Алгоритмы и программы автоматического базирования на роботизированном технологическом комплексе фрезерной обработки
Автор: Пикалов Яков Юрьевич, Сарамуд Михаил Владимирович, Штабель Николай Владимирович, Ткачев Степан Борисович
Рубрика: Управление сложными системами
Статья в выпуске: 1, 2024 года.
Бесплатный доступ
Представлено решение проблемы быстрой настройки рабочей системы координат роботизированного комплекса механической обработки в условиях динамично изменяющейся номенклатуры обрабатываемых изделий. Описывается система уравнений, алгоритм вычисления положения и ориентации рабочей системы координат детали относительно исходной системы координат робота, а также их реализация в виде программы автоматического базирования для двух технологических оснасток. Программа написана на языке Kuka Robot Language для робота KUKA KR90 R3100 с датчиком касания Renishaw OMP-40 и включает этапы диалогового выбора технологической оснастки и номера измеряемой базы, а также соответствующее им автоматическое измерение точек базовых поверхностей, вычисления значений линейных и угловых параметров положения рабочей системы координат и запись полученных значений в соответствующие переменные системы управления роботом. Кроме того, описываются подходы по настройке постпроцессоров для подготовки управляющих программ базирования c использованием CAM-сред. Предложенные решения в виде управляющих программ и настроенного постпроцессора успешно используются на производстве при обработке углепластиковых изделий.
Промышленная робототехника, фрезерование, система управления роботом, автоматическое базирование, управляющая программа
Короткий адрес: https://sciup.org/148328280
IDR: 148328280 | УДК: 681.51 | DOI: 10.18137/RNU.V9187.24.01.P.48
Algorithms and programs for automatic basing on a robotic milling processing complex
The article presents a solution to the problem of quickly setting up the working coordinate system of a robotic machining complex in a dynamically changing range of machined products. The system of equations, the algorithm for calculating the position and orientation of the working coordinate system of the part relative to the initial coordinate system of the robot, as well as their implementation in the form of an automatic locating program for two technological equipment are described. The program is written in the Kuka Robot Language for the KUKA KR90 R3100 robot with a Renishaw OMP-40 touch sensor and includes the steps for the dialog selection of technological equipment and the number of the measured base, as well as the corresponding automatic measurement of points of base surfaces, calculation of the values of linear and angular position parameters working coordinate system and recording the obtained values into the corresponding variables of the robot control system. In addition, approaches to setting up postprocessors for preparing control programs based on the use of CAM environments are described. The proposed solutions in the form of control programs and a customized postprocessor are successfully used in production when processing carbon fiber products.
Список литературы Алгоритмы и программы автоматического базирования на роботизированном технологическом комплексе фрезерной обработки
- Schleth G., Kuss A., Kraus W. (2018) Workpiece localization methods for robotic welding – A review. In: ISR 2018; 50th International Symposium on Robotics, Munich, Germany, 20–21 June 2018. Pp. 1–6. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8470567 (accessed 17.01.2024).
- Qin H., Li Y., Xiong X. (2019) Workpiece pose optimization for milling with flexible joint robots to improve quasi-static performance. Applied Sciences. No. 9. Article ID 1044. DOI: https://doi.org/10.3390/app9061044
- Du Y., Liang Z., Chen S., Huang H., Zheng H., Gao Z., Zhou T., Liu Z., Wang X. (2023) Dynamic modeling and stability prediction of robot milling considering the influence of force-induced deformation on regenerative effect and process damping. Metals. Vol. 13. No. 5. Article ID 974. DOI: https://doi.org/10.3390/met13050974
- Caro S., Dumas C., Garnier S., Furet B. (2013) Workpiece placement optimization for machining operations with a KUKA KR270-2 robot. In: 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Karlsruhe, Germany, 06–10 May 2013. Pp. 2921–2926. DOI: https://doi.org/10.1109/ICRA .2013.6630982
- Qin H., Li Y., Xiong X. (2019) Workpiece pose optimization for milling with flexible joint robots to improve quasi-static performance. Applied Sciences. No. 9. Article ID 1044. DOI: https://doi.org/10.3390/app9061044
- Balci B., Donovan J., Roberts J., Corke P. (2023) Optimal workpiece placement based on robot reach, manipulability and joint torques. In: 2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), London, United Kingdom, 29 May – 02 June 2023. Pp. 12302–12308. DOI: https://doi.org/10.1109/ICRA 48891.2023.10161031
- Liao Z.-Y., Wang Q.-H., Xie H.-L., Li J.-R., Zhou X.-F., Pan T.-H. (2022) Optimization of robot posture and workpiece setup in robotic milling with stiffness threshold. In: IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. Vol. 27. No. 1. Pp. 582–593. DOI: https://doi.org/10.1109/TMECH .2021.3068599
- Liao Z., Li J.-R., Xie H.-L., Wang Q.-H., Zhou X. (2020) Region-based toolpath generation for robotic milling of freeform surfaces with stiffness optimization. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. Vol. 64. Article ID 101953. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rcim.2020.101953
- Lin Y., Zhao H., Ding H. (2017) Posture optimization methodology of 6R industrial robots for machining using performance evaluation indexes. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. Vol. 48. Pp. 59–72. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rcim.2017.02.002
- Gotlih J., Brezocnik M., Karner T. (2021) Stiffness-based cell setup optimization for robotic deburring with a rotary table. Applied Sciences. Vol. 11. Article ID 8213. DOI: https://doi.org/10.3390/app11178213
- Xiong G., Ding Y., Zhu L. (2019) Stiffness-based pose optimization of an industrial robot for fiveaxis milling. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. Vol. 55. Pp. 19–28. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rcim.2018.07.001
- Zargarbashi S.H.H., Khan W., Angeles J. (2012) Posture optimization in robot assisted machining operations. Mechanism and Machine Theory. Vol. 51. Pp. 74–86 22https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2011.11.017
- Xue Y., Sun Z., Liu S., Gao D., Xu Z. (2022) Stiffness-oriented placement optimization of machining robots for large component flexible manufacturing system. Machines. Vol. 10. No. 5. Article ID 389. DOI: https://doi.org/10.3390/machines10050389
- Qu X., Wan M., Shen C.-J., Zhang W.-H. (2023) Profile error-oriented optimization of the feed direction and posture of the end-effector in robotic free-form milling. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. Vol. 83. Article ID 102580. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rcim.2023.102580
