一種新型精密混合式運動平台之完整系統發展與動態控制

Abstract

本計畫研究一種新穎的可重組式精密混合式機器（reconfigurable precision hybrid motion platform ,RHMP），結合兩大機器模組：平行式工具 機及傳統CNC xy-平台，讓平行式機器（PMT, parallel machine tool）的高剛 性、高精度優點，與CNC 工具機成熟的連續路徑追蹤能力，在 「可重組」 的 系統概念下整合在一起。該新型混合式工作母機適用於極廣泛之高附加價 值產業（汽車、航太、醫學、光學等），用以生產種類廣泛之生產設備及消 費性產品。若將平行機構機器與一基座平台結合，由於後者具有CNC 工具 機技術上成熟的連續路徑追蹤能力，可將足夠的工作空間、勁度與機器操 作性結合起來。 本計畫將針對實驗室所開發出來的RHMP 進行動態推導與分析，並以 Adaptive control 控制系統動態軌跡誤差，結合路徑預補償與交叉偶合預補 償觀念，開發適應控制動態交叉偶合預補償系統，控制RHMP 做空間軌跡 行走。RHMP 雖有PMT 的優點但是亦有PMT 的缺點－奇異點的問題，因 此在本計畫中也將探討PMT 的奇異點分佈，並提出奇異點的規避策略。 在計畫中將（1）以虛功法推導PMT的動態方程式，（2）探討PMT工作 空間、奇異曲面分析及規避奇異曲面策略，（3）發展RHMP軌跡加工規劃， 最後結合Adaptive control方法、切削動態系統、路徑預補償/路徑交叉偶合 預補償與RHMP系統，發展本計畫的架構圖。