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

פרויקט זה מומן על ידי מדעי הטבע ומועצת המחקר ההנדסה (nserc) של קנדה כיסא המחקר התעשייתי בייצור מרוכבים אוטומטיים וכפות דה מחקר du קוויבק – natrue et טכנולוגיות (frqnt).

1. הגדרות מסגרת של מערכת CCM
הערה: CMM אופטי הוא חיישן מצלמה כפולה, אשר יכול לעקוב אחר האובייקט עם קבוצה נוקשה של מחזירי אור כמו מטרות בזמן אמת. עקרון ההשמה של מטרות אלה הוא שהמטרות תקועות במיקומים האסימטריים במרחק מסוים ביניהם. המטרות צריך להיות קבוע על רובוטים או ראש המיקום ולהי...

<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>

התוצאות הנסיוניות מציגות את תהליך הייצור של זוויות מיקום של 90 ° רובדי של מערכת ה-CCM המתוכננת. את המתודולוגיות המוצעות בנייר זה ניתן להשתמש כדי להניח את הסיבים עם 0 ° ו 45 ° מיקום רובדי זווית על מוט עם צורת Y וצורות אחרות. בעוד הבקר המובנה של הרובוט הסדרתי הוא מסוגל לספק את הימנעות סינגולריות תכ...

לאחרונה, הצורך הגובר למבנים מורכבים בעלי ביצועים גבוהים בתעשיות שונות הניע מאוד את פיתוח טכנולוגיות הייצור המורכב1,2. ההפקה הידנית המסורתית אינה יכולה לעמוד ביעילות גבוהה, בדיוק ובדרישות האיכות של התעשייה המתעוררים. היבט זה עודד פיתוח טכנולוגיות ייצור חדשות כגון מערכות AFP. טכנולוגיית AFP ממכן את הייצור של מבני חומרים מרוכבים באמצעות prepregs, אשר נמצאים בצורה של רצועות המורכב של קלטות סיבים ספוג (זכוכית, פחמן, וכו ') של שרף למחצה פלגניים. במערכת AFP, ראש התצהיר עם היכולת של חימום ודחיסת prepregs שרף הוא רכוב על מכונת השמה סיבים או רובוט תעשייתי. מכונת המיקום סיבים או רובוט נושאת את ראש התצהיר מניח את הprepregs לעבור את פני השטח של המנדלס הנוסע. בתהליך הייצור, משמש הרכב כתבנית להיות הפצע סביב ידי prepregs ליצור מבנה מסוים של חלק מורכב. . האדם יוסר אחרי שהחלק יירפא מערכות ה-afp הנוכחיות יכולות לשפר באופן משמעותי את היעילות והאיכות של ייצור חומרים מרוכבים3,4,5. עם זאת, הם מוגבלים לייצור המשטחים הפתוחים המציגים משטח שטוח או מתאר, או חלקי מהפכה פשוטים כגון צילינדרים או איצטרובלים בשל הקושי המוגבל של המערכת והקשיים ביצירת מסלולים. במיוחד, תעשיית התעופה ותעשיות הייצור של ציוד ספורט מעוניינים כעת בטכניקה זו לייצור מבנים עם גיאומטריות מורכבות יותר, כמו צינורות "Y" או מבנים היוצרים לולאות סגורות כגון מסגרות אופניים.
כדי להיות מסוגל לייצר את המבנים בעלי גיאומטריות מורכבות, יש לשפר את הגמישות של מערכת AFP. לדוגמה, מערכת של 8 מערכות AFP המוצעת6 על-ידי הוספת מסלול לינארי לרובוט תעשייתי 6, ולשלב הסיבוב לפלטפורמת ההחזקה של המנדל. עם זאת, המערכת עדיין לא מתאימה ליצור את החלקים הנ ל עם גיאומטריות מורכבות. מערכת רובוטית שיתופית המורכב של שני רובוטים הוא פתרון מבטיח כדי להגדיל את המיומנות על ידי שימוש ברובוט אחד להחזיק את הראש מיקום סיבים בסוף-אפקטור ורובוט אחר להחזיק את mandrel. מערכת דו-טורית רובוט שיתופי לא יכול לפתור את הבעיה מיקום סיבים, מאז רובוטים סדרתיים נוטים עוות ולאבד את הדיוק בשל מבנה הזיז שלה, בהתחשב במשקל של מוט ואת כוח דחיסה7. בהשוואה לרובוטים הסדרתיים, 6 הרובוטים המקבילים, שנוצלו בסימולטור הטיסה ובכלים הרפואיים, נהנים מנוקשות ודיוקשמונה. לכן, מערכת רובוטית שיתופית מקבילה, בנוסף לשלב הרוטציה הרכוב על פלטפורמת הרובוט המקביל, בנויה לטיפול בייצור מבנים מורכבים בנייר זה.
עם זאת, המערכת הבנויה רובוטית שיתופית תשואות קשיים בעיצוב בקר עבור כל רובוט לפגוש את הדרישה דיוק גבוהה של מיקום סיבים. את המדידה מיקום מדויק של סוף-אפקטור יכול להיות מושגת על ידי שימוש במערכת מעקב לייזר, אשר משמש בדרך כלל כדי להנחות את הרובוט התעשייתי ביישומים שונים קידוח החלל9,10. למרות מערכת מעקב לייזר יכול לספק מדידה מיקום מדויק גבוה, החסרונות העיקריים לשכב בעלות של המערכת ואת הבעיה סגר. מערכת מעקב לייזר הוא יקר, למשל, גשש לייזר מסחרי ואביזרים שלה עולה עד US $90000, ואת קרן הלייזר בקלות לחסימה במהלך התנועה של הרובוטים. פתרון מבטיח נוסף הוא מערכת מדידה החזון, אשר יכול לספק 6D להציב את המדידה של הקצה-אפקטור עם דיוק ניכר בעלות נמוכה. התנוחה מכונה שילוב של מיקום 3D וכיוון 3D של הקצה-אפקטור ביחס למסגרת הבסיסית של הרובוט. CMM אופטי (ראה טבלת חומרים) הוא חיישן חזותי מבוסס מצלמה כפול. על ידי התבוננות מטרות המחזיר מספר מחובר על הקצה-העריקים של שני הרובוטים, היחסי מהווה בין הרובוטים ניתן למדוד בזמן אמת. CMM אופטי הוחל בהצלחה על כיול רובוטית11 ו הנתיב הדינמי מעקב12 ולכן הוא הציג כדי לספק את מדידת משוב מערכות בקרת לולאה סגורה של מערכת cmm המוצעת במחקר זה.
האיכות של המוצר בקצה המורכב תלויה במידה רבה באופן בו הנתיב המקורי של סיבים נוצר עבור afp13,14. תהליך יצירת הנתיב מבוצע בדרך כלל באמצעות תוכנת תיכנות לא מקוונת. הנתיב שנוצר מורכב מסדרה של נקודות תג על mandrel, אשר מצביעים על פוזה של ראש מיקום סיבים. בניגוד ליישומים אחרים בתכנון מסלול כגון התצהיר לצייר, ליטוש או עיבוד שבבי, כאשר סוגים שונים של נתיבי כיסוי אפשריים, הבחירה מוגבלת במקרה של AFP, מאז סיבים רציפה ולא ניתן לבצע בפתאומיות שינויים בכיוון (פינות חדות) מבלי לפגוע בו, ויש לשמור על ראש המיקום בנורמה של החלקים. הפיתוח הראשון של טכניקת הדור מסלול עבור AFP התמקדה בייצור פאנלים שטוחים גדולים5 לפני הזזת לכיוון הייצור אובייקטים של צורות 3d כגון משטחים מעוקל פתוח או קונוסים5, 14. אך לא פותחה מתודולוגיה מעשית ליצירת נתיב לא מקוון עבור חלקים עם גיאומטריות מורכבות כגון צורת Y או צורות אחרות. לפיכך, אלגוריתם תכנון נתיב אפקטיבי עבור החלקים עם משטחי מתאר מורכבים נועד להבטיח שכבה אחידה של הסיבים הבאים ללא פערים או חופף במחקר הקודם שלנו15. בהתחשב במעשיות ובאפקטיביות של אלגוריתם הנתיב היוצר, רק את 6-הרובוט הסדרתי עם ראש המיקום והשלב 1-הסיבוב הראשון כמו מחזיק מוט נחשבים מערכת היעד כדי למצוא את התכנון מסלול אופטימלי ב שטח משותף עם קריטריוני זמן מינימליים. זה יכול להיות מסובך מדי ולגזול זמן כדי ליצור את מסלול מחוץ לקו עבור כל 13 המערכת מערכת ccm בשל החישוב kinאמאם הכבד ואת השיקול של אילוצים שונים כמו בקטבים, התנגשויות, הכיוון חלקה שינוי ו שמירה על ראש המיקום בנורמה של משטח החלקים וכו '.
תכנון המסלול המוצע מחוץ לשורה יכול ליצור את הפניית הסרוו עבור 6 הרובוט הסדרתי והשלב הסיבוב בהתאמה עם התזמון המדויק. אפילו עם תכנון מסלול לא מקוון זה, זה יכול להיות בלתי אפשרי ליצור נתיב אפשרי תחת כל האילוצים עבור חלקי הגיאומטריה מסוימים. יתר על כן, שגיאות המיקום של הרובוטים עלולים לגרום לרובוטים להתנגש עם מוט או התקן אחר בסביבת העבודה. שינוי הנתיב המקוון מיושם בהתבסס על המשוב החזותי מתוך CMM האופטי. לפיכך, אלגוריתם התיקון המקוון מוצע כדי לתקן את הנתיב של הרובוט המקביל ולכוונן היסט מתאים בנתיב של הרובוט הסדרתי בו באמצעות המשוב החזותי. כאשר מזוהים ההתנגשות ואילוצים אחרים, היחס היחסי בין שני הרובוטים נשמר גם הוא ללא שינוי בזמן שהוא ממשיך בנתיב שנוצר מחוץ לקו. באמצעות תיקון הנתיב המקוון, מערכת ה-CCM יכולה להימנע מנקודות אלה בצורה חלקה ללא כל סיום. בשל הגמישות של הרובוט המקביל, ניתן ליצור הסטת תיקון 6D ביחס לאילוצים שונים. כתב יד זה מציג נוהל פעולה מפורט של מערכת ה-CCM באמצעות אלגוריתם תיקון מקוון.

<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

המיקום האוטומטי של הקלטת ואת המיקום סיבים אוטומטיים (AFP) מכונות לספק סביבת עבודה בטוחה יותר ולהפחית את עוצמת העבודה של עובדים מאשר המיקום סיבים מסורתיים הידני עושה. לפיכך, דיוק הייצור, החזרה והיעילות של הייצור המשולב משופרים באופן משמעותי. עם זאת, מערכות AFP הנוכחיות יכולות לייצר רק את הרכיבים המורכבים עם משטח פתוח גדול או חלקי מהפכה פשוטים, שאינם יכולים לעמוד בעניין הגובר במבנים קטנים או סגורים מהתעשייה.
במחקר זה, על ידי העסקת 1 מידה של חופש (השלב) הרוטציה, רובוט מקביל של 6-RSS, ו רובוט סדרתי 6-דוף, את המיומנות של מערכת AFP ניתן לשפר באופן משמעותי לייצור חלקים מורכבים מורכב. השלב הסיבוב רכוב על הרובוט המקביל מנוצל כדי להחזיק את מוט ואת הרובוט הסדרתי נושאת את ראש המיקום כדי לחקות שתי ידיים אנושיות כי יש מספיק מיומנות כדי להניח את הסיבים כדי מוט עם מתאר מורכב.
למרות שמערכת ה-CCM מגדילה את הגמישות של ייצור מורכב, היא די גוזלת זמן או אפילו בלתי אפשרית כדי ליצור את הנתיב הבלתי-מקוון האפשרי, המבטיח שכבה אחידה של הסיבים הבאים בהתחשב באילוצים כמו שינויי קצוות, התנגשויות בין ראש מיקום סיבים לבין mandrel, שינוי כיוון סיבים חלקה ושמירה על ראש מיקום סיבים לאורך הנורמה של החלק של השטח, וכו '. בנוסף, עקב שגיאת המיקום הקיימת של הרובוטים, יש צורך בתיקון הנתיב המקוון. לכן, אלגוריתם התיקון המקוון מוצע כדי לתקן את הנתיבים של רובוטים מקבילים וסדרתיים, ולשמור על הנתיב היחסי בין שני הרובוטים ללא שינוי באמצעות המשוב החזותי כאשר בעיות האילוץ או הסינגולריות ב מתרחשים תכנון נתיב לא מקוון. התוצאות הנסיוניות מציגות את מערכת ה-CCM המיועדת לקיים את התנועה הדרושה לייצור מבנה מורכב עם צורת Y.

הניסוי מטרתו להפגין את התהליך של המימוש התנועה של הנחת הסיבים על הצורה Y בצורת מערכת ה-CCM המוצעת. התהליך מבוצע בשלושה שלבים: דור הנתיב; פירוק מסלול; ואת ההסינגולריות וההימנעות מאילוץ.
דור נתיב בדרך כלל, את האוריינטציה הסטנדרטית מ...

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

מערכת ייצור שיתופית מורכבת מפותחת עבור משכב רובוטית של ציפויים מרוכבים באמצעות קלטת prepreg. המערכת המוצעת מאפשרת ייצור ציפויים מרוכבים עם רמות גבוהות של סיבוכיות גיאומטריות. הבעיות בתכנון הנתיב, התאום של הרובוטים והשליטה מטופלות בשיטה המוצעת.

מבצע של מערכת הייצור המשולב שיתופי (CCM)

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

מכונות הסיבים האוטומטיות הנוכחיות יכולות לייצר רק חלקים גדולים ופתוחים, שאינם יכולים לענות על העניין הגובר במבנים קטנים ומורכבים מהתעשייה. על ידי שימוש בשלב סיבובי, רובוט מקביל ורובוטים סדרתיים, ניתן לשפר באופן משמעותי את הקריטריון של מכונת מיקום סיבים לייצור חלקים מרוכבים מורכבים. הדגמת ההליך תהיה פנגצ'נג לי, דוקטורנט מהמעבדה שלי.התחל על-ידי טעינת קובץ הגדרת המסגרת באמצעות התוכנה של ה- CMM האופטי. לחץ על מיקום וזהה מטרות ובחר את המטרות המחוברות על המנועים של הרובוט המקביל. לחץ על קבל כדי להשתמש ביעדים אלה כהפניית המיקום של המערכת כולה, וברשימה ישויות, לחץ על מסגרת בסיס ובחר הפוך מסגרת הפניה זו למקור.כדי להגדיר את מודל המעקב של מסגרת הפלטפורמה של אפקט הקצה, בחר מודלי מעקב, לחץ על זהה מודל ובחר את היעדים הקבועים בפלטפורמת אפקט הקצה של הרובוט המקבילי. לחץ על קבל ולחץ על מודלי מעקב. בחרו 'טופס כלפי מעלה' ברשימה הנפתחת ולחצו על 'מסגרת למעלה'.לאחר מכן לחצו על 'החל' ו'קובץ', 'ייצוא' ו'מעקב' והזינו שם קובץ לשמירת מודל המעקב. להגדרת מודל המעקב של מסגרת הכלי, בחרו 'דגמי מעקב' ו'זהה' ובחרו את המטרות הקבועות במסגרת הכלי של הרובוט הטורי. לחץ על קבל ולחץ על מודלי המעקב והסרטול.לאחר מכן, בחר SerToolFrame ברשימה הנפתחת, לחץ על החל, שמור את מודל המעקב המוגדר. כדי להכין את שלב הסיבוב, טען את ממשק הבקרה המשולב מתוכנת על-ידי שפת תיכנות מונחית אירועים במחשב א', ולחץ על התחבר כדי לחבר את הבקר של שלב הסיבוב. לחץ על אפשר כדי לחבר את המנוע של שלב הסיבוב, ולחץ על בית כדי להזיז את שלב הסיבוב למיקום הבית.כדי להכין את הרובוט הסידורי, לחץ על בקר הרובוט הסדרתי ולחץ על התחבר בממשק הבקרה המשולב כדי לחבר את השרת הרובוטי. כדי להכין את ה- CMM האופטי, לחץ על בקר ה- CMM האופטי והמתן עד שמסך הבקר יופיע מוכן. לחץ על התחבר בממשק הבקרה המשולב כדי לחבר את ה- CMM האופטי באמצעות ממשק תכנות היישומים, ולייבא את הדגמים המוכללים בסעיף הראשון, הכוללים את מודל הבסיס, דגם הפלטפורמה העליונה ומודל אפקט הקצה של הרובוט הסדרתי.לחצו על 'הוסף רצף' והוסיפו את הרצף היחסי בין הדגמים לפי הצורך. לאחר מכן לחץ על התחל מעקב כדי לעקוב אחר התנוחה של הדגמים. כדי להכין את הרובוט המקביל, כוח על בקר הרובוט המקביל.טען SerialPort_Receive התוכנית ובחר מצב רגיל. טען את תוכנית השלט הרחוק של Para ובחר מצב חיצוני. לאחר מכן לחצו על 'בניה מצטברת' כדי להתחבר ליעד ולחצו על 'התחל הדמיית' של שתי התוכניות כדי לאתחל את הבקר של הרובוט המקבילי.כדי ליצור את הנתיב הלא מקוון, טען את ממשק תכנון הנתיב באמצעות תוכנת המחשוב המספרית ולחץ על ייבוא STL כדי לבחור את קובץ החלק. לחצו על 'פילוח' ו'הוסף אזור עבודה', ובחרו את האזור בחילוץ צילינדרים. התאימו את המחוון ל- 100%ולחצו על 'חילוץ צילינדרים' ו'הוסף אזור עבודה' לבחירת הענף הפותח של הנתיב.לחצו על 'צור נתיב' ובחרו 'זווית מיקום קבועה' בחלון הנפתח. לאחר מכן הגדר את זווית המיקום הרצויה ל- 90 מעלות ובחר את הנקודה האדומה. להצגת הנתיב שנוצר, בתפריט הנפתח 'בחר נתיב', בחרו בנתיב ולאחר מכן שמרו את הקובץ.כדי ליזום פירוק מסלול, הפעל את הפונקציה Methode Jacobienne בתוכנת המחשוב המספרית ופתח את קובץ הנתיב הרצוי. הזן את מספר הנתיב הרצוי. הנקודה הראשונה של המסלול תחושב.לאחר מכן בחר את תצורת העניין עבור המניפולטור כדי להגיע לתנוחה זו. עם השלמת קביעת התצורה, יוצג גרף המציג את התפתחות ערכי המפרקים, ייווצר קובץ המכיל את המסלול עבור הרובוט הסדרתי ואת שלב הסיבוב. כדי להפעיל נתיב לא מקוון ללא אלגוריתם לשינוי נתיב, הקש Select בתליון המורה ובחר את שם הקובץ המיובא.הקש Enter כדי לטעון את קובץ הנתיב והפוך את המתג של בקר הרובוט למצב אוטומטי. הפעל/בטל את מתג ההפעלה/כיבוי של תליון המורה והקש Cycle Start על הבקר של הרובוט הטורי כדי להפעיל את הנתיב. לאחר מכן לחץ על מהלך שיתופי בלוח הבקרה השיתופי.כדי להפעיל נתיב לא מקוון באמצעות אלגוריתם שינוי הנתיב, הגדר את הרובוט הסידורי להפעלת הנתיב כפי שהודגם זה בלבד ולחץ על DPM Connect בלוח הבקרה השיתופי כדי להוסיף את יכולת שינוי הנתיב המקוון עבור המערכת. לאחר מכן לחץ על מהלך שיתופי בלוח הבקרה השיתופי. כפי שהוכח, האיום שנוצר ב-90 מעלות יכול לכסות שני ענפים ללא כל הפרעה, ו ניתן למזער את החפיפות והפערים בין הקלטות.כדי לכסות את ענף C, ענפי B ו- C נחשבים לייצר את המסלול השני. רובד נוסף של 90 מעלות ייווצר לאחר מכן כדי לכסות ענפים A ו- C.Here, התהליך המתפתל של גלישה רציפה של שני ענפים של המנדרל בצורת Y עם זווית מיקום קבועה של 90 מעלות מאויר. הלסת האמצעית יכולה להתפרק למסלול של הרובוט הסדרתי ולתנועה הסיבובית של שלב הסיבוב עם זווית מיקום קבועה של 90 מעלות כפי שמודגם.בניסוי זה, נוצר נתיב תכנון לא מקוון לייצור החלק המשולב בצורת Y, שבו מתרחשת סינגולריות פרק כף היד המשותפת. תוצאות ניסיוניות אלה מראות כי השיטה המוצעת יכולה ליצור תיקון תנוחה עבור הרובוט המקביל ולהתאים את הנתיב הלא מקוון של הרובוט הסדרתי בהתבסס על משוב מכונת מדידת הקואורדינטות האופטיות. בדרך זו, המערכת יכולה לעבור בצורה חלקה את הייחודיות ולהניח את הסיבים לאורך הנתיב ללא סיום, המאשר כי מערכת CCM המוצעת יכולה לבצע בהצלחה את תהליך הייצור של מבנה צורת Y.הדבר החשוב ביותר שיש לזכור הוא להפעיל את מערכות המשנה ברצף הנכון. למערכת שיתופית זו יש פוטנציאל לייצר רכיבים מרוכבים קטנים של גיאומטריה מורכבת על ידי שיתוף פעולה של שש דרגות חופש, רובוטים סדרתיים ומקבילים, ומכונת מדידת הקואורדינטות האופטיות.

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

ייצור ותפעול של מסוע ננו-אופטי

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

סינתזה ואפיון של c-הציר הגבוה ZnO Thin Film ידי פלזמה משופרת מערכת הפקדת כימית החמקן וUV גלאי אור יישומה

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

דפוס דיגיטלי של טיטניום דו-חמצני עבור לצבוע תאים סולריים רגישים

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

בדיקה של שחרור Nanoparticle מתוך Composite המכיל nanomaterial באמצעות מערכת קאמרית

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

יישום ניסיוני של שיטת ייצור ללא הפרדות צבע חדשה: חשיפת סיבי חשופות על פני השטח Composite בשיטת שכבה רכה

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

מגנט בסיוע ייצור מורכבים: גמיש טכניקה חדשה להשגת קונסולידציה גבוהה בלחץ בתהליכים ואקום שקית/Lay-Up

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

כתוסף בייצור חומרי קרמיקה פונקציונלית מדורגת על ידי Stereolithography

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

הקמה ותפעול של מערכת מנוע מונחה אור רוטרי Nanorod זהב

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

הייצור המהיר של הפעילים הפניאומטיים והרובוטים הדקים

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

ייצור, בקרה והערכת ביצועים של רובוט רך בהשראת שממית

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