Name: operation of the collaborative composite manufacturing (ccm) system
Uploaded: 2019-10-01T13:00:00
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Questo progetto è stato finanziato dal Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) del Canada Industrial Research Chair in Automated Composites Manufacturing e dal Fonds de recherche du Québec – Natrue et technologies (FRQNT).

1. Definizioni dei fotogrammi del sistema CCM
NOTA: L'ottico CMM è un sensore a doppia fotocamera, in grado di tracciare l'oggetto con un set rigido di riflettori come bersagli in tempo reale. Il principio di posizionamento di questi obiettivi è che gli obiettivi sono bloccati in posizioni asimmetriche con una certa distanza tra di loro. Gli obiettivi devono essere fissati sui robot o sulla testa di posizionamento e rimanere nel campo visivo (FOV) della CMM ottica. Almeno quattro bersagli devo...

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	<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>

I risultati sperimentali mostrano il processo di produzione di 90 gradi di posizionamento dello strato del sistema CCM progettato. Le metodologie proposte in questo documento possono essere utilizzate per disporre la fibra con angoli di posizionamento dello strato di 0 e 45 gradi sul mandrel con forma Y e altre forme. Mentre il controller integrato del robot seriale è in grado di fornire la funzione di prevenzione della singolarità17,è supportato solo il movimento lineare dell'effettivo finale....

Recentemente, la crescente necessità di strutture composite ad alte prestazioni in vari settori ha fortemente guidato lo sviluppo delle tecnologie di produzione composita1,2. La produzione manuale tradizionale non è in grado di soddisfare l'elevata efficienza, accuratezza e requisiti di qualità dell'industria emergente. Questo aspetto ha incoraggiato lo sviluppo di nuove tecnologie di produzione come i sistemi AFP. La tecnologia AFP automatizza la produzione di strutture di materiali compositi utilizzando prepreg, che sono presenti sotto forma di strisce composte da nastri in fibra impregnata (vetro, carbonio, ecc.) di resina semipolimerizzata. Nel sistema AFP, una testa di deposizione con la capacità di riscaldare e compattare i prepreg di resina è montata su una macchina per il posizionamento della fibra o su un robot industriale. La macchina per il posizionamento della fibra o il robot che trasporta la testa di deposizione depone i prepreg che attraversano la superficie dei mandrel utensili. Nel processo di fabbricazione, il mandrel utensile viene utilizzato come stampo da ferire intorno ai prepreg per formare una certa struttura di parte composita. Il mandrel verrà rimosso dopo la cura della parte. Gli attuali sistemi AFP possono migliorare significativamente l'efficienza e la qualità della produzione di materiali compositi3,4,5. Tuttavia, sono limitati alla produzione delle superfici aperte che presentano una superficie piatta o sagomata, o semplici parti di rivoluzione come cilindri o coni a causa dell'insufficiente DoF del sistema e delle difficoltà nella generazione di traiettorie. In particolare, l'industria aerospaziale e le industrie di produzione delle attrezzature sportive sono ora interessate a questa tecnica per la produzione di strutture con geometrie più complesse, come tubi "Y" o le strutture che formano a circuito chiuso come telai per biciclette.
Per poter produrre le strutture con geometrie complesse, occorre migliorare la flessibilità del sistema AFP. Ad esempio, un sistema 8 DoF AFP è stato proposto6 aggiungendo una traccia lineare a un robot industriale DoF 6 e una fase di rotazione alla piattaforma di tenuta mandrel. Tuttavia, il sistema non è ancora adatto per la produzione delle parti di cui sopra con geometrie complesse. Il sistema robotico collaborativo composto da due robot è una soluzione promettente per aumentare la destrezza impiegando un robot per tenere la testa di posizionamento della fibra alla fine dell'effettore e un altro robot per tenere il mandrel. Il sistema collaborativo a due seriali-robot potrebbe non risolvere il problema del posizionamento della fibra, dal momento che i robot seriali tendono a deformarsi e perdere la precisione a causa della sua struttura a sbalzo, considerando il peso del mandrel e la forza di compattazione7. Rispetto ai robot seriali, 6 robot paralleli DoF, che sono stati utilizzati nel simulatore di volo e negli strumenti medici, godono di una migliore rigidità e precisione8. Pertanto, un sistema robot collaborativo parallelo-seriale, in aggiunta a un palco rotazionale montato sulla piattaforma del robot parallelo, è costruito per la gestione delle strutture complesse che producono in questo documento.
Tuttavia, il sistema robotico collaborativo costruito offre difficoltà nella progettazione del controller per ogni robot per soddisfare il requisito di alta precisione del posizionamento della fibra. La misurazione accurata della posizione dell'effettore finale potrebbe essere ottenuta utilizzando il sistema di tracciamento laser, comunemente utilizzato per guidare il robot industriale in varie applicazioni di perforazione aerospaziale9,10. Anche se il sistema di tracciamento laser può fornire un'elevata misurazione accurata della posizione, i principali inconvenienti riguardano il costo del sistema e il problema dell'occlusione. Il sistema di tracciamento laser è costoso, ad esempio, un laser tracker commerciale e i suoi accessori costano fino a 90.000 dollari, e il raggio laser è facilmente occluso durante il movimento dei robot. Un'altra soluzione promettente è il sistema di misurazione della visione, che può fornire la misurazione della posa 6D dell'effetto recisivo finale con una notevole precisione a basso costo. La posa è indicata come la combinazione della posizione 3D e dell'orientamento 3D dell'effetto finale rispetto al telaio di base del robot. Il CMM ottico (vedi Tabella dei materiali)è un sensore visivo basato su doppia fotocamera. Osservando diversi obiettivi riflettori attaccati agli effetti finali dei due robot, le pose relative tra i robot possono essere misurate in tempo reale. La CMM ottica è stata applicata con successo alla calibrazione robotica11 e al tracciamento dinamico del percorso12 e quindi viene introdotta per fornire la misurazione del feedback ai sistemi di controllo a circuito chiuso del sistema CCM proposto in questo studio.
La qualità del prodotto composito finale dipende in gran parte da come viene generato il percorso in fibra originale per l'AFP13,14. Il processo di generazione del percorso viene normalmente eseguito utilizzando software di programmazione off-line. Il percorso generato è costituito da una serie di tag point sul mandrel, che indicano la posa della testa di posizionamento della fibra. A differenza di altre applicazioni di pianificazione della traiettoria come la deposizione della vernice, la lucidatura o la lavorazione, dove sono possibili diversi tipi di percorsi di copertura, la scelta è limitata nel caso di AFP, poiché la fibra è continua e non è possibile eseguire cambiamenti di direzione (angoli taglienti) senza danneggiarlo e la testa di posizionamento deve essere mantenuta nella norma della superficie delle parti. Il primo sviluppo della tecnica di generazione della traiettoria per AFP si è concentrato sulla produzione di grandi pannelli piatti5 prima di spostarsi verso la produzione gli oggetti di forme 3D come superfici curve aperte o coni5, 14.Ma non è stata sviluppata alcuna metodologia pratica per generare percorsi off-line per le parti con geometrie complesse come la forma A o le altre forme. Pertanto, un algoritmo di pianificazione del percorso efficace per le parti con superfici a contorno complesso è progettato per garantire una posa uniforme delle fibre successive senza spazi o sovrapposizioni nella nostra precedente ricerca15. Considerando la praticità e l'efficacia dell'algoritmo di generazione del percorso, solo il robot seriale 6-DoF con la testa di posizionamento e la fase di rotazione 1-DoF in quanto il supporto mandrel è considerato come il sistema target per trovare la pianificazione ottimale della traiettoria spazio comune con criteri di tempo minimi. Potrebbe essere troppo complicato e dispendioso in termini di tempo generare la traiettoria off-line per l'intero sistema CcM DoF 13 a causa del pesante calcolo della cinematica e della considerazione di vari vincoli come singolarità, collisioni, cambio di direzione uniforme e mantenendo la testa di posizionamento nella norma della superficie delle parti, ecc.
La proposta di pianificazione della traiettoria off-line può generare il servo riferimento per il robot seriale 6 DoF e la fase di rotazione rispettivamente con tempi esatti. Anche con questa pianificazione della traiettoria off-line, potrebbe essere impossibile generare un percorso fattibile sotto tutti i vincoli per alcune parti geometriche. Inoltre, gli errori di posizionamento dei robot possono far sì che i robot collidano con il mandrel o un altro dispositivo nell'ambiente di lavoro. La modifica del percorso on-line viene implementata in base al feedback visivo della CMM ottica. Pertanto si propone l'algoritmo di correzione della posa on-line per correggere il percorso del robot parallelo e per sintonizzare contemporaneamente un offset corrispondente sul percorso del robot seriale attraverso il feedback visivo. Quando la collisione e altri vincoli vengono rilevati, anche la posa relativa tra i due robot viene mantenuta invariata mentre segue il percorso generato off-line. Attraverso la correzione del percorso on-line, il sistema CCM può evitare questi punti senza alcuna terminazione. Grazie alla flessibilità del robot parallelo, gli offset di correzione 6D possono essere generati rispetto ai diversi vincoli. Questo manoscritto presenta una procedura operativa dettagliata del sistema CCM utilizzando l'algoritmo di correzione della posa on-line.

<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

Il posizionamento automatico del nastro e le macchine per il posizionamento automatico della fibra (AFP) forniscono un ambiente di lavoro più sicuro e riducono l'intensità di manodopera dei lavoratori rispetto al tradizionale posizionamento manuale in fibra. Pertanto, l'accuratezza della produzione, la ripetibilità e l'efficienza della produzione composita sono notevolmente migliorate. Tuttavia, gli attuali sistemi AFP possono produrre solo i componenti compositi con grandi superfici aperte o semplici parti di rivoluzione, che non possono soddisfare il crescente interesse per piccole strutture complesse o chiuse dell'industria.
In questa ricerca, impiegando uno stadio di rotazione di 1 grado di libertà (DoF), un robot parallelo 6-RSS e un robot seriale a 6 DoF, la destrezza del sistema AFP può essere notevolmente migliorata per la produzione di parti composite complesse. Il palco rotazionale montato sul robot parallelo viene utilizzato per tenere il mandrel e il robot seriale porta la testa di posizionamento per imitare due mani umane che hanno abbastanza destrezza per posare la fibra al mandrino con contorno complesso.
Anche se il sistema CCM aumenta la flessibilità della produzione di composito, è piuttosto dispendioso in termini di tempo o addirittura impossibile generare il percorso off-line fattibile, che garantisce una posa uniforme delle fibre successive considerando i vincoli come singolarità, collisioni tra la testa di posizionamento della fibra e mandrel, liscia fibra direzione cambiare e mantenere la testa di posizionamento fibra lungo la norma della superficie della parte, ecc. Inoltre, a causa dell'errore di posizionamento esistente dei robot, è necessaria la correzione del percorso on-line. Pertanto, si propone l'algoritmo di correzione della posa on-line per correggere i percorsi dei robot paralleli e seriali e per mantenere invariato il percorso relativo tra i due robot attraverso il feedback visivo quando il vincolo o i problemi di singolarità si verifica la pianificazione del percorso off-line. I risultati sperimentali dimostrano che il sistema CCM progettato è in grado di soddisfare il movimento necessario per la produzione di una struttura composita con forma Y.

L'esperimento mira a dimostrare il processo di realizzazione del movimento di posa della fibra sul mandrel a forma di Y del sistema CCM proposto. Il processo viene eseguito in tre fasi: generazione del percorso; decomposizione della traiettoria; e singolarità ed elusione dei vincoli.
Generazione del percorso Normalmente, l'orientamento standard viene utilizzato nell'industria per definire i diversi strati de...

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Operation of the Collaborative Composite Manufacturing CCM System

Un sistema di produzione di composito collaborativo è sviluppato per la deposizione robotica di laminati compositi utilizzando il nastro prepreg. Il sistema proposto permette la produzione di laminati compositi con alti livelli di complessità geometrica. Le questioni relative alla pianificazione del percorso, al coordinamento dei robot e al controllo sono affrontate nel metodo proposto.

Funzionamento del sistema di produzione composita collaborativa (CCM)

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

Le attuali macchine automatizzate in fibra possono produrre solo parti grandi e a superficie aperta, che non possono soddisfare il crescente interesse per piccole strutture complesse dell'industria. Utilizzando uno stadio rotazionale, un robot parallelo e robot seriali, la destrezza di una macchina per il posizionamento delle fibre può essere significativamente migliorata per la produzione di parti composite complesse. A dimostrare la procedura sarà Pengcheng Li, dottorando del mio laboratorio.Iniziare caricando il file di definizione del frame attraverso il software della CMM ottica. Fate clic su Posizionamento (Positioning) e Rileva bersagli (Detect targets) e selezionate le destinazioni collegate ai motori del robot parallelo. Fate clic su Accetta (Accept) per utilizzare tali destinazioni come riferimento di posizionamento dell'intero sistema e, nell'elenco Entità (Entities), fate clic su Fotogramma base (Base Frame) e selezionate Rendi questo frame di riferimento l'origine.Per definire il modello di tracciamento del frame della piattaforma dell'effettore finale, selezionate Modelli di tracciamento, fate clic su Rileva modello (Detect model) e selezionate le destinazioni fissate sulla piattaforma dell'effettore finale del robot parallelo. Fare clic su Accetta e quindi su Modelli di rilevamento. Selezionate UpPlatform nell'elenco a discesa e fate clic su Fotogramma su (Up Frame).Quindi fate clic su Applica (Apply) e File, Esporta (Export) e Traccia modello (Tracking model) e immettete un nome di file per salvare il modello di rilevamento. Per definire il modello di tracciamento del fotogramma utensile, selezionate Modelli di tracciamento (Tracking models) e Rileva modello (Detect model) e selezionate le destinazioni fissate sul telaio utensile del robot seriale. Fate clic su Accetta (Accept) e selezionate Modelli traccia (Tracking models) e SerTool.Quindi, selezionate SerToolFrame nell'elenco a discesa, fate clic su Applica (Apply), salvate il modello di rilevamento definito. Per preparare la fase di rotazione, caricare l'interfaccia di controllo integrata programmata dal linguaggio di programmazione basato su eventi sul computer A e fare clic su Connetti per collegare il controller della fase di rotazione. Fare clic su Abilita per collegare il motore dello stage rotazionale e quindi su Home per spostare lo stage rotazionale nella posizione iniziale.Per preparare il robot seriale, alimentare il controller del robot seriale e fare clic su Connetti sull'interfaccia di controllo integrata per collegare il server robot. Per preparare la CMM ottica, alimentare il controller CMM ottico e attendere che lo schermo del controller mostri Pronto. Fare clic su Connetti sull'interfaccia di controllo integrata per collegare la CMM ottica tramite l'interfaccia di programmazione dell'applicazione e importare i modelli integrati nella prima sezione, che includono il modello di base, il modello della piattaforma superiore e il modello dell'effettore finale del robot seriale.Fate clic su Aggiungi sequenza (Add Sequence) e aggiungete la sequenza relativa tra i modelli in base alle esigenze. Quindi fare clic su Avvia tracciamento per tenere traccia della posa dei modelli. Per preparare il robot parallelo, alimentare il controller del robot parallelo.Caricare il SerialPort_Receive e selezionare Modalità normale. Caricare il programma Para Remote Control e selezionare Modalità esterna. Quindi fare clic su Compilazione incrementale per connettersi alla destinazione e quindi su Avvia simulazione dei due programmi per inizializzare il controller del robot parallelo.Per generare il percorso offline, caricare l'interfaccia di pianificazione del percorso tramite il software di calcolo numerico e fare clic su Importa STL per selezionare il file di parte. Fate clic su Segmentazione (Segmentation) e Aggiungi area di lavoro (Add Work Region) e selezionate l'area nell'estrazione dei cilindri. Regolare il dispositivo di scorrimento al 100% e fare clic su Estrai cilindri e Aggiungi area di lavoro per selezionare il ramo iniziale del tracciato.Fate clic su Genera percorso (Generate Path) e selezionate Angolo posizionamento costante (Constant Placement Angle) nella finestra popup. Quindi impostare l'angolo di posizionamento desiderato su 90 gradi e selezionare il punto rosso. Per visualizzare il percorso generato, nel menu a discesa Seleziona percorso selezionare il percorso, quindi salvare il file.Per avviare una scomposizione della traiettoria, eseguire la funzione Methode Jacobienne nel software di calcolo numerico e aprire il file di percorso desiderato. Immettere il numero di percorso desiderato. Verrà calcolato il primo punto della traiettoria.Quindi selezionare la configurazione di interesse per il manipolatore per raggiungere questa posa. Al termine della configurazione, verrà visualizzato un grafico che mostra l'evoluzione dei valori del giunto e verrà generato un file contenente la traiettoria per il robot seriale e lo stadio di rotazione. Per eseguire un percorso offline senza un algoritmo di modifica del percorso, premere Seleziona nel ciondolo teach e selezionare il nome del file importato.Premere INVIO per caricare il file di percorso e passare alla modalità automatica del controller del robot. Attivare/disattivare l'interruttore teach pendant On/Off e premere Cycle Start sul controller del robot seriale per eseguire il percorso. Quindi fare clic su Movimento cooperativo nel pannello di controllo cooperativo.Per eseguire un percorso offline con l'algoritmo di modifica del percorso, impostare il robot seriale per eseguire il percorso come appena illustrato e fare clic su DPM Connect nel pannello di controllo cooperativo per aggiungere la capacità di modifica del percorso online per il sistema. Quindi fare clic su Movimento cooperativo nel pannello di controllo cooperativo. Come dimostrato, lo ply a 90 gradi generato può coprire due rami senza alcuna interruzione e le sovrapposizioni e gli spazi tra i nastri possono essere ridotti al minimo.Per coprire il ramo C, si ritiene che i rami B e C generino la seconda traiettoria. Un altro ply a 90 gradi verrà quindi generato per coprire i rami A e C.Qui, viene illustrato il processo di decomposizione di avvolgere continuamente due rami del mandrino a forma di Y con un angolo di posizionamento costante di 90 gradi. Il mandrino può essere scomposto in base alla traiettoria del robot seriale e al movimento rotativo dello stadio rotazionale con un angolo di posizionamento costante di 90 gradi come illustrato.In questo esperimento è stato generato un percorso di pianificazione offline per la produzione della parte composita a forma di Y, in cui si verifica la singolarità del polso articolare. Questi risultati sperimentali dimostrano che il metodo proposto può creare una correzione di posa per il robot parallelo e regolare il percorso offline del robot seriale in base al feedback della macchina di misurazione delle coordinate ottiche. In questo modo, il sistema può passare senza intoppi la singolarità e posare la fibra lungo il percorso senza terminazione, confermando che il sistema CCM proposto può realizzare con successo il processo di produzione della struttura a forma di Y.La cosa più importante da ricordare è operare i sottosistemi nella sequenza corretta. Questo sistema collaborativo ha il potenziale per produrre piccoli componenti compositi di geometria complessa cooperando con sei gradi di libertà, robot seriali e paralleli e la macchina di misurazione delle coordinate ottiche.

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