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Desarrollo de un actuador controlado por fuerza neumática para el pulido automático de piezas complejas de plexiglás curvadas

Autores: Zhang, Xinyu; Sun, Yuwen

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Desarrollo de un actuador controlado por fuerza neumática para el pulido automático de piezas complejas de plexiglás curvadas


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Materiales de plexiglás sensibles a la temperatura
Actuador controlado por fuerza
Proceso de pulido robótico
Modelo matemático
Control PID difuso

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Debido a la característica sensible a la temperatura de los materiales de plexiglás, es necesario mantener una fuerza de contacto constante y pequeña para evitar daños por quemaduras en la superficie al pulir piezas de plexiglás con curvas complejas. Para abordar este problema, en este documento se desarrolló un actuador controlado por fuerza neumática para mantener constante la fuerza de contacto normal entre la herramienta de pulido y la pieza de trabajo durante el proceso de pulido robótico. El actuador controlado por fuerza está configurado con un cilindro de doble efecto como elemento de accionamiento, y se utilizan dos válvulas proporcionales eléctricas para controlar la fuerza de salida ajustando la diferencia de presión entre las dos cámaras de aire del cilindro. En este caso, se puede lograr exactamente una pequeña fuerza de contacto, y el cilindro siempre puede trabajar dentro del rango de presión óptimo. Con el fin de juzgar la estabilidad del sistema y reducir el tiempo de puesta en marcha del actuador controlado por fuerza, se establece un modelo matemático del actuador controlado por fuerza. Mientras tanto, para eliminar la influencia de la gravedad de la herramienta de pulido en el control de la fuerza de contacto, también se proporciona un algoritmo de compensación de gravedad según el método de cálculo del ángulo de rollo-inclinación-giro (RPY). Dado que hay algunos factores no lineales en el funcionamiento del actuador controlado por fuerza, se adopta una estrategia de control proporcional-integral-derivativa (PID) difusa sin errores en estado estacionario. Finalmente, se llevó a cabo el experimento de pulido de una pieza de plexiglás con curvas complejas utilizando el sistema automático de pulido robótico. Los resultados experimentales muestran que el efecto de control de la fuerza de contacto del actuador controlado por fuerza cumple con los requisitos de procesamiento, y la pieza de plexiglás curvada tiene buena calidad de superficie y rendimiento óptico después del pulido.

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