Estrategia Avanzada de Control por Modo Deslizante para Impresión de Concreto 3D de Alto Rendimiento
Autores: Trung Hieu, Nguyen Tran; Minh Trieu, Nguyen; Tri Dung, Dang; Truong Thinh, Nguyen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estrategia Avanzada de Control por Modo Deslizante para Impresión de Concreto 3D de Alto Rendimiento
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Automatización industrial
Palabras clave
Concreto
Robots de impresión
Industria de la construcción
Impresión 3D
Tecnología avanzada
Métodos de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Los robots de impresión de concreto se han convertido en una tecnología avanzada en la industria de la construcción que permite la creación de estructuras complejas, al tiempo que ahorra materiales y reduce el tiempo de construcción en comparación con los métodos tradicionales. Con la estructura de un robot de impresión 3D de concreto que utiliza un extrusor de concreto con un tornillo, este mecanismo proporciona un flujo estable de concreto y menos fluctuaciones de presión. Sin embargo, el uso de un extrusor de gran masa cambia la inercia de la unión y el coeficiente de masa del brazo cuando la masa cambia, lo que lleva a un error de posición. Con las altas demandas de precisión y estabilidad en la operación de los robots de impresión 3D de concreto, los métodos de control avanzados se han vuelto esenciales para garantizar el seguimiento de trayectorias y la robustez en entornos complejos del mundo real. Este estudio proporciona un controlador de modo deslizante con un error y se introducen integrales y derivadas en la superficie deslizante para mejorar la estabilidad del robot sin oscilaciones. El controlador exhibe tiempos de convergencia rápidos y pequeños errores de seguimiento de trayectoria, de menos de 0.1 mm. Los resultados de simulación muestran que este controlador es adecuado para aplicaciones de impresión 3D de concreto, y el controlador exhibe respuestas rápidas y buenas a la masa del extrusor que cambia continuamente. Esto permite que el robot siga la trayectoria esperada con alta precisión.
Descripción
Los robots de impresión de concreto se han convertido en una tecnología avanzada en la industria de la construcción que permite la creación de estructuras complejas, al tiempo que ahorra materiales y reduce el tiempo de construcción en comparación con los métodos tradicionales. Con la estructura de un robot de impresión 3D de concreto que utiliza un extrusor de concreto con un tornillo, este mecanismo proporciona un flujo estable de concreto y menos fluctuaciones de presión. Sin embargo, el uso de un extrusor de gran masa cambia la inercia de la unión y el coeficiente de masa del brazo cuando la masa cambia, lo que lleva a un error de posición. Con las altas demandas de precisión y estabilidad en la operación de los robots de impresión 3D de concreto, los métodos de control avanzados se han vuelto esenciales para garantizar el seguimiento de trayectorias y la robustez en entornos complejos del mundo real. Este estudio proporciona un controlador de modo deslizante con un error y se introducen integrales y derivadas en la superficie deslizante para mejorar la estabilidad del robot sin oscilaciones. El controlador exhibe tiempos de convergencia rápidos y pequeños errores de seguimiento de trayectoria, de menos de 0.1 mm. Los resultados de simulación muestran que este controlador es adecuado para aplicaciones de impresión 3D de concreto, y el controlador exhibe respuestas rápidas y buenas a la masa del extrusor que cambia continuamente. Esto permite que el robot siga la trayectoria esperada con alta precisión.