规划，离线轨 迹规划是基于环境先验完全信息的轨迹规划，完整的先验信息只能适用于静态环境，机 器人的离线轨迹规划有其潜在的优点，例如，在编程过程中，离线的轨迹规划不需要占 用生产设备，因此，保证了自动化工厂大部分时间处于生产状态；减小了对系统硬件的 要求，有利于降低系统成本；容易实现系统的柔性组态。
本课题来源于中国科学院高速并联工业机器人预研项目，并由宁波市国际合作项目 (2014D10008)、精工一代机械产品创新应用示范程(2014BAZ04784)、精密驱动控制技 术创新团队(2012B82005)和宁波市自然科学基（2014A610084)支持。
并联机构（ParallelMechanism)是由两个或两个以上开环运动链连接静平台和动平 台，并且具有两个或两个以上自由度的闭环机构，它是机构学的一个重要分支。
本章主要对平面两自由度高速并联工业机器人Delta进行了机构学、运动学和动力 学分析，对所设计的机器人的机构进行了阐述，指出了机器人特色，对其进行了运动学 逆解和运动学正解分析，得到了相应的位移、速度、加速度表达式，利用拉格朗日方法 对机器人进行了简化的动力学分析，得到了简化的动力学表达式。最后，对机器人进行 了工作空间分析和奇异位形分析，从理论上得到了机器人的工作空间和奇异位形。
按照使用的轨迹规划样条函数次数分类，可以将轨迹规划样条函数分为一次、二次、 三次、五次和多次。一次样条函数轨迹规划法又称为速度常系数轨迹规划法，该方法中 速度作为常数，位置是时间的的一次线性函数，当速度突变时加速度无穷大，随后加速 度变为零，由于理论上无穷大的加速突变会对系统造成很大冲击，因此，在机器人的轨 迹规划中，很少使用一次样条函数。
本章使用三种方法对Delta两自由度高速并联工业机器人进行了合理的轨迹规划， 分别是关节空间轨迹规划及其动力学优化、工作空间轨迹规划及其动力学优化、关节空 间和工作空间的混合轨迹规划及其动力学优化。
经过研宄生期间的不懈努力，在Delta机器人的设计中，结合了机器人运动学和动 力学理论、高等动力学、机器人轨迹规划理论、Linux系统、机器人操作系统ROS、电 气控制硬件等相关技术，顺利完成了机器人的设计和实验工作，取得的成果如下：
1) 为满足机床高速高精的加工要求，设计了直线电 机驱动高速立式加工中心的整体结构，在方案设计中，充 分考虑结构布局、电机选型、功能部件选择，利用直线电 机作为立式加工中心进给系统驱动单元可以提高立式加工 中心的切削进给速度和控制精度，提高生产效率。2) 对设计的直线电机驱动高速立式加工中心整机 基于有限元的静动态特性分析，结果显示：整机具有良 好的强度、刚度和抗振特性，满足粗加工及加减速对机 床结构的刚性、强度及抗振特性要求，达到设计要求。