38、工业机器人与五轴数控机床逆动力学方程参数化通用方法及无显式通信的基于视觉非完整系统有限时间编队收敛

工业机器人与五轴数控机床逆动力学方程参数化通用方法及无显式通信的基于视觉非完整系统有限时间编队收敛

1. 工业机器人与五轴数控机床逆动力学方程参数化概述

近年来，五轴数控机床和工业机器人被要求执行越来越复杂的任务。五轴数控机床通常需要加工包括模具和冲模等自由曲面在内的更复杂零件，焊接机器人则需要焊接由三维自由形式参数曲线（如样条曲线、贝塞尔曲线或非均匀有理 B 样条曲线）设计的复杂路径。

在这种情况下，为了提高刀具路径插补、进给率优化和控制计算等的有效性和效率，有必要将机器人/机床的运动学和动力学方程映射到设计刀具路径的参数域中。虽然五轴数控机床/机器人操作器的运动学和动力学建模已得到广泛研究，但很少有人关注将运动学和动力学方程参数化。

2. 五轴数控机床和工业机器人的运动学与动力学方程参数化

• 五轴数控机床结构 ：五轴数控机床家族包括多种机床配置。一般来说，五轴数控机床由两条串联运动链构成，一条链携带刀具，另一条链携带零件。每台五轴数控机床有三个旋转关节和两个棱柱关节，从机构理论上讲，它是一个具有五个连杆、三个旋转关节和两个棱柱关节的五自由度机构。
• 逆运动学方程 ：五轴机床和机器人手臂的逆运动学方程可表示为 (q(t) = f^{-1}(p(t)))，其中 (p) 表示机器/机器人工具（末端执行器）的位置和方向，(q) 是关节变量向量。
• 动力学方程 ：机器/机器人的动力学方程为 (\begin{cases}\tau(t) = M(q(t))\ddot{q}(t) + C(q(t),