软PLC运行系统是PLC控制系统的核心，合理地设计其组成模块能够提升 PLC控制系统的稳定性和开放性。因此，本章在分析软PLC运行系统工作原理 的基础上研究了各个模块的实现以及多任务的调度，并对软PLC指令系统进行 了设计。
五轴精工加工中心侧开关量、模拟量等数据的采集和传输由外部I/O输入输出模 块完成，如何实现它与软PLC系统之间的数据交换是设计软PLC控制系统通讯 的关键。本章通过分析精工系统的通讯接口，结合当前精工通讯的发展趋势，采 用SERCOS-III接口及其通讯技术实现二者的数据交换。
PLCI/O接口软件要完成两个任务：一是根据主站MDT报文信息配置I/O接 口系统参数，完成初始化；二是在周期通讯过程中将I/O输入模块采集的数据编 辑成AT报文发送给主站，并读取主站MDT报文数据写入I/O接口 DPRAM存 储区，完成数据交换。因此可分为I/O接口初始化和周期通讯两个部分。
本章分析了五轴精工加工中心软PLC所要控制的具体内容，根据五轴精工加工中心 的控制逻辑编制了主轴正、反转的控制程序，通过下载到软PLC运行系统中运 行，实现了对五轴精工加工中心的主轴正、反转控制，验证了软PLC运行系统的有 效性。
现代机构的创新性决定了机械产品的创新性，机构学的研宄对于提高相关机械产品 的设计和国际竞争力有着非常重要的意义，现代机构设计的新理论和新方法、特殊功能 的机构设计理论以及应用关键技术、微操作和微尺度机械的机构学、机构与机器人动力 学、新型移动与操作机器人、仿人与仿生机器人和微纳机器人在现代机械产品的设计中扮演着越来越重要的角色。因此，加大对以上机构学领域的研宄是机构学的发展趋势[24]。
本章将对Delta机器人机构学、运动学和动力学进行深入分析，其中机构学研宄中 主要介绍该机器人的结构特点、工作原理及其设计理念，与此同时，对机器人的工作空 间和奇异位形进行理论上的分析。
为了更好地对关节空间轨迹规划和工作空间轨迹规划拟合曲线进行分析，对两种轨 迹规划方法得到的Delta机器人工作空间整体拟合曲线进行对比如图3-19所示，红色实 线和绿色虚线分别表示工作空间和关节空间轨迹规划得到的工作空间拟合曲线，图（a) 为工作空间内的整体位移曲线图，图（b)为末端执行器水平转运阶段位移曲线放大图，由图可知，利用关节空间轨迹规划方法得到的拟合曲线在水平转运阶段y轴方向的抖动大约为9mm，抖动的主要原因有两方面：第一，在关节空间轨迹规划中，对拐弯半径控 制点进行调整，以减小Delta机器人末端执行器抓取和释放物体的竖直运行阶段x轴方 向的抖动，但是，增加了水平转运阶段y轴方向的抖动；第二，在关节空间轨迹规划中， 选取的工作空间关键点不对称。图（c)、（d)为Delta机器人末端执行器抓取和释放物 体的竖直运行阶段放大图，由图可知，关节空间轨迹规划方法得到的拟合曲线在x轴方 向分别有0.6mm、0.8mm的轻微抖动。工作空间轨迹规划方法得到的拟合曲线在X、j 轴方向没有抖动，结合图3-12和3-16可知，利用工作空间轨迹规划方法得到的工作空 间拟合曲线明显好于利用关节空间轨迹规划方法得到的工作空间拟合曲线。
由于Delta机器人使用的直驱力矩电机精度较高，其旋转编码器的精度高达 405000c〇Unt, —般的伺服驱动器难以达到如此高的控制精度，Copley驱动器是使用成熟 的一类高性能驱动器，其交流伺服驱动器体积紧凑、输出功率大并满足所需的高精度控 制要求，所以选择了 Copley交流伺服驱动器对高精度直驱力矩电机进行PID控制。
传统PLC是一种专用的计算机控制系统，由硬件和软件两部分组成，硬件包 括中央处理器、输入单元、输出单元、通信接口、存储器、扩展接口、电源及外 围设备[32];软件包括系统管理软件、应用程序及编程语言软件等，基本结构如图 2.7所示。
传统PLC采用“循环扫描，顺序执行”的工作方式，即在每一次扫描周期 内都要完成输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段，然后进行新一轮的扫 描任务[33]，传统PLC的工作过程如图2.8所示。