協調複合製造(CCM)システムの運用

現在の自動繊維プレイスマシンは、産業の小さな複雑な構造に対する関心の高まりに応えることができない、大きなオープンサーフェス部品しか生産できません。回転ステージ、並列ロボット、シリアルロボットを採用することで、複雑な複合部品の製造に向けて、繊維配置機の器用さを大幅に向上させることができます。手順を実証することは、私の研究室の博士課程の学生であるPengcheng Liです。

まず、光 CMM のソフトウェアを介してフレーム定義ファイルをロードします。[位置指定と検出ターゲット]をクリックし、並列ロボットのモーターに取り付けるターゲットを選択します。これらのターゲットをシステム全体の位置参照として使用するには、[承諾]をクリックし、[エンティティ]リストで[基準フレーム]をクリックし、[この参照フレームを原点にする]を選択します。

エンドエフェクタ プラットフォーム フレームの追跡モデルを定義するには、[追跡モデル] を選択し、[モデルの検出] をクリックして、並列ロボットのエンド エフェクタ プラットフォームで固定されたターゲットを選択します。[承認] をクリックし、[モデルの追跡] をクリックします。ドロップダウンで[アッププラットフォーム]を選択し、[アップフレーム]をクリックします。

次に、[適用とファイル]、[エクスポート]、[追跡モデル] をクリックし、ファイル名を入力して追跡モデルを保存します。ツールフレームのトラッキングモデルを定義するには、トラッキングモデルと検出モデルを選択し、シリアルロボットのツールフレームに固定されたターゲットを選択します。[承認]をクリックし、[追跡モデル]および[SerTool]をクリックします。

次に、ドロップダウン リストで [SerToolFrame] を選択し、[適用] をクリックして、定義した追跡モデルを保存します。回転ステージを準備するには、イベント駆動型プログラミング言語によってプログラムされた統合制御インターフェースをコンピューター A にロードし、「接続」をクリックして回転ステージのコントローラーを接続します。[有効] をクリックして回転ステージのモーターを接続し、[ホーム] をクリックして回転ステージをホームポジションに移動します。

シリアルロボットを準備するには、シリアルロボットコントローラの電源を入れ、統合制御インタフェースのConnectをクリックしてロボットサーバーを接続します。光 CMM を準備するには、光 CMM コントローラの電源を入れ、コントローラの画面が Ready と表示されるまで待ちます。統合制御インターフェースの Connect をクリックして、アプリケーション・プログラミング・インターフェースを介して光 CMM を接続し、基本モデル、上位プラットフォーム・モデル、およびシリアル・ロボットのエンド・エフェクター・モデルを含むセクション 1 に組み込まれたモデルをインポートします。

[シーケンスを追加]をクリックし、必要に応じてモデル間の相対シーケンスを追加します。次に、[追跡の開始] をクリックして、モデルのポーズを追跡します。並列ロボットを準備するには、並列ロボットコントローラの電源をオンにします。

SerialPort_Receiveプログラムをロードし、標準モードを選択します。Para リモートコントロールプログラムをロードし、外部モードを選択します。次に、[インクリメンタル ビルド]をクリックしてターゲットに接続し、2 つのプログラムの [シミュレーションの開始] をクリックして、並列ロボットのコントローラを初期化します。

オフライン パスを生成するには、数値計算ソフトウェアを使用してパス計画インタフェースをロードし、[STL をインポート]をクリックしてパーツ ファイルを選択します。[セグメンテーション]および[作業領域を追加]をクリックし、円柱の抽出領域を選択します。スライダを 100%に調整し、[円柱の抽出] と [作業領域の追加] をクリックして、パスの開始分岐を選択します。

[パスを生成]をクリックし、ポップアップウィンドウで[配置角度を固定]を選択します。次に、希望の配置角度を 90 度に設定し、赤い点を選択します。生成されたパスを表示するには、[パスの選択] ドロップダウン メニューでパスを選択し、ファイルを保存します。

軌道分解を開始するには、数値計算ソフトウェアでMethode Jacobienne関数を実行し、目的のパスファイルを開きます。目的のパス番号を入力します。軌道の最初の点が計算されます。

次に、マニピュレータがこのポーズに到達する目的の設定を選択します。構成が完了すると、関節値の進化を示すグラフが表示され、シリアルロボットと回転ステージの軌道を含むファイルが生成されます。パス変更アルゴリズムを使用せずにオフライン パスを実行するには、教えるペンダントの Select キーを押し、インポートしたファイルの名前を選択します。

Enter キーを押してパス ファイルをロードし、ロボット コントローラのスイッチを自動モードにします。ティーチペンダントのオン/オフスイッチをオフにし、シリアルロボットのコントローラでサイクルスタートを押してパスを実行します。次に、協調コントロールパネルで「協調移動」をクリックします。

パス変更アルゴリズムを使用してオフライン パスを実行するには、先ほど説明したように、シリアル ロボットをパスを実行するように設定し、協調コントロール パネルの [DPM Connect] をクリックして、システムのオンライン パス変更機能を追加します。次に、協調コントロールパネルで「協調移動」をクリックします。実証したように、生成された90度のplyは中断することなく2つの枝をカバーすることができ、テープ間の重複およびギャップを最小限に抑えることができます。

分岐Cをカバーするために、分岐BおよびCは第2の軌道を生成すると考えられる。次に、枝AとC.をカバーするために別の90度のplyが生成され、Y字型のマンドレルの2つの枝を一定の90度配置角度で連続的に包む分解プロセスが図示される。このマンドレルは、図示したように、連続ロボットの軌跡と回転ステージの回転運動に分解し、90度の配置角度を一定にします。

この実験では、関節手首特異点が発生するY字複合部品を製造するためのオフライン計画経路を生成した。これらの実験結果は、提案された方法が平行ロボットのポーズ補正を作成し、光学座標測定機のフィードバックに基づいてシリアルロボットのオフラインパスを調整できることを実証する。このようにして、システムは、特異点をスムーズに通過し、繊維を終端なしに経路に沿って敷設することができ、提案されたCCMシステムがY字構造の製造プロセスを正常に達成できることを確認する。

覚えておかねばなることが最も重要なことは、サブシステムを正しい順序で操作することです。この協調システムは、6つの自由度、シリアルロボット、並列ロボット、光座標測定機を協働させることで、複雑な幾何学の小さな複合部品を製造する可能性を秘めています。