Planificación de procesos colaborativos de fuerza-posición-velocidad y predicción de rugosidad para pulido robótico

Área de la Ciencia:

• La robótica
• Ingeniería de fabricación
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los procesos de pulido de robots a menudo carecen de estabilidad y precisión, especialmente para geometrías complejas.
• La optimización de los parámetros del proceso como la presión, la velocidad y el tipo de herramienta es crucial para la eliminación efectiva del material.
• Las estrategias de control existentes luchan por mantener fuerzas de contacto y precisión consistentes durante el pulido robótico.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco de planificación colaborativa de fuerza, posición y velocidad para el pulido de robots.
• Para mejorar la estabilidad y la precisión de las operaciones de pulido de robots.
• Mejorar la rugosidad de la superficie y la eficiencia general en aplicaciones de pulido robótico.

Principales métodos:

• Desarrolló un modelo de eliminación de material basado en la teoría de Preston, incorporando presión de pulido, velocidad de la herramienta, velocidad de alimentación y tipo de papel de lija.
• Utilizó un algoritmo mejorado de optimización de escarabajo de polvo, red neuronal de propagación hacia atrás, análisis de elementos finitos y metodología de superficie de respuesta para la selección de parámetros.
• Implementó un método de interpolación adaptativa de curvatura para la generación de trayectorias en piezas de trabajo curvas y una estrategia de control de impedancia adaptativa con iteración PD y redes neuronales RBF para el control de la fuerza.

Principales resultados:

• Se ha logrado una precisión de error cuadrado medio de la raíz (RMSE) de 0,0001 μm en el modelo de predicción de rugosidad.
• Se ha demostrado una mayor estabilidad en el método de control de la fuerza propuesto.
• Reducción de la rugosidad media de la superficie en un 20,79% en comparación con los métodos de referencia.

Conclusiones:

• El marco adaptativo propuesto mejora significativamente la estabilidad y la precisión del pulido de robots.
• La integración de algoritmos avanzados y estrategias de control conduce a un acabado y una eficiencia superficiales superiores.
• Esta investigación valida la eficacia del marco desarrollado para aplicaciones de pulido de robots de alta precisión y alta eficiencia.