Artykuł metodologiczny

Działanie systemu Collaborative Composite Manufacturing (CCM)

6.4K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/59969

⸱

1 października 2019

 ,  ,  , 
1Department of Mechanical, Industrial & Aerospace Engineering, Concordia University

W tym artykule

Podsumowanie

Opracowany jest system wspólnej produkcji kompozytów do zrobotyzowanego układania laminatów kompozytowych za pomocą taśmy prepregowej. Proponowany system pozwala na produkcję laminatów kompozytowych o wysokim poziomie skomplikowania geometrycznego. W proponowanej metodzie rozwiązano problemy związane z planowaniem ścieżek, koordynacją robotów i sterowaniem.

Streszczenie

Automatyczne umieszczanie taśm i automatyczne urządzenia do umieszczania światłowodów (AFP) zapewniają bezpieczniejsze środowisko pracy i zmniejszają pracochłonność pracowników niż tradycyjne ręczne umieszczanie światłowodów. W ten sposób znacznie poprawia się dokładność produkcji, powtarzalność i wydajność produkcji kompozytów. Jednak obecne systemy AFP mogą wytwarzać tylko elementy kompozytowe o dużej otwartej powierzchni lub proste części obrotowe, które nie są w stanie sprostać rosnącemu zainteresowaniu przemysłu małymi złożonymi lub zamkniętymi konstrukcjami.

W tym badaniu, dzięki zastosowaniu stolika obrotowego o 1 stopniu swobody (DoF), robota równoległego z 6 kanałami RSS i robota szeregowego o 6 stopniach swobody, zręczność systemu AFP może być znacznie poprawiona przy produkcji złożonych części kompozytowych. Stolik obrotowy zamontowany na robocie równoległym służy do trzymania trzpienia, a robot szeregowy przenosi głowicę umieszczającą, aby naśladować dwie ludzkie ręce, które mają wystarczającą zręczność, aby ułożyć włókno na trzpieniu o złożonym konturze.

Chociaż system CCM zwiększa elastyczność produkcji kompozytów, jest dość czasochłonne lub nawet niemożliwe wygenerowanie możliwej ścieżki off-line, która zapewnia równomierne ułożenie kolejnych włókien, biorąc pod uwagę ograniczenia, takie jak osobliwości, kolizje między głowicą umieszczającą światłowód a trzpieniem, płynna zmiana kierunku włókien i utrzymanie głowicy umieszczania włókien wzdłuż normy powierzchni części, itd. Ponadto, ze względu na istniejący błąd pozycjonowania robotów, konieczna jest korekta ścieżki on-line. W związku z tym zaproponowano algorytm korekcji pozycji on-line, aby skorygować ścieżki zarówno robotów równoległych, jak i szeregowych, oraz utrzymać względną ścieżkę między dwoma robotami na niezmienionym poziomie dzięki wizualnemu sprzężeniu zwrotnemu, gdy wystąpią problemy z ograniczeniami lub osobliwością w planowaniu ścieżek off-line. Wyniki eksperymentów pokazują, że zaprojektowany system CCM może spełnić wymagania dotyczące ruchu potrzebnego do wytworzenia struktury kompozytowej w kształcie litery Y.

Wprowadzenie

Ostatnio, rosnące zapotrzebowanie na wysokowydajne struktury kompozytowe w różnych branżach znacznie przyczyniło się do rozwoju technologii produkcji kompozytów1,2. Tradycyjna produkcja ręczna nie jest w stanie sprostać wymaganiom wschodzącego przemysłu, stawianym przez wysoką wydajność, dokładność i jakość. Aspekt ten zachęcił do rozwoju nowych technologii produkcji, takich jak systemy AFP. Technologia AFP automatyzuje produkcję struktur z materiałów kompozytowych za pomocą prepregów, które występują w postaci pasków złożonych z impregnowanych taśm włóknistych (szklanych, węglowych itp.) z półpolimeryzowanej żywicy. W systemie AFP głowica do osadzania z możliwością podgrzewania i zagęszczania prepregów żywicznych jest zamontowana na maszynie do układania włókien lub robocie przemysłowym. Maszyna do układania włókien lub robot przenoszący głowicę osadzającą układa prepregi przechodzące przez powierzchnię trzpieni narzędziowych. W procesie produkcji trzpień narzędziowy jest używany jako forma, którą należy owinąć wokół prepregów w celu utworzenia określonej struktury części kompozytowej. Trzpień zostanie usunięty po utwardzeniu części. Obecne systemy AFP mogą znacznie poprawić wydajność i jakość produkcji materiałów kompozytowych3,4,5. Są one jednak ograniczone do produkcji otwartych powierzchni o płaskiej lub wyprofilowanej powierzchni lub prostych części obrotowych, takich jak cylindry lub stożki, ze względu na niewystarczającą głębię ostrości systemu i trudności w generowaniu trajektorii. Szczególnie przemysł lotniczy i kosmiczny oraz przemysł produkcji sprzętu sportowego są obecnie zainteresowane tą techniką do produkcji konstrukcji o bardziej złożonej geometrii, takich jak rury "Y" lub konstrukcji tworzących zamknięte pętle, takich jak ramy rowerowe.

Aby móc produkować konstrukcje o skomplikowanej geometrii, elastyczność systemu AFP powinna zostać poprawiona. Na przykład zaproponowano system AFP 8 DoF 6 poprzez dodanie toru liniowego do robota przemysłowego 6 DoF i stolika obrotowego do platformy trzymającej trzpień. Jednak system nadal nie nadaje się do produkcji wyżej wymienionych części o skomplikowanej geometrii. Współpracujący system robotyczny składający się z dwóch robotów jest obiecującym rozwiązaniem zwiększającym zręczność poprzez wykorzystanie jednego robota do przytrzymywania głowicy umieszczającej światłowód na efektorze końcowym, a drugiego robota do trzymania trzpienia. System współpracy dwóch robotów szeregowych może nie rozwiązać problemu rozmieszczenia włókien, ponieważ roboty szeregowe mają tendencję do odkształcania się i utraty dokładności ze względu na strukturę wspornikową, biorąc pod uwagę wagę trzpienia i siłę zagęszczania7. W porównaniu z robotami szeregowymi, 6 równoległych robotów DoF, które zostały wykorzystane w symulatorze lotu i narzędziach medycznych, cieszą się lepszą sztywnością i dokładnością8. W związku z tym, oprócz stolika obrotowego zamontowanego na platformie robota równoległego, zbudowano równoległo-szeregowy system robota współpracującego do obsługi złożonych konstrukcji wytwarzanych w tym artykule.

Jednak zbudowany system robotów współpracujących sprawia trudności w projektowaniu kontrolera dla każdego robota, aby spełniał wymagania dotyczące wysokiej dokładności umieszczania światłowodów. Dokładny pomiar położenia efektora końcowego można osiągnąć za pomocą laserowego systemu śledzenia, który jest powszechnie używany do prowadzenia robota przemysłowego w różnych zastosowaniach wiertniczych w lotnictwie kosmicznym9,10. Chociaż laserowy system śledzenia może zapewnić bardzo dokładny pomiar pozycji, główne wady polegają na koszcie systemu i problemie z okluzją. Laserowy system śledzenia jest drogi, np. komercyjny tracker laserowy i jego akcesoria kosztują nawet 90 000 USD, a wiązka laserowa jest łatwo zasłonięta podczas ruchu robotów. Innym obiecującym rozwiązaniem jest wizyjny system pomiarowy, który może zapewnić pomiar pozycji 6D efektora końcowego ze znaczną dokładnością przy niskich kosztach. Pozycja jest określana jako kombinacja pozycji 3D i orientacji 3D efektora końcowego w odniesieniu do ramy podstawy robota. Opyczna współrzędnościowa maszyna pomiarowa (patrz tabela materiałów) to czujnik wizualny oparty na podwójnej kamerze. Obserwując kilka celów reflektorowych przymocowanych do efektorów końcowych obu robotów, można zmierzyć względne ułożenie między robotami w czasie rzeczywistym. Opyczna współrzędnościowa maszyna pomiarowa została z powodzeniem zastosowana w kalibracji robotycznej11 i dynamicznym śledzeniu ścieżek12, a zatem została wprowadzona w celu zapewnienia pomiaru sprzężenia zwrotnego do systemów sterowania w pętli zamkniętej proponowanego systemu CCM w tym badaniu.

Jakość końcowego produktu kompozytowego jest w dużej mierze zależna od tego, jak oryginalna ścieżka włókna jest generowana dla AFP13,14. Proces generowania ścieżek jest zwykle wykonywany za pomocą oprogramowania do programowania off-line. Wygenerowana ścieżka składa się z szeregu punktów znaczników na trzpieniu, które wskazują położenie głowicy układającej światłowód. W przeciwieństwie do innych zastosowań do planowania trajektorii, takich jak osadzanie farby, polerowanie lub obróbka skrawaniem, gdzie możliwe są różne rodzaje ścieżek pokrycia, w przypadku AFP wybór jest ograniczony, ponieważ włókno jest ciągłe i nie jest możliwe wykonanie nagłych zmian kierunku (ostre narożniki) bez jego uszkodzenia, a głowica umieszczająca powinna być utrzymana w normie powierzchni części. Pierwszy rozwój techniki generowania trajektorii dla AFP koncentrował się na produkcji dużych płaskich paneli5 przed przejściem do produkcji obiektów o kształtach 3D, takich jak otwarte zakrzywione powierzchnie lub stożki5,14. Nie opracowano jednak żadnej praktycznej metodologii generowania ścieżki off-line dla części o złożonej geometrii, takiej jak kształt litery Y lub inne kształty. W związku z tym, efektywny algorytm planowania ścieżki dla części o powierzchniach o skomplikowanych kształtach został zaprojektowany, aby zapewnić równomierne ułożenie kolejnych włókien bez przerw lub nakładania się w naszych poprzednich badaniach15. Biorąc pod uwagę praktyczność i skuteczność algorytmu generowania ścieżek, tylko robot szeregowy 6-DoF z głowicą umieszczającą i stolikiem obrotowym 1-DoF jako uchwytem trzpienia jest uważany za system docelowy, który umożliwia znalezienie optymalnego planowania trajektorii w przestrzeni wspólnej z minimalnymi kryteriami czasowymi. Wygenerowanie trajektorii off-line dla całego systemu 13 DoF CCM może być zbyt skomplikowane i czasochłonne ze względu na ciężkie obliczenia kinematyczne i uwzględnienie różnych ograniczeń, takich jak osobliwości, kolizje, płynna zmiana kierunku i utrzymanie głowicy umieszczania w normie powierzchni części itp.

Proponowane planowanie trajektorii off-line może wygenerować odniesienie serwo odpowiednio dla robota szeregowego 6 DoF i etapu obrotowego z dokładnym timingiem. Nawet przy takim planowaniu trajektorii off-line wygenerowanie wykonalnej ścieżki przy wszystkich ograniczeniach dla niektórych części geometrii może być niemożliwe. Co więcej, błędy pozycjonowania robotów mogą powodować kolizję robotów z trzpieniem lub innym urządzeniem w środowisku pracy. Modyfikacja toru jazdy on-line jest realizowana w oparciu o wizualną informację zwrotną z optycznej maszyny współrzędnościowej. W związku z tym zaproponowano algorytm korekcji pozycji on-line, aby skorygować ścieżkę robota równoległego i jednocześnie dostroić odpowiednie przesunięcie na ścieżce robota szeregowego za pomocą wizualnego sprzężenia zwrotnego. Po wykryciu kolizji i innych ograniczeń względne ułożenie między dwoma robotami jest również utrzymywane bez zmian podczas podążania ścieżką wygenerowaną w trybie off-line. Dzięki korekcie ścieżki on-line system CCM może płynnie omijać te punkty bez żadnego zakończenia. Ze względu na elastyczność robota równoległego, korekcje korekcyjne 6D mogą być generowane w odniesieniu do różnych ograniczeń. W artykule przedstawiono szczegółową procedurę działania systemu CCM z wykorzystaniem algorytmu korekcji pozycji on-line.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Definicje ramowe systemu CCM

UWAGA: Optyczna maszyna pomiarowa współrzędnościowa (CMM) posiada podwójny czujnik kamer, który może śledzić obiekt za pomocą sztywnego zestawu reflektorów pełniących funkcję celów w czasie rzeczywistym. Zasada rozmieszczenia tych celów polega na ich przyklejeniu w asymetrycznych lokalizacjach, w określonych odległościach od siebie. Cele muszą być przymocowane do robotów lub głowicy pozycjonującej i pozostawać w polu widzenia (FOV) optycznej CMM. W każdej zdefiniowanej ramce optyczna CMM musi w sposób ciągły obserwować co najmniej cztery cele. Układ współrzędnych podstawy robota równoległego, układ współrzędnych efektora robota równoległego oraz układ współrzędnych narzędzia robota szeregowego oznaczone są odpowiednio jako Fb, FtP oraz FtS. Definicje tych układów przedstawiono na Rysunku 1. Ponieważ układy podstawy robota równoległego i robota szeregowego są stałe, macierz transformacji między tymi dwoma układami podstawy można wyznaczyć drogą kalibracji.

figure-protocol-1
Rycina 1. Konfiguracja systemu kolaboracyjnej produkcji kompozytów (CCM). Sprzęt systemu CCM składa się z równoległego robota 6-RSS, obrotowego stołu 1-DoF, seryjnego robota 6-DoF, głowicy pozycjonującej oraz optycznej maszyny pomiarowej współrzędnościowej (CMM). Trzon jest zamocowany na stole obrotowym, a stół obrotowy zamontowano na robocie równoległym. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

  1. Definiowanie układu współrzędnych podstawy robota równoległego
    1. Wczytaj plik definicji układu współrzędnych za pomocą oprogramowania optycznej CMM (patrz Tabela materiałów).
    2. Kliknij Positioning > Detect Targets. Wybierz markery przymocowane do silników robota równoległego. Kliknij Accept, aby przyjąć te markery jako referencję pozycjonowania dla całego systemu.
    3. Na liście Entities kliknij Base Frame i wybierz Make this Reference Frame the Origin.
      UWAGA: Celem kroku 1.1 jest przyjęcie Fb jako układu współrzędnych referencyjnych dla całego systemu. Plik definicji układu można pobrać z następującego linku: <https://users.encs.concordia.ca/~wfxie/Jove_program/P3.csf>.
  2. Definiowanie modelu śledzenia układu współrzędnych platformy efektora końcowego
    1. W obszarze nawigacji wybierz Tracking Models. Kliknij Detect Model, a następnie wybierz markery zamocowane na platformie efektora końcowego robota równoległego. Kliknij Accept.
    2. Kliknij wygenerowany model detekcji. W liście rozwijanej Origin Offset wybierz Up_Frame. Następnie kliknij Apply.
      UWAGA: Ten krok służy do ustanowienia stałych relacji między układem współrzędnych platformy efektora końcowego FtP a markery zamocowanymi na platformie efektora końcowego.
    3. Kliknij File-Export-Tracking model i wpisz nazwę pliku, aby zapisać model śledzenia.
  3. Definiowanie modelu śledzenia układu współrzędnych narzędzia
    1. Wybierz Tracking Models. Kliknij Detect Model, a następnie wybierz markery zamocowane na układzie współrzędnych narzędzia robota szeregowego. Kliknij Accept.
    2. Kliknij wygenerowany model detekcji. W liście rozwijanej Origin offset wybierz SerToolFrame. Kliknij Apply i zapisz zdefiniowany model śledzenia.

2. Przygotowanie systemu

UWAGA: Układ systemu sterowania systemu CCM przedstawiono na Rysunku 2.

figure-protocol-2
Rycina 2. Schemat systemu. Do sterowania systemem CCM wykorzystuje się dwa komputery (A & B). Komunikacja między nimi odbywa się za pomocą RS232. Komputer A steruje stanem obrotowym, czujnikiem fotogrametrycznym i robotem szeregowym. Komputer B steruje robotem równoległym, silnikami, zaworami itp. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

  1. Przygotowanie stołu obrotowego
    1. Uruchom zintegrowany interfejs sterowania zaprogramowany w języku sterowanym zdarzeniami na komputerze A.
      UWAGA: Interfejs sterowania przedstawiono na Rysunku 3. Program interfejsu można pobrać z następującego linku: <https://users.encs.concordia.ca/~wfxie/Jove_program/pcdk-ctrack.rar>.
    2. Kliknij Connect, aby połączyć się ze sterownikiem stołu obrotowego. Kliknij Enable, aby aktywować silnik stołu obrotowego. Następnie kliknij Home, aby przenieść stół obrotowy do pozycji bazowej.

figure-protocol-3
Rycina 3. Interfejs sterowania. Oprogramowanie sterujące zaprogramowane w języku programowania sterowanego zdarzeniami. Interfejs składa się z 6 sekcji: robota szeregowego, robota równoległego, stołu obrotowego, importu ścieżki, optycznej maszyny pomiarowej CMM oraz sterowania kooperacyjnego. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

  1. Przygotowanie robota szeregowego
    1. Włącz sterownik robota szeregowego (patrz Tabela materiałów).
    2. Kliknij Connect w zintegrowanym interfejsie sterowania, aby połączyć się z serwerem robota.
  2. Przygotowanie optycznej maszyny pomiarowej współrzędnościowej (CMM)
    1. Włącz sterownik optycznej CMM i poczekaj, aż na ekranie sterownika pojawi się komunikat Ready.
    2. Kliknij Connect w zintegrowanym interfejsie sterowania, aby połączyć się z optyczną CMM za pomocą interfejsu programowania aplikacji (API).
    3. Zaimportuj modele utworzone w sekcji 1, które obejmują model podstawy (Base model), model platformy górnej (Upper platform model) oraz model efektora końcowego (End-effector model) robota szeregowego.
    4. Kliknij Add Sequence. Jeśli jest to konieczne, dodaj odpowiednią sekwencję między modelami. Następnie kliknij Start Tracking, aby śledzić pozę modeli.
  3. Przygotowanie robota równoległego
    1. Włącz sterownik robota równoległego.
    2. Wczytaj program SerialPort_Receive i wybierz tryb Normal.
      UWAGA: Program SerialPort_Receive nie może sterować robotem równoległym bezpośrednio. Służy on do odbierania zdalnych danych z komputera A poprzez port komunikacji szeregowej. Program SerialPort_Receive można pobrać z następującego linku: <https://users.encs.concordia.ca/~wfxie/Jove_program/SerialPort_Receive.mdl>.
    3. Wczytaj program ParaRemoteControl i wybierz tryb External. Następnie kliknij Incremental Build, aby połączyć się z urządzeniem docelowym.
      UWAGA: Program ParaRemoteControl służy do odbierania żądanej pozy z programu SerialPort_Receive i sterowania robotem równoległym. Program ParaRemoteControl można pobrać z następującego linku: <https://users.encs.concordia.ca/~wfxie/Jove_program/ParaRemoteControl.mdl>.
    4. Kliknij Start Simulation w obu programach, aby zainicjować sterownik robota równoległego.

3. Generowanie ścieżki off-line

  1. Uruchom interfejs planowania ścieżki za pomocą oprogramowania do obliczeń numerycznych (patrz Tabela materiałów).
    UWAGA: Interfejs przedstawiono na Ryc. 4. Interfejs planowania ścieżki to oprogramowanie off-line służące do generowania ścieżki dla systemu, które można pobrać z następującego linku: <https://users.encs.concordia.ca/~wfxie/Jove_program/AFP_PathPlanning_Pcode.zip>.

figure-protocol-4
Rycina 4. Interfejs planowania ścieżki. Oprogramowanie do planowania ścieżki składa się z 3 sekcji: obszaru wizualizacji, obszaru poleceń i okna informacji. Sekcja „Obszar wizualizacji” umożliwia trójwymiarowy podgląd obrabianych części. Sekcja „Obszar poleceń” służy do wykonywania głównych czynności generowania ścieżki w trybie off-line. Sekcja „Okno informacji” wyświetla dane o statusie programu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

  1. Kliknij Import STL i wybierz plik części. Następnie kliknij Segmentation.
    UWAGA: Część jest podzielona na oddzielne regiony (cylindry i złącza części w kształcie litery Y). Różne regiony są wyświetlane w różnych kolorach.
  2. Kliknij Add Work Region i zaznacz region podczas ekstrakcji cylindrów.
  3. Ustaw suwak na 100% i kliknij Extract Cylinders.
  4. Kliknij Add Work Region, aby wybrać początkową gałąź ścieżki.
  5. Kliknij Generate Path. W oknie dialogowym wybierz trzecią opcję: Constant Placement Angle (CPA).
  6. W oknie dialogowym wybierz pożądany kąt rozmieszczenia 90°. Następnie wybierz czerwoną kropkę.
  7. Aby wyświetlić wygenerowaną ścieżkę, kliknij rozwijane menu Select a Path. Następnie wybierz ścieżkę.
  8. Aby zapisać tę ścieżkę, kliknij File > Save i wprowadź nazwę pliku.

4. Indywidualny rozkład trajektorii dla robota szeregowego i stołu obrotowego

  1. Uruchom funkcję Methode_Jacobian w oprogramowaniu do obliczeń numerycznych (patrz Tabela materiałów).
    UWAGA: Funkcja Methode_Jacobian służy do rozdzielenia ścieżki wygenerowanej w kroku 3 na dwie oddzielne trajektorie dla robota szeregowego i stołu obrotowego.
  2. Wybierz odpowiedni plik ścieżki (wygenerowany przez interfejs planowania ścieżek) i kliknij open.
  3. Wprowadź pożądany numer ścieżki.
  4. Następnie obliczany jest pierwszy punkt trajektorii. Wybierz pożądaną konfigurację manipulatora, aby osiągnąć tę pozę.
    UWAGA: Po zakończeniu kroku 4.4 wyświetlany jest wykres pokazujący ewolucję wartości przegubów. Generowany jest plik zawierający trajektorię dla robota szeregowego i stołu obrotowego.

5. Uruchamianie ścieżki off-line bez algorytmu modyfikacji ścieżki

  1. Naciśnij przycisk Select na panelu sterowania (teach pendant) i wybierz nazwę zaimportowanego pliku. Naciśnij Enter, aby załadować plik ścieżki.
  2. Przełącz przełącznik sterownika robota w tryb Auto. Przełącz przełącznik włącznik/wyłącznik panelu sterowania w pozycję Off.
  3. Naciśnij przycisk Cycle Start sterownika robota szeregowego, aby uruchomić ścieżkę.
  4. Kliknij Cooperative Move znajdujący się w panelu Cooperative Control.
    UWAGA: System wykona ścieżkę offline bez algorytmu modyfikacji ścieżki online. Jeśli przegub osiągnie osobliwość lub warunek ograniczenia, system zostanie zatrzymany.

6. Uruchomienie ścieżki off-line z algorytmem modyfikacji ścieżki

  1. Powtórz kroki 5.1–5.3. Następnie kliknij DPM Connect znajdujący się w panelu Cooperative Control na Rysunku 3, aby dodać do systemu możliwość modyfikacji ścieżki w trybie on-line.
  2. Kliknij Cooperative Move znajdujący się w panelu Cooperative Control.
    UWAGA: System wykona ścieżkę offline z zastosowaniem algorytmu modyfikacji ścieżki w trybie on-line. Podczas wykonywania, osobliwości oraz ograniczenia przegubów są monitorowane poprzez pomiary enkoderów robota szeregowego. System może płynnie przejść przez punkty osobliwości lub ograniczenia bez przerywania pracy.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Celem eksperymentu jest zademonstrowanie procesu realizacji ruchu układania włókna na mandrelu w kształcie litery Y w proponowanym systemie CCM. Proces ten jest przeprowadzany w trzech etapach: generowania ścieżki, dekompozycji trajektorii oraz unikania osobliwości i ograniczeń.

Generowanie ścieżki
Zazwyczaj w przemyśle do definiowania poszczególnych warstw laminatu stosuje się orientację standardową. W ni...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Wyniki eksperymentów pokazują proces produkcji kątowników ułożenia warstw 90° projektowanego systemu CCM. Metodologie zaproponowane w tym artykule można wykorzystać do ułożenia włókna o kątach ułożenia warstw 0° i 45° na trzpieniu w kształcie litery Y i innych kształtach. Podczas gdy wbudowany kontroler robota szeregowego jest w stanie zapewnić funkcję unikania osobliwości17, obsługiwany jest tylko liniowy ruch efektora końcowego. Gdy efektor końcowy wykonuje zadanie ruchu okręgu, funkcja nie dzia...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ten projekt został sfinansowany przez Radę Badań Nauk Przyrodniczych i Inżynierii (NSERC) w Kanadzie, Katedrę Badań Przemysłowych w Zautomatyzowanej Produkcji Kompozytów oraz Fonds de recherche du Québec – Natrue et technologies (FRQNT).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
AeroBasicAerotechOprogramowanie do sterowania ruchem
Collaborative Composite Manufacturing (CCM) SystemConcordia UniversityProponuje się system CCM do produkcji bardziej złożonych komponentów kompozytowych, które stwarzają większe zapotrzebowanie na planowanie trajektorii niż te, które są stosowane przez obecny system AFP. System składa się z robota szeregowego o 6 stopniach swobody (DOF) trzymającego głowicę umieszczającą światłowód, robota równoległego o 6 stopniach swobody obrotowo-sferyczno-sferycznej (RSS), na którym zainstalowany jest uchwyt trzpienia 1-DOF oraz optycznego czujnika CMM typu oko-ręka, tj. C-track, do wykrywania położenia obu efektorów końcowych robota równoległego i robota szeregowego.
Szyna CCreaform Inc.Optyczny czujnik CMM typu oko w rękę
Fanuc M-20iAFanuc Inc.Robot szeregowy
MatlabMathWorksWieloparadygmatowe oprogramowanie do obliczeń numerycznych
QuanserQuanser Inc.Zapewnienie wyposażenia laboratorium inżynierskiego do nauczania i badań.
VBMicrosoftVisual Basic
VxelementsCreaform, Inc.Oprogramowanie dla C-track

Bibliografia

  1. Groppe, D. Robots Improve the Quality and Cost-effectiveness of Composite Structures. Industrial Robot: An International Journal. 27 (2), 96-102 (2000).
  2. Ahrens, M., Mallick, V., Parfrey, K. Robotic Based Thermoplastic Fibre Placement Process. Industrial Robot: An International Journal. 25 (5), 326-330 (1998).
  3. hirinzadeh, B., Cassidy, G., Oetomo, D., Alici, G., Ang, M. H. Jr Trajectory generation for open-contoured structures in robotic fibre placement. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 23 (4), 380-394 (2007).
  4. Shirinzadeh, B., Foong, C. W., Tan, B. H. Robotic fibre placement process planning and control. Assembly Automation. 20 (4), 313-320 (2000).
  5. Shirinzadeh, B., Alici, G., Foong, C. W., Cassidy, G. Fabrication process of open surfaces by robotic fibre placement. Robotics and Computer Integrated Manufacturing. 20 (1), 17-28 (2004).
  6. Coriolis. , Available from: http://www.coriolis-composites.com/ (2011).
  7. Dasgupta, B., Muthyunjaya, T. S. The Stewart platform manipulator: a review. Mechanism and Machine Theory. 35 (1), 15-40 (2000).
  8. Zhang, X. M., Xie, W. F., Hoa, S. V., Zeng, R. Design and Analysis of Collaborative Automated Fiber Placement Machine. International Journal of Advanced Robotics and Automation. 1 (1), 1-14 (2016).
  9. Shirinzadeh, B., et al. Laser interferometry-based guidance methodology for high precision positioning of mechanisms and robots. Robotics Computer-Integrated Manufacturing. 26 (1), 74-82 (2010).
  10. Vincze, M., Prenninger, J. P., Gander, H. A laser tracking system to measure position and orientation of robot end effectors under motion. International Journal of Robotics Research. 13 (4), 305-314 (1994).
  11. Li, P., Zeng, R., Xie, W., Zhang, X. Relative posture-based kinematic calibration of a 6-RSS parallel robot by optical coordinate measurement machine. International Journal of Advanced Robotic Systems. 15 (2), (2018).
  12. Shu, T., Gharaaty, S., Xie, W. F., Joubair, A., Bonev, I. Dynamic path tracking of industrial robots with high accuracy using photogrammetry sensor. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 23 (3), 1159-1170 (2018).
  13. Shirinzadeh, B., Cassidy, G., Oetomo, D., Alici, G., Ang, M. H. Jr Trajectory generation for open-contoured structures in robotic fibre placement. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 23 (4), 380-394 (2007).
  14. Blom, A. W., Abdalla, M. M., Gürdal, Z. Optimization of course locations in fiber-placed panels for general fiber angle distributions. Composites Science and Technology. 70 (4), 564-570 (2010).
  15. Hély, C., Birglen, L., Xie, W. F. Feasibility study of robotic fibre placement on intersecting multi-axial revolution surfaces. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 48, 73-79 (2017).
  16. Zhang, X. M., Xie, W. F., Hoa, S. V. Semi-offline trajectory synchronized algorithm of the cooperative automated fiber placement system. Robotics and Computer–Integrated Manufacturing. 51, 53-62 (2018).
  17. Robotics America Corporation. FANUC Robotics SYSTEM R-30iB Handling Tool Setup and Operations Manual. Fanuc. , 1686-1692 (2012).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

zautomatyzowane uk adanie w kienst obrotowyrobot r wnoleg yrobot szeregowyoptyczna maszyna pomiarowa CMMplanowanie cie kikorekcja pozytrzpie w kszta cie litery Ysterowanie kooperacyjne

Powiązane artykuły