Método de Calibración Cinemática para Robots Híbridos de Pintura por Aerosol de 7 Grados de Libertad de Gran Tamaño
Autores: Wang, Yutian; Li, Mengyu; Wang, Junjian; Zhao, Qinzhi; Wu, Jun; Wang, Jinsong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Método de Calibración Cinemática para Robots Híbridos de Pintura por Aerosol de 7 Grados de Libertad de Gran Tamaño
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Robots
Pintura en spray
Calibración
Deformación gravitacional
Modelado de errores
Cinemática
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Los robots híbridos de pintura en spray de siete grados de libertad (7-DoF) de gran tamaño combinan un amplio espacio de trabajo y alta flexibilidad, lo que los hace atractivos para la pintura en spray de superficies de aeronaves y cohetes. Sin embargo, su calibración cinemática se ve obstaculizada por la deformación gravitacional, un problema que se aborda en este estudio mediante la introducción de un método de modelado de error de acoplamiento rígido-flexible. Este último combina el método de elementos finitos (FEM) y el método de matriz de rigidez para evaluar la deformación gravitacional espacial de un robot híbrido, que luego se introduce en un modelo de error geométrico para establecer el modelo de identificación de error de acoplamiento rígido-flexible. Dado que hay muchos parámetros redundantes en el modelo de identificación para robots de 7-DoF, estos parámetros se clasifican y simplifican utilizando el método de regularización de mínimos cuadrados no lineales para la identificación de parámetros. Combinando la solución inversa de los robots de pintura en spray de 7-DoF con las características dinámicas consideradas, se propone un método de compensación de errores para los robots de 7-DoF. Los resultados de las pruebas de calibración cinemática indican fuertemente que los errores de posición se reducen significativamente con la compensación de gravedad tenida en cuenta, y la velocidad de convergencia de errores aumenta, demostrando que el método de calibración cinemática es factible y puede mejorar efectivamente la precisión de los robots de pintura en spray. Los errores medios en las direcciones X e Y se reducen en un 20 y un 17%, respectivamente, en comparación con el método convencional. El método propuesto es fundamental para la calibración cinemática precisa de robots híbridos de gran tamaño de 7-DoF.
Descripción
Los robots híbridos de pintura en spray de siete grados de libertad (7-DoF) de gran tamaño combinan un amplio espacio de trabajo y alta flexibilidad, lo que los hace atractivos para la pintura en spray de superficies de aeronaves y cohetes. Sin embargo, su calibración cinemática se ve obstaculizada por la deformación gravitacional, un problema que se aborda en este estudio mediante la introducción de un método de modelado de error de acoplamiento rígido-flexible. Este último combina el método de elementos finitos (FEM) y el método de matriz de rigidez para evaluar la deformación gravitacional espacial de un robot híbrido, que luego se introduce en un modelo de error geométrico para establecer el modelo de identificación de error de acoplamiento rígido-flexible. Dado que hay muchos parámetros redundantes en el modelo de identificación para robots de 7-DoF, estos parámetros se clasifican y simplifican utilizando el método de regularización de mínimos cuadrados no lineales para la identificación de parámetros. Combinando la solución inversa de los robots de pintura en spray de 7-DoF con las características dinámicas consideradas, se propone un método de compensación de errores para los robots de 7-DoF. Los resultados de las pruebas de calibración cinemática indican fuertemente que los errores de posición se reducen significativamente con la compensación de gravedad tenida en cuenta, y la velocidad de convergencia de errores aumenta, demostrando que el método de calibración cinemática es factible y puede mejorar efectivamente la precisión de los robots de pintura en spray. Los errores medios en las direcciones X e Y se reducen en un 20 y un 17%, respectivamente, en comparación con el método convencional. El método propuesto es fundamental para la calibración cinemática precisa de robots híbridos de gran tamaño de 7-DoF.