Operação do sistema colaborativo de manufatura composta (CCM)

As atuais máquinas de fibra automatizada só podem produzir peças grandes e de superfície aberta, que não podem atender ao crescente interesse em pequenas estruturas complexas da indústria. Ao empregar um estágio rotacional, um robô paralelo e robôs seriais, a destreza de uma máquina de colocação de fibras pode ser significativamente melhorada para a fabricação de peças compostas complexas. Demonstrando o procedimento estará Pengcheng Li, um estudante de doutorado do meu laboratório.

Comece carregando o arquivo de definição de quadro através do software do CMM óptico. Clique em Posicionamento e Detecte os alvos e selecione os alvos que estão conectados nos motores do robô paralelo. Clique em Aceitar para usar esses alvos como referência de posicionamento de todo o sistema e, na lista Entidades, clique em Quadro base e selecione Fazer esse quadro de referência a origem.

Para definir o modelo de rastreamento do quadro de plataforma end-effector, selecione modelos de rastreamento, clique em Detectar modelo e selecione os alvos fixos na plataforma end-effector do robô paralelo. Clique em Aceitar e clique em Modelos de Rastreamento. Selecione UpPlatform no drop-down e clique em Up Frame.

Em seguida, clique em Aplicar e Arquivar, Exportar e Rastrear modelo e digitar um nome de arquivo para salvar o modelo de rastreamento. Para definir o modelo de rastreamento do quadro de ferramentas, selecione modelos de rastreamento e detecte e selecione os alvos fixos no quadro de ferramentas do robô serial. Clique em Aceitar e clique nos modelos Tracking e SerTool.

Em seguida, selecione SerToolFrame na lista de drop-down, clique em Aplicar e salvar o modelo de rastreamento definido. Para preparar o estágio de rotação, carregue a interface de controle integrada programada pela linguagem de programação orientada a eventos no computador A e clique em Conectar para conectar o controlador do estágio rotativo. Clique em Ativar para conectar o motor do estágio rotacional e clique em Casa para mover o estágio de rotação para a posição inicial.

Para preparar o robô serial, ligue o controlador do robô serial e clique em Conectar na interface de controle integrada para conectar o servidor robô. Para preparar o CMM óptico, ligue o controlador CMM óptico e espere até que a tela do controlador mostre Pronto. Clique em Conectar na interface de controle integrada para conectar o CMM óptico através da interface de programação de aplicativos e importar os modelos incorporados na seção um, que incluem o modelo base, o modelo de plataforma superior e o modelo de efeito final do robô serial.

Clique em Adicionar sequência e adicione a sequência relativa entre os modelos conforme necessário. Em seguida, clique em Iniciar rastreamento para acompanhar a pose dos modelos. Para preparar o robô paralelo, ligue o controlador robô paralelo.

Carregue o programa SerialPort_Receive e selecione o modo Normal. Carregue o programa Para Controle Remoto e selecione o modo Externo. Em seguida, clique em Incremental Build para se conectar ao alvo e clique em Simulação de início dos dois programas para inicializar o controlador do robô paralelo.

Para gerar o caminho offline, carregue a interface de planejamento de caminho através do software de computação numérica e clique em Importar STL para selecionar o arquivo de peça. Clique em Segmentação e Adicionar região de trabalho e selecione a região na extração de cilindros. Ajuste o controle deslizante para 100% e clique em Extrair cilindros e Adicionar região de trabalho para selecionar o ramo de partida do caminho.

Clique em Gerar caminho e selecione Ângulo de colocação constante na janela pop-up. Em seguida, defina o ângulo de colocação desejado para 90 graus e selecione o ponto vermelho. Para exibir o caminho gerado, no menu Selecionar um caminho suspenso, selecione o caminho e salve o arquivo.

Para iniciar uma decomposição de trajetória, execute a função Methode Jacobienne no software de computação numérica e abra o arquivo de caminho desejado. Digite o número do caminho desejado. O primeiro ponto da trajetória será calculado.

Em seguida, selecione a configuração de interesse para que o manipulador chegue a esta pose. Quando a configuração estiver completa, um gráfico mostrando a evolução dos valores de articulação será exibido, e um arquivo contendo a trajetória do robô serial e o estágio rotacional serão gerados. Para executar um caminho offline sem um algoritmo de modificação de caminho, pressione Selecionar no pingente de ensino e selecione o nome do arquivo importado.

Pressione Enter para carregar o arquivo de caminho e gire o interruptor do controlador robô para o modo Automático. Ligue/desligue o pingente de ensino para desativar e pressione o Cycle Start no controlador do robô serial para executar o caminho. Em seguida, clique em Movimento Cooperativo no painel de controle cooperativo.

Para executar um caminho offline com o algoritmo de modificação de caminho, defina o robô serial para executar o caminho como apenas demonstrado, e clique em DPM Connect no painel de controle cooperativo para adicionar a capacidade de modificação de caminho on-line para o sistema. Em seguida, clique em Movimento Cooperativo no painel de controle cooperativo. Como demonstrado, o ply gerado de 90 graus pode cobrir dois ramos sem qualquer interrupção, e as sobreposições e lacunas entre as fitas podem ser minimizadas.

Para cobrir os ramos C, os ramos B e C são considerados para gerar a segunda trajetória. Outro ply de 90 graus será então gerado para cobrir os ramos A e C.Aqui, o processo de decomposição de embrulhar continuamente dois ramos do mandril em forma de Y com um ângulo de colocação constante de 90 graus é ilustrado. O mandril pode ser decomposto à trajetória do robô serial e ao movimento rotativo do estágio rotacional com um ângulo de colocação constante de 90 graus como ilustrado.

Neste experimento, foi gerado um caminho de planejamento offline para a fabricação da parte composta em forma de Y, na qual ocorre a singularidade do pulso conjunto. Esses resultados experimentais demonstram que o método proposto pode criar uma correção de pose para o robô paralelo e ajustar o caminho offline do robô serial com base na coordenada óptica que mede o feedback da máquina. Dessa forma, o sistema pode passar suavemente a singularidade e colocar a fibra ao longo do caminho sem término, confirmando que o sistema CCM proposto pode realizar com sucesso o processo de fabricação da estrutura em forma de Y.

A coisa mais importante a se lembrar é operar os subsistemas na sequência correta. Este sistema colaborativo tem o potencial de fabricar pequenos componentes compostos de geometria complexa, cooperando seis graus de liberdade, robôs serial e paralelos, e a máquina de medição de coordenadas ópticas.