Milling using two mechatronically coupled robots

要約

産業用ロボットは、その柔軟性によりさまざまな産業で広く使用されています。
ただし、シリアルキネマティックチェーンの動的剛性特性が低いため、機械加工タスクへの採用は最小限です。
この問題を克服するために、2 台の産業用ロボットをフランジで結合してパラレルキネマティック加工システムを形成することを提案します。
平行運動チェーンは本質的に剛性が高いですが、提案されたシステムの考えられる欠点の 1 つは、過度に作動することです。
固有振動数解析を実行して、結合モジュールに張力を加えることで冗長な自由度を使用して固有振動数をシフトできるため、これが利点である可能性があることを示します。
私たちのアプローチの有効性を実証するために、結合システムを使用してフライス加工実験を実行します。
外部測定システムを使用して、カップリング モジュールに張力をかけるとシステムが変形することが示されます。
さらに、この変形はツール パス全体にわたって静的であり、補正できることを示します。

要約(オリジナル)

Industrial robots are commonly used in various industries due to their flexibility. However, their adoption for machining tasks is minimal because of the low dynamic stiffness characteristic of serial kinematic chains. To overcome this problem, we propose coupling two industrial robots at the flanges to form a parallel kinematic machining system. Although parallel kinematic chains are inherently stiffer, one possible disadvantage of the proposed system is that it is heavily overactuated. We perform a modal analysis to show that this may be an advantage, as the redundant degrees of freedom can be used to shift the natural frequencies by applying tension to the coupling module. To demonstrate the validity of our approach, we perform a milling experiment using our coupled system. An external measurement system is used to show that tensioning the coupling module causes a deformation of the system. We further show that this deformation is static over the tool path and can be compensated for.

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