Name: operation of the collaborative composite manufacturing (ccm) system
Uploaded: 2019-10-01T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Operation of the Collaborative Composite Manufacturing CCM System at JoVE.com

تم تمويل هذا المشروع من قبل مجلس العلوم الطبيعية والبحوث الهندسية (NSERC) كرسي البحوث الصناعية الكندية في تصنيع المركبات المؤتمتة والبحث عن الأبحاث في كيبيك-Natrue et تكنولوجيات (FRQNT).

1-التعاريف الاطاريه لنظام الذخائر العنقودية
ملاحظه: CMM البصرية هو جهاز استشعار الكاميرا المزدوجة ، والتي يمكن تتبع الكائن مع مجموعه جامده من عاكسات كاهداف في الوقت الحقيقي. ومبدا وضع هذه الأهداف هو ان الأهداف عالقه في المواقع غير المتناظرة بمسافة معينه فيما بينها. الأهداف تح...

<ol>
	<li>Groppe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robots+Improve+the+Quality+and+Cost-effectiveness+of+Composite+Structures.">Robots Improve the Quality and Cost-effectiveness of Composite Structures.</a> Industrial Robot: An International Journal. 27 (2), 96-102 (2000).</li><li>Ahrens, M., Mallick, V., Parfrey, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+Based+Thermoplastic+Fibre+Placement+Process.">Robotic Based Thermoplastic Fibre Placement Process.</a> Industrial Robot: An International Journal. 25 (5), 326-330 (1998).</li><li>hirinzadeh, B., Cassidy, G., Oetomo, D., Alici, G., Ang, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trajectory+generation+for+open-contoured+structures+in+robotic+fibre+placement.">Trajectory generation for open-contoured structures in robotic fibre placement.</a> Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 23 (4), 380-394 (2007).</li><li>Shirinzadeh, B., Foong, C. W., Tan, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+fibre+placement+process+planning+and+control.">Robotic fibre placement process planning and control.</a> Assembly Automation. 20 (4), 313-320 (2000).</li><li>Shirinzadeh, B., Alici, G., Foong, C. W., Cassidy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+process+of+open+surfaces+by+robotic+fibre+placement.">Fabrication process of open surfaces by robotic fibre placement.</a> Robotics and Computer Integrated Manufacturing. 20 (1), 17-28 (2004).</li><li>Dasgupta, B., Muthyunjaya, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Stewart+platform+manipulator:+a+review.">The Stewart platform manipulator: a review.</a> Mechanism and Machine Theory. 35 (1), 15-40 (2000).</li><li>Zhang, X. M., Xie, W. F., Hoa, S. V., Zeng, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+Analysis+of+Collaborative+Automated+Fiber+Placement+Machine.">Design and Analysis of Collaborative Automated Fiber Placement Machine.</a> International Journal of Advanced Robotics and Automation. 1 (1), 1-14 (2016).</li><li>Shirinzadeh, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+interferometry-based+guidance+methodology+for+high+precision+positioning+of+mechanisms+and+robots.">Laser interferometry-based guidance methodology for high precision positioning of mechanisms and robots.</a> Robotics Computer-Integrated Manufacturing. 26 (1), 74-82 (2010).</li><li>Vincze, M., Prenninger, J. P., Gander, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+laser+tracking+system+to+measure+position+and+orientation+of+robot+end+effectors+under+motion.">A laser tracking system to measure position and orientation of robot end effectors under motion.</a> International Journal of Robotics Research. 13 (4), 305-314 (1994).</li><li>Li, P., Zeng, R., Xie, W., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relative+posture-based+kinematic+calibration+of+a+6-RSS+parallel+robot+by+optical+coordinate+measurement+machine.">Relative posture-based kinematic calibration of a 6-RSS parallel robot by optical coordinate measurement machine.</a> International Journal of Advanced Robotic Systems. 15 (2), (2018).</li><li>Shu, T., Gharaaty, S., Xie, W. F., Joubair, A., Bonev, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+path+tracking+of+industrial+robots+with+high+accuracy+using+photogrammetry+sensor.">Dynamic path tracking of industrial robots with high accuracy using photogrammetry sensor.</a> IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 23 (3), 1159-1170 (2018).</li><li>Shirinzadeh, B., Cassidy, G., Oetomo, D., Alici, G., Ang, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trajectory+generation+for+open-contoured+structures+in+robotic+fibre+placement.">Trajectory generation for open-contoured structures in robotic fibre placement.</a> Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 23 (4), 380-394 (2007).</li><li>Blom, A. W., Abdalla, M. M., G&#252;rdal, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+course+locations+in+fiber-placed+panels+for+general+fiber+angle+distributions.">Optimization of course locations in fiber-placed panels for general fiber angle distributions.</a> Composites Science and Technology. 70 (4), 564-570 (2010).</li><li>H&#233;ly, C., Birglen, L., Xie, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feasibility+study+of+robotic+fibre+placement+on+intersecting+multi-axial+revolution+surfaces.">Feasibility study of robotic fibre placement on intersecting multi-axial revolution surfaces.</a> Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 48, 73-79 (2017).</li><li>Zhang, X. M., Xie, W. F., Hoa, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semi-offline+trajectory+synchronized+algorithm+of+the+cooperative+automated+fiber+placement+system.">Semi-offline trajectory synchronized algorithm of the cooperative automated fiber placement system.</a> Robotics and Computer&#8211;Integrated Manufacturing. 51, 53-62 (2018).</li><li>Robotics America Corporation. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FANUC+Robotics+SYSTEM+R-30iB+Handling+Tool+Setup+and+Operations+Manual.">FANUC Robotics SYSTEM R-30iB Handling Tool Setup and Operations Manual.</a> Fanuc. , 1686-1692 (2012).</li></ol>

وتظهر النتائج التجريبية عمليه التصنيع الخاصة بزوايا التنسيب التي تبلغ 90 درجه في نظام CCM المصمم. المنهجيات المقترحة في هذه الورقة يمكن استخدامها لوضع ألياف مع 0 ° و 45 درجه رقائق وضع زوايا علي مغزل مع Y-الشكل وغيرها من الاشكال. في حين ان وحده تحكم المدمج في الروبوت التسلسلي قادره علي توفير ميز?...

وفي الاونه الاخيره ، فان الحاجة المتزايدة إلى هياكل مركبه عاليه الأداء في مختلف الصناعات قد دفعت إلى حد كبير إلى تطوير تكنولوجيات التصنيع المركبة1و2. الإنتاج اليدوي التقليدي لا يمكن ان تلبي الكفاءة العالية والدقة ومتطلبات الجودة للصناعة الناشئة. وقد شجع هذا الجانب علي تطوير تكنولوجيات إنتاج جديده مثل أنظمه وكاله فرانس برس. تكنولوجيا وكاله فرانس برس باتمته إنتاج هياكل المواد المركبة باستخدام prepregs ، والتي هي موجودة في شكل شرائط تتالف من الاشرطه ألياف المشربة (الزجاج والكربون ، وما إلى ذلك) من الراتنج شبه بلمره. في نظام وكاله فرانس برس ، يتم تركيب راس الترسيب مع قدره التدفئة وضغط التشرب الراتنج علي اله التنسيب ألياف أو الروبوت الصناعي. اله وضع ألياف أو الروبوت تحمل رئيس ترسب يضع ما يصل تشرب التي تعبر سطح الاداات المنشدون. في عمليه التصنيع ، يتم استخدام مغزل الاداات كقالب ليكون الجرح حولها من قبل تشرب لتشكيل بنيه معينه من جزء مركب. ستتم أزاله المغزل بعد الشفاء من الجزء. يمكن للانظمه الحالية لوكالة فرانس برس ان تحسن بشكل كبير من كفاءه ونوعيه إنتاج المواد المركبة3،4،5. ومع ذلك ، فهي تقتصر علي إنتاج الأسطح المفتوحة التي تقدم سطح مستو أو أحيط ، أو أجزاء الثورة بسيطه مثل أسطوانات أو المخاريط بسبب عدم كفاية الدائرة العامة للنظام والصعوبات في توليد المسارات. وعلي وجه الخصوص ، فان صناعه الطيران والصناعات الانتاجيه للمعدات الرياضية مهتمة الآن بهذه التقنية لإنتاج الهياكل ذات الهندسي الأكثر تعقيدا ، مثل أنابيب "Y" أو الهياكل التي تشكل حلقات مغلقه مثل إطارات الدراجات.
وللتمكن من تصنيع الهياكل ذات الهندسي المعقدة ، ينبغي تحسين مرونة نظام وكاله فرانس برس. علي سبيل المثال ، تم اقتراح نظام الدائرة الثامنة لوكالة فرانس برس6 عن طريق أضافه مسار خطي إلى 6 الروبوت الصناعية الدائرة الاقتصادية الخاصة ومرحله التناوب إلى منصة القابضة مغزل. ومع ذلك ، فان النظام لا يزال غير مناسب لتصنيع الأجزاء المذكورة أعلاه مع هندسي المعقدة. نظام الروبوتية التعاونية التي تتكون من اثنين من الروبوتات هو حل واعده لزيادة البراعة من خلال توظيف الروبوت واحد لعقد راس ألياف التنسيب في نهاية المعرض والروبوت آخر لعقد المغزل. النظام التعاوني ثنائي السلسلة-الروبوت قد لا يحل مشكله وضع ألياف ، لان الروبوتات التسلسلية تميل إلى تشوه وتفقد الدقة بسبب هيكلها ناتئ ، بالنظر إلى وزن مغزل وقوه الضغط7. مقارنه مع الروبوتات المسلسل ، 6 الروبوتات الموازية الدائرة العامة ، والتي تم استخدامها في جهاز محاكاة الطيران والاداات الطبية ، والتمتع أفضل صلابة ودقه8. ولذلك ، فان نظام الروبوت التعاوني التسلسلي الموازي ، بالاضافه إلى المرحلة التناوبية المركبة علي منصة الروبوت الموازي ، تم بناؤه للتعامل مع تصنيع الهياكل المعقدة في هذه الورقة.
ومع ذلك ، فان النظام الروبوتي التعاوني المبني يؤدي إلى صعوبات في تصميم وحده التحكم لكل روبوت لتلبيه متطلبات الدقة العالية لوضع ألياف. يمكن ان يتحقق قياس الموضع الدقيق للجهة النهائية باستخدام نظام التتبع بالليزر ، والذي يستخدم عاده لتوجيه الروبوت الصناعي في مختلف تطبيقات الحفر الفضائية9،10. علي الرغم من ان نظام تتبع الليزر يمكن ان توفر عاليه قياس موقف دقيقه ، والعيوب الرئيسية تكمن في تكلفه النظام ومشكله انسداد. نظام التتبع بالليزر مكلف ، علي سبيل المثال ، تعقب ليزر تجاري وملحقاته تكلف ما يصل إلى 90000 دولار أمريكي ، وشعاع الليزر هو مسدود بسهوله خلال حركه الروبوتات. ومن الحلول الواعدة الأخرى نظام قياس الرؤية ، الذي يمكن ان يوفر قياسا بالابعاد 6D للمستجيب النهائي بدقه كبيره بتكلفه منخفضه. ويشار إلى تشكل الجمع بين موقف 3D والتوجه 3D للجهة النهائية فيما يتعلق بالإطار الأساسي للروبوت. و CMM البصرية (انظر جدول المواد) هو جهاز استشعار البصرية المستندة إلى كاميرا مزدوجة. من خلال مراقبه العديد من الأهداف العاكسة المرفقة علي القاذفات نهاية اثنين من الروبوتات ، والنسبية يطرح بين الروبوتات يمكن قياسها في الوقت الحقيقي. وقد تم تطبيق CMM البصرية بنجاح علي المعايرة الروبوتية11 وتتبع المسار الديناميكي12 التالي يتم إدخالها لتوفير قياس التغذية المرتدة لأنظمه التحكم في حلقه مغلقه من نظام CCM المقترح في هذه الدراسة.
تعتمد جوده المنتج المركب النهائي إلى حد كبير علي كيفيه إنشاء مسار ألياف الاصليه لوكالة فرانس برس13،14. يتم تنفيذ عمليه إنشاء مسار عاده باستخدام برامج البرمجة خارج الخط. يتكون المسار الذي تم إنشاؤه من سلسله من نقاط العلامات علي مغزل ، والتي تشير إلى تشكل راس موضع ألياف. وخلافا لغيرها من تطبيقات التخطيط مسار مثل ترسب الطلاء ، وتلميع أو بالقطع ، حيث أنواع مختلفه من مسارات التغطية الممكنة ، واختيار محدود في حاله وكاله فرانس برس ، لان ألياف مستمرة وليس من الممكن لأداء مفاجئ التغييرات في الاتجاه (زوايا حاده) دون الاضرار به وينبغي ان تبقي علي راس التنسيب في القاعدة من سطح الأجزاء. وقد تركز التطوير الأول لتقنية توليد مسار لوكالة فرانس برس علي تصنيع لوحات مسطحه كبيره5 قبل التحرك نحو تصنيع الكائنات من الاشكال 3d مثل الأسطح المنحنية المفتوحة أو المخاريط5، 14-ولكن لم توضع منهجيه عمليه لتوليد مسار غير مباشر للأجزاء ذات الهندسي المعقدة مثل الشكل Y أو الاشكال الأخرى. ولذلك ، تم تصميم خوارزميه التخطيط المسار الفعال للأجزاء مع الأسطح أحيط معقده لضمان وضع موحده من ألياف اللاحقة دون ثغرات أو تداخلات في أبحاثنا السابقة15. بالنظر إلى التطبيق العملي وفعالية خوارزميه توليد المسار ، الا ان الروبوت التسلسلي 6-الدائرة العامة مع رئيس التنسيب والدائرة 1-الدائرة الدوارة كحامل مغزل تعتبر النظام المستهدف للعثور علي التخطيط مسار الأمثل في مساحة مشتركه مع معايير الحد الأدنى من الوقت. يمكن ان تكون معقده للغاية وتستغرق وقتا طويلا لتوليد مسار خارج الخط لكامل 13 دائره الاداره العامة CCM بسبب حساب الجسيمات الثقيلة والنظر في القيود المختلفة مثل تفردات ، والاصطدامات ، والاتجاه السلس تغيير الحفاظ علي رئيس التنسيب في القاعدة من أجزاء السطح ، الخ.
التخطيط المقترح خارج خط المسار يمكن ان تولد المرجع مضاعفات لل 6 الروبوت التسلسلي دائره التحقيقات الخاصة ومرحله التناوب علي التوالي مع توقيت دقيق. وحتى مع هذا التخطيط غير المباشر للمسار ، قد يكون من المستحيل توليد مسار مجد في ظل جميع القيود المفروضة علي بعض أجزاء الهندسة. وعلاوة علي ذلك ، فان أخطاء تحديد المواقع من الروبوتات قد تسبب الروبوتات لتصطدم مع مغزل أو جهاز آخر في بيئة العمل. يتم تنفيذ تعديل المسار علي الإنترنت استنادا إلى الملاحظات المرئية من CMM البصرية. ولذلك يقترح علي الخط خوارزميه التصحيح يطرح لتصحيح مسار الروبوت موازيه وضبط أزاحه المقابلة علي مسار الروبوت التسلسلي في وقت واحد من خلال ردود الفعل البصرية. عندما يتم الكشف عن الاصطدام وغيرها من القيود ، والنسبية تشكل بين الروبوتات اثنين يتم أيضا الاحتفاظ بدون تغيير اثناء اتباع المسار الذي تم إنشاؤه خارج الخط. ومن خلال تصحيح المسار المباشر ، يمكن لنظام CCM تجنب هذه النقاط بسلاسة دون اي إنهاء. ونظرا لمرونة الروبوت الموازي ، يمكن إنشاء أزاحه تصحيح 6D فيما يتعلق بالقيود المختلفة. تقدم هذه المخطوطة اجراء عمليات تفصيليه لنظام CCM باستخدام خوارزميه التصحيح علي الإنترنت.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>AeroBasic</td>
			<td>Aerotech</td>
			<td></td>
			<td>Motion control software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collaborative Composite Manufacturing (CCM) System</td>
			<td>Concordia University</td>
			<td></td>
			<td>A CCM system is proposed to manufacture more complex composite components which pose high demand for trajectory planning than those by the current AFP system. The system consists of a 6 degree-of-freedom (DOF) serial robot holding the fiber placement head, a 6-DOF revolute-spherical-spherical (RSS) parallel robot on which a 1-DOF mandrel holder is installed and an eye-to-hand optical CMM sensor, i.e. C-track, to detect the poses of both end-effectors of parallel robot and serial robot.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-track</td>
			<td>Creaform Inc.</td>
			<td></td>
			<td>An eye-to-hand optical CMM sensor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fanuc M-20iA</td>
			<td>Fanuc Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Serial robot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td></td>
			<td>A multi-paradigm numerical computing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quanser</td>
			<td>Quanser Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Providing the engineering lab equipments for teaching and research.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VB</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td></td>
			<td>Visual Basic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vxelements</td>
			<td>Creaform Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Software for C-track</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

operation of the collaborative composite manufacturing (ccm) system

ان وضع الشريط الألى وآلات وضع ألياف اليه (AFP) توفر بيئة عمل أكثر أمانا وتقلل من كثافة العمالة للعمال مقارنه بالوضع اليدوي التقليدي للألياف. التالي ، فان دقه الإنتاج ، والتكرار وكفاءه التصنيع المركب تحسنت بشكل كبير. ومع ذلك ، فان أنظمه AFP الحالية لا يمكن ان تنتج الا المكونات المركبة مع سطح مفتوح كبير أو أجزاء الثورة بسيطه ، والتي لا يمكن ان تلبي الاهتمام المتزايد في الهياكل الصغيرة المعقدة أو المغلقة من الصناعة.
في هذا البحث ، من خلال توظيف 1 درجه من الحرية (شعبه النهوض بالشعبة) التناوب المرحلة ، والروبوت الموازي 6-RSS ، والروبوت التسلسلي 6-الدائرة العامة ، والبراعة من نظام وكاله فرانس برس يمكن ان تتحسن بشكل كبير لتصنيع أجزاء مركبه معقده. وتستخدم مرحله التناوب التي شنت علي الروبوت موازيه لعقد المغزل والروبوت التسلسلي يحمل رئيس التنسيب لتقليد اثنين من الأيدي البشرية التي لديها ما يكفي من البراعة لوضع ألياف إلى المغزل مع كفاف معقده.
وعلي الرغم من ان نظام CCM يزيد من مرونة التصنيع المركب ، فانه يستهلك وقتا طويلا أو حتى من المستحيل توليد المسار المجدي خارج الخط ، والذي يضمن الوضع الموحد للألياف اللاحقة بالنظر إلى القيود مثل تفردات ، والاصطدامات بين رئيس وضع ألياف والمغزل ، والسلس اتجاه ألياف التغيير والحفاظ علي راس ألياف وضع علي طول القاعدة من سطح الجزء ، الخ. وعلاوة علي ذلك ، ونظرا للخطا الحالي لتحديد المواقع من الروبوتات ، وهناك حاجه إلى تصحيح المسار علي الإنترنت. ولذلك ، يقترح علي الإنترنت خوارزميه التصحيح يطرح لتصحيح مسارات كل من الروبوتات المتوازية والتسلسلية ، والحفاظ علي المسار النسبي بين الروبوتات اثنين دون تغيير من خلال الملاحظات البصرية عند القيد أو مشاكل التفرد في يحدث تخطيط المسار خارج الخط. وتبين النتائج التجريبية ان نظام CCM المصمم يمكن ان يلبي الحركة اللازمة لتصنيع هيكل مركب بشكل Y.

وتهدف التجربة إلى إظهار عمليه تحقيق اقتراح وضع ألياف علي مغزل الشكل Y لنظام CCM المقترح. وتنفذ هذه العملية في ثلاث خطوات: توليد المسار ؛ مسار التحلل ؛ والتفرد وتجنب القيد.
جيل المسير عاده ، يتم استخدام الاتجاه القياسي في الصناعة ل...

Watch this Scientific Journal Video about Operation of the Collaborative Composite Manufacturing CCM System at JoVE.com

Operation of the Collaborative Composite Manufacturing CCM System

يتم تطوير نظام التصنيع المركب التعاوني لوضع الروبوتية من شرائح مركب باستخدام الشريط تقويه. ويسمح النظام المقترح بإنتاج شرائح مركبه ذات مستويات عاليه من التعقيد الهندسي. وتعالج المسائل المتعلقة بتخطيط المسار وتنسيق الروبوتات والمراقبة في الطريقة المقترحة.

تشغيل نظام التصنيع المركب التعاوني (CCM)

The automated tape placement and the automated fiber placement (AFP) machines provide a safer working environment and reduce the labor intensity of ...

يمكن للآلات الحالية الألياف مكان الآلي تنتج فقط كبيرة، أجزاء مفتوحة السطح، والتي لا يمكن أن تلبي الاهتمام المتزايد في هياكل معقدة صغيرة من الصناعة. من خلال توظيف مرحلة التناوب ، والروبوت الموازي ، والروبوتات التسلسلية ، يمكن تحسين براعة آلة وضع الألياف بشكل كبير لتصنيع الأجزاء المركبة المعقدة. إثبات الإجراء سيكون بنغشينغ لي، طالب دكتوراه من مختبري.تبدأ عن طريق تحميل ملف تعريف الإطار من خلال برنامج CMM البصرية. انقر فوق تحديد المواقع واكتشاف الأهداف، وحدد الأهداف المرفقة على محركات الروبوت المتوازي. انقر فوق قبول لاستخدام هذه الأهداف كمرجع تحديد موضع النظام بأكمله، وفي قائمة الكيانات، انقر فوق الإطار الأساسي، وحدد جعل هذا الإطار المرجعي هو الأصل.لتحديد نموذج التتبع لإطار النظام الأساسي النهائي، حدد نماذج التتبع، وانقر فوق Detect Model، وحدد الأهداف الثابتة على منصة المنفذ النهائي للروبوت المتوازي. انقر فوق قبول، وانقر على تتبع النماذج. حدد UpPlatform في القائمة المنسدلة، ثم انقر فوق الإطار لأعلى.ثم انقر فوق تطبيق وطراز ملف وتصدير وتعقب، وأدخل اسم ملف لحفظ نموذج التتبع. لتحديد نموذج التتبع لإطار الأداة، حدد نماذج التتبع واكتشاف النموذج، وحدد الأهداف الثابتة في إطار أداة الروبوت التسلسلي. انقر فوق قبول، وانقر فوق نماذج التتبع و SerTool.ثم، حدد SerToolFrame في القائمة المنسدلة، انقر فوق تطبيق، حفظ نموذج التتبع المحدد. لتحضير مرحلة التدوير، قم بتحميل واجهة التحكم المتكاملة المبرمجة بواسطة لغة برمجة تعتمد على الحدث على الكمبيوتر A، وانقر فوق Connect لتوصيل وحدة التحكم في مرحلة الدوران. انقر فوق تمكين لتوصيل محرك المرحلة التناوبية، ثم انقر فوق الصفحة الرئيسية لنقل مرحلة الدوران إلى موضع المنزل.لتحضير الروبوت التسلسلي، قم بالكهرباء على وحدة تحكم الروبوت التسلسلية، وانقر فوق Connect على واجهة التحكم المتكاملة لتوصيل خادم الروبوت. لتحضير CMM البصرية، الطاقة على وحدة تحكم CMM البصرية، وانتظر حتى تظهر شاشة وحدة التحكم جاهز. انقر فوق الاتصال على واجهة التحكم المتكاملة لتوصيل CMM البصرية عبر واجهة برمجة التطبيقات، واستيراد النماذج التي بنيت في القسم الأول، والتي تشمل النموذج الأساسي، ونموذج المنصة العليا، ونموذج النتيجة النهائية للروبوت التسلسلي.انقر فوق إضافة تسلسل، ثم أضف التسلسل النسبي بين الطرازات حسب الضرورة. ثم انقر فوق بدء التعقب لتعقب تشكل من النماذج. لإعداد الروبوت الموازي، والسلطة على وحدة تحكم الروبوت الموازي.قم بتحميل برنامج SerialPort_Receive، وحدد الوضع العادي. قم بتحميل برنامج Para Remote Control، وحدد الوضع الخارجي. ثم انقر فوق تزايدي البنية للاتصال بالهدف، ثم انقر فوق بدء محاكاة البرنامجين لتهيئة وحدة تحكم الروبوت المتوازي.لإنشاء مسار دون اتصال، قم بتحميل واجهة تخطيط المسار من خلال برنامج الحوسبة الرقمية، ثم انقر فوق استيراد STL لتحديد ملف جزء. انقر على تجزئة وإضافة منطقة عمل، وحدد المنطقة على استخراج الاسطوانات. اضبط شريط التمرير إلى 100٪ وانقر فوق استخراج اسطوانات وإضافة منطقة عمل لتحديد فرع البداية للمسار.انقر فوق إنشاء مسار، وحدد زاوية موضع ثابت في النافذة المنبثقة. ثم قم بتعيين زاوية الموضع المطلوب إلى 90 درجة، وحدد النقطة الحمراء. لعرض المسار الذي تم إنشاؤه، في القائمة المنسدلة تحديد مسار، حدد المسار، ثم احفظ الملف.لبدء عملية تحليل مسار، قم بتشغيل الدالة الميثودي جاكوبين في برنامج الحوسبة الرقمية، ثم افتح ملف المسار المطلوب. أدخل رقم المسار المطلوب. سيتم حساب النقطة الأولى من المسار.ثم حدد تكوين الفائدة للمتلاعب للوصول إلى هذه تشكل. عند اكتمال التكوين، سيتم عرض رسم بياني يوضح تطور قيم المفاصل، وسيتم إنشاء ملف يحتوي على مسار الروبوت التسلسلي ومرحلة التناوب. لتشغيل مسار غير متصل بدون خوارزمية تعديل مسار، اضغط تحديد على قلادة التعليم، وحدد اسم الملف الذي تم استيراده.اضغط على Enter لتحميل ملف المسار، ثم قم بتشغيل مفتاح وحدة تحكم الروبوت إلى الوضع التلقائي. قم بتشغيل مفتاح تشغيل/إيقاف تشغيل التعليم إلى إيقاف التشغيل، واضغط على "بدء دورة" على وحدة تحكم الروبوت التسلسلي لتشغيل المسار. ثم انقر فوق Cooperative Move في لوحة التحكم التعاونية.لتشغيل مسار دون اتصال باستخدام خوارزمية تعديل المسار، قم بتعيين الروبوت التسلسلي لتشغيل المسار كما هو موضح فقط، ثم انقر فوق DPM Connect في لوحة التحكم التعاونية لإضافة إمكانية تعديل المسار عبر الإنترنت للنظام. ثم انقر فوق Cooperative Move في لوحة التحكم التعاونية. كما هو موضح، يمكن أن تغطي ply المولدة بـ 90 درجة فرعين دون أي انقطاع، ويمكن تقليل التداخلات والثغرات بين الأشرطة إلى أدنى حد.ولتغطية الفرع جيم، يعتبر الفرعان باء وجيم من شأنها أن تولد المسار الثاني. سيتم بعد ذلك إنشاء ply أخرى 90 درجة لتغطية الفروع A و C.Here ، يتم توضيح العملية المتحللة لتغليف فرعين من المندرل على شكل Y بزاوية التنسيب الثابتة 90 درجة. يمكن أن تتحلل المندال إلى مسار الروبوت المسلسل والحركة الدوارة للمرحلة التناوبية مع زاوية وضع ثابتة 90 درجة كما هو موضح.في هذه التجربة، تم إنشاء مسار تخطيط غير متصل لتصنيع الجزء المركب على شكل Y، حيث يحدث تفرد المعصم المشترك. هذه النتائج التجريبية تثبت أن الطريقة المقترحة يمكن أن تخلق تصحيحا لتشكل للروبوت المتوازي وضبط المسار غير متصل من الروبوت المسلسل على أساس الإحداثيات البصرية قياس آلة التغذية المرتدة. وبهذه الطريقة، يمكن للنظام تمرير بسلاسة التفرد ووضع الألياف على طول الطريق دون إنهاء، مما يؤكد أن نظام CCM المقترح يمكن أن يحقق بنجاح عملية التصنيع من هيكل شكل Y.أهم شيء يجب تذكره هو تشغيل الأنظمة الفرعية بالتسلسل الصحيح. هذا النظام التعاوني لديه القدرة على تصنيع مكونات مركبة صغيرة من الهندسة المعقدة من خلال التعاون مع ستة درجة من الحرية ، والروبوتات التسلسلية والمتوازية ، وآلة قياس الإحداثيات البصرية.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Operation of the Collaborative Composite Manufacturing (CCM) System

Structural Analysis

SCIENTISTS IN ACTION

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

تصنيع وتشغيل الحزام الناقل النانو البصرية

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

Synthesis and Characterization of High c-axis ZnO Thin Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System and its UV Photodetector Application

توليف وتوصيف عالية ج المحور أكسيد الزنك رقيقة بواسطة البلازما المحسن الأبخرة الكيميائية نظام ترسب و photodetector تطبيق الأشعة فوق البنفسجية لها

In this study, zinc oxide (ZnO) thin films with high c-axis (0002) preferential orientation have been successfully and effectively synthesized onto ...

Digital Printing of Titanium Dioxide for Dye Sensitized Solar Cells

الطباعة الرقمية من ثاني أكسيد التيتانيوم للخلايا الشمسية صبغ الحساس

Silicon solar cell manufacturing is an expensive and high energy consuming process. In contrast, dye sensitized solar cell production is less ...

Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System

اختبار الجسيمات النانوية بيان من المجمع يحتوي على المواد متناهية الصغر باستخدام نظام الغرفة

With the rapid development of nanotechnology as one of the most important technologies in the 21st century, interest in the safety of consumer products ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

التنفيذ التجريبي لأسلوب تصنيع مركب جديد: تعريض الألياف العارية على سطح مركب بواسطة الأسلوب طبقة لينة

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes

ساعد المغناطيس تصنيع مركب: مرونة تقنية جديدة لتحقيق توحيد ارتفاع الضغط في العمليات فراغ كيس/ﻷي متابعة

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed ...

Additive Manufacturing of Functionally Graded Ceramic Materials by Stereolithography

التصنيع المضافة من مواد خزفية وظيفيا متدرج المجسمة

An additive manufacturing technology is applied to obtain functionally graded ceramic parts. This technology, based on digital light ...

Construction and Operation of a Light-driven Gold Nanorod Rotary Motor System

تشييد وتشغيل نظام موتور يحركها الضوء الروتاري نانورود الذهب

The possibility to generate and measure rotation and torque at the nanoscale is of fundamental interest to the study and application of biological and ...

Rapid Manufacturing of Thin Soft Pneumatic Actuators and Robots

التصنيع السريع من المشغلات الهوائية لينه رقيقه والروبوتات

This protocol describes a method for rapid manufacturing of soft pneumatic actuators and robots with an ultrathin form factor using a heat press and a ...

Manufacturing, Control, and Performance Evaluation of a Gecko-Inspired Soft Robot

التصنيع، والتحكم، وتقييم الأداء من روبوت الناعمة مستوحاة من Gecko

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with ...