Optimización de la colocación orientada a la rigidez de robots de mecanizado para sistemas de fabricación flexible de componentes grandes
Autores: Xue, Yuan; Sun, Zezhong; Liu, Shiwei; Gao, Dong; Xu, Zefan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización de la colocación orientada a la rigidez de robots de mecanizado para sistemas de fabricación flexible de componentes grandes
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Componente grande
Sistema de fabricación flexible
Robots industriales
Aplicaciones de mecanizado
Rigidez
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Un sistema de fabricación flexible de grandes componentes proporciona más escenarios de aplicación para robots industriales y, a su vez, estos robots exhiben ventajas competitivas en aplicaciones de mecanizado. Sin embargo, la característica estructural de baja rigidez es el principal obstáculo para el robot industrial. Con el objetivo de obtener suficiente rigidez en todo el proceso de mecanizado, este documento se centra en la optimización de la colocación del robot en la fabricación flexible de grandes componentes. El centro geométrico de la característica mecanizada se selecciona como, en primer lugar, el punto base, y se obtiene el espacio de colocación alcanzable del robot base al establecer el modelo cinemático considerando una variedad de restricciones de movimiento. Luego, de acuerdo con la alcanzabilidad del contorno de la característica de mecanizado, se extrae aún más el espacio de colocación global que cumple con todos los límites de mecanizado. Se establece la relación de mapeo entre la fuerza de las juntas y la postura, y se selecciona la colocación del robot más adecuada basada en el criterio de optimización de rigidez global. Una serie de simulaciones numéricas y de elementos finitos verifican la corrección y efectividad de la estrategia de optimización propuesta. El algoritmo de planificación de colocación orientado a la rigidez desarrollado puede proporcionar referencias beneficiosas para aplicaciones de mecanizado robótico.
Descripción
Un sistema de fabricación flexible de grandes componentes proporciona más escenarios de aplicación para robots industriales y, a su vez, estos robots exhiben ventajas competitivas en aplicaciones de mecanizado. Sin embargo, la característica estructural de baja rigidez es el principal obstáculo para el robot industrial. Con el objetivo de obtener suficiente rigidez en todo el proceso de mecanizado, este documento se centra en la optimización de la colocación del robot en la fabricación flexible de grandes componentes. El centro geométrico de la característica mecanizada se selecciona como, en primer lugar, el punto base, y se obtiene el espacio de colocación alcanzable del robot base al establecer el modelo cinemático considerando una variedad de restricciones de movimiento. Luego, de acuerdo con la alcanzabilidad del contorno de la característica de mecanizado, se extrae aún más el espacio de colocación global que cumple con todos los límites de mecanizado. Se establece la relación de mapeo entre la fuerza de las juntas y la postura, y se selecciona la colocación del robot más adecuada basada en el criterio de optimización de rigidez global. Una serie de simulaciones numéricas y de elementos finitos verifican la corrección y efectividad de la estrategia de optimización propuesta. El algoritmo de planificación de colocación orientado a la rigidez desarrollado puede proporcionar referencias beneficiosas para aplicaciones de mecanizado robótico.