Problematika generování offline trajektorií průmyslových robotů při výrobě kompozitních konstrukcí
Loading...
Date
2024
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Tato habilitační práce se zabývá problematikou výroby kompozitních
dílů a konstrukcí s využitím standardních průmyslových robotů.
Zaměřuje se zejména na vybrané problémy, související s tímto
tématem, na jejichž řešení se autor podílel, přičemž první kapitola
této práce přináší základní obecný přehled o aktuálním stavu využití
robotů při aditivní výrobě.
Druhá část práce je věnována problematice výroby velkých uzavřených
kompozitních rámů pomocí technologie robotického ovíjení.
Zejména zde lze najít popis algoritmů pro offline výpočty trajektorie
pro různé konfigurace nástroje a výrobku. Tato část obsahuje
i výsledky několika konkrétních praktických úloh, řešených v rámci
národních i mezinárodních výzkumných projektů.
Třetí část práce je věnována technologii robotického pokládání UD
pásek, která umožňuje cílené zlepšování mechanických vlastností
(např. u konstrukcí vyrobených 3D tiskem) pomocí dodatečné aplikace
dlouhých vláken na povrch výrobku. Je zde diskutováno použití
optimalizačních metod pro umístění vláken a možnosti offline
výpočtu trajektorií robota na základě výsledků pevnostních simulací.
Poslední část práce se pak zaměřuje na problematiku přesnosti polohování
průmyslových robotů a to zejména ve spojitosti s technologií
robotického 3D tisku. Jsou zde představeny výsledky měření
přesnosti polohování dvou konkrétních robotů firmy KUKA, a dále
i diskutovány možnosti, jak lze přesnost výsledné trajektorie dále
zlepšovat.
This habilitation thesis deals with the production of composite parts and structures using standard industrial robots. It focuses in particular on selected problems related to this topic, in the solution of which the author participated, while the first chapter of this thesis provides a basic general overview of the current state of the use of robots in additive manufacturing. The second part of this work is devoted to the production of large closed composite frames using robotic windig technology. In particular, here you can find a description of algorithms for offline trajectory calculations for various tool and product configurations. This part also contains the results of several specific practical tasks, solved within the framework of national and international research projects. The third part of this work is devoted to the technology of robotic laying of UD tapes, which enables a targeted improvement of mechanical properties (e.g. in constructions produced by 3D printing) using the application of long fibers. The use of optimization methods for fiber placement and the possibility of offline calculation of robot trajectories based on the results of strength simulations are discussed here. The last part of the thesis then focuses on the issue of positioning accuracy of industrial robots, especially in connection with robotic 3D printing technology. The results of measuring the absolute positioning accuracy of two specific KUKA robots are presented here, and the possibilities of how the accuracy of the resulting trajectory can be further improved are also discussed.
This habilitation thesis deals with the production of composite parts and structures using standard industrial robots. It focuses in particular on selected problems related to this topic, in the solution of which the author participated, while the first chapter of this thesis provides a basic general overview of the current state of the use of robots in additive manufacturing. The second part of this work is devoted to the production of large closed composite frames using robotic windig technology. In particular, here you can find a description of algorithms for offline trajectory calculations for various tool and product configurations. This part also contains the results of several specific practical tasks, solved within the framework of national and international research projects. The third part of this work is devoted to the technology of robotic laying of UD tapes, which enables a targeted improvement of mechanical properties (e.g. in constructions produced by 3D printing) using the application of long fibers. The use of optimization methods for fiber placement and the possibility of offline calculation of robot trajectories based on the results of strength simulations are discussed here. The last part of the thesis then focuses on the issue of positioning accuracy of industrial robots, especially in connection with robotic 3D printing technology. The results of measuring the absolute positioning accuracy of two specific KUKA robots are presented here, and the possibilities of how the accuracy of the resulting trajectory can be further improved are also discussed.
Description
Subject(s)
Aditivní výroba, výroba kompozitů, průmyslový
robot, robotické ovíjení, pokládání UD pásky, přesnost polohování
robota, Additive manufacturing, composite production, industrial
robot, robotic winding, UD tape placement, robot positioning
accuracy