Розробка програмних траєкторій за ступенями руховості маніпуляційного роботу зі сферичною системою координат для зняття оксидної плівки при виробництві при товарного магнію

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298912

Ключові слова:

ливарний конвеєр, оксидна плівка, маніпуляційний робот, планування траєкторій, квадратична інтерполяція

Анотація

Об’єктом дослідження є роботизація технологічної операції зняття оксидної плівки з поверхні магнієвого розплаву, залитого в безперервно рухомі виливниці ливарного конвеєра виробництва товарного магнію. Для роботизації цієї технологічної операції пропонується застосувати дворукий маніпуляційний робот зі сферичною системою координат, що має шість ступенів рухливості. Розроблено програмні траєкторії за ступенями рухливості маніпуляційного робота за положенням, швидкістю і прискоренням для виконання технологічної операції зняття оксидної плівки з поверхні магнієвого розплаву, залитого в рухомі виливниці ливарного конвеєра. Програмні траєкторії описуються квадратичними поліномами, які задовольняють обмеженням на значення узагальненої координати, швидкості та прискорення. Дані обмеження визначаються конструктивними особливостями та енергетичними можливостями приводів ступенів рухливості маніпуляційного робота. Програмні траєкторії за першим і другим ступенями рухливості компенсують безперервний рух виливниць ливарного конвеєра. Програмні траєкторії за третім і четвертим ступенями рухливості забезпечують збір оксидної плівки з поверхні магнієвого розплаву лінійним переміщенням рухомої лопатки на поворотну лопатку. Програмні траєкторії по п’ятому та шостому ступеням рухливості забезпечують скидання зібраної оксидної плівки в спеціальну ємність. Достовірність розроблених програмних траєкторій підтверджується результатами моделювання із застосуванням MatLab версії R2015b. На основі отриманих результатів розроблено циклограму управління маніпуляційним роботом, для виконання технологічної операції зняття оксидної плівки при виробництві товарного магнію. Отримані результати можуть бути застосовані при роботизацію технологічних процесів зняття оксидної плівки при виробництві товарного магнію або подібних ливарних виробництв

Біографії авторів

Akambay Beisembayev, Satbayev University

PhD, Associate Professor

Department of Automation and Control

Anargul Yerbossynova, Satbayev University

Doctoral Student

Department of Automation and Control

Petro Pavlenko, National Aviation University

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Applied Mechanics and Materials Engineering

Mukhit Baibatshayev, Satbayev University

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor

Department of Automation and Control

Посилання

  1. Lebedev, V. A., Sedyh, V. I. (2010). Metallurgiya magniya. Ekaterinburg: UGTU-UPI, 174.
  2. Yanushevskiy, A. S., Korshunov, V. V. (2017). Proizvodstvo magnievyh otlivok v metallicheskie formy. Omskiy nauchnyy vestnik. Mashinostroenie, mashinovedenie, 1 (151), 45–48.
  3. Beisembayev, A., Yerbossynova, A., Pavlenko, P., Baybatshaev, M. (2023). Development of a software trajectory of a manipulation robot for removing oxide film in the production of commercial magnesium. KazATC Bulletin, 127 (4), 160–169. https://doi.org/10.52167/1609-1817-2023-127-4-160-169
  4. Beisembayev, A., Yerbossynova, A., Pavlenko, P., Baibatshayev, M. (2023). Planning trajectories of a manipulation robot with a spherical coordinate system for removing oxide film in the production of commercial lead, zinc. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (2 (124)), 80–89. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.286463
  5. Ross, L. T., Fardo, S. W., Walach, M. F. (2018). Industrial robotics fundamentals: theory and applications. The Goodheart-Willcox Company, Inc., 463 p.
  6. Ruiz-Celada, O., Verma, P., Diab, M., Rosell, J. (2022). Automating Adaptive Execution Behaviors for Robot Manipulation. IEEE Access, 10, 123489–123497. https://doi.org/10.1109/access.2022.3223995
  7. Akbari, A., Lagriffoul, F., Rosell, J. (2018). Combined heuristic task and motion planning for bi-manual robots. Autonomous Robots, 43 (6), 1575–1590. https://doi.org/10.1007/s10514-018-9817-3
  8. Xu, S., Ou, Y., Duan, J., Wu, X., Feng, W., Liu, M. (2019). Robot trajectory tracking control using learning from demonstration method. Neurocomputing, 338, 249–261. https://doi.org/10.1016/j.neucom.2019.01.052
  9. Biagiotti, L., Melchiorri, C. (2019). Trajectory generation via FIR filters: A procedure for time-optimization under kinematic and frequency constraints. Control Engineering Practice, 87, 43–58. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2019.03.017
  10. Faroni, M., Beschi, M., Visioli, A., Pedrocchi, N. (2021). A real-time trajectory planning method for enhanced path-tracking performance of serial manipulators. Mechanism and Machine Theory, 156, 104152. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2020.104152
  11. Dai, H., Lu, Z., He, M., Yang, C. (2023). A Gripper-like Exoskeleton Design for Robot Grasping Demonstration. Actuators, 12 (1), 39. https://doi.org/10.3390/act12010039
  12. Kazim, I. J., Tan, Y., Qaseer, L. (2021). Integration of DE Algorithm with PDC-APF for Enhancement of Contour Path Planning of a Universal Robot. Applied Sciences, 11 (14), 6532. https://doi.org/10.3390/app11146532
  13. Wu, G., Zhao, W., Zhang, X. (2020). Optimum time-energy-jerk trajectory planning for serial robotic manipulators by reparameterized quintic NURBS curves. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 235 (19), 4382–4393. https://doi.org/10.1177/0954406220969734
  14. Wang, L., Xiang, Y., Fox, D. (2020). Manipulation Trajectory Optimization with Online Grasp Synthesis and Selection. Robotics: Science and Systems XVI. https://doi.org/10.15607/rss.2020.xvi.033
  15. Su, C., Zhang, S., Lou, S., Wang, R., Cao, G., Yang, L., Wang, Q. (2020). Trajectory coordination for a cooperative multi-manipulator system and dynamic simulation error analysis. Robotics and Autonomous Systems, 131, 103588. https://doi.org/10.1016/j.robot.2020.103588
  16. Goritov, A. N., Goncharov, K. V. (2020). Motion trajectory planning for a multi-link manipulator in an unknown environment based on ant colony optimization. Proceedings of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, 23 (2), 55–64. https://doi.org/10.21293/1818-0442-2020-23-2-55-64
  17. Merlo, F., Vazzoler, G., Berselli, G. (2023). Eco-programming of industrial robots for sustainable manufacturing via dynamic time scaling of trajectories. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 79, 102420. https://doi.org/10.1016/j.rcim.2022.102420
  18. Benotsmane, R., Dudás, L., Kovács, G. (2020). Trajectory Optimization of Industrial Robot Arms Using a Newly Elaborated “Whip-Lashing” Method. Applied Sciences, 10 (23), 8666. https://doi.org/10.3390/app10238666
  19. Ostanin, M., Popov, D., Klimchik, A. (2018). Programming by Demonstration Using Two-Step Optimization for Industrial Robot. IFAC-PapersOnLine, 51 (11), 72–77. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.08.237
  20. French, K. D., Kim, J. H., Du, Y., Goeddel, E. M., Zeng, Z., Jenkins, O. C. (2023). Super Intendo: Semantic Robot Programming from Multiple Demonstrations for taskable robots. Robotics and Autonomous Systems, 166, 104397. https://doi.org/10.1016/j.robot.2023.104397
Розробка програмних траєкторій за ступенями руховості маніпуляційного роботу зі сферичною системою координат для зняття оксидної плівки при виробництві при товарного магнію

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-28

Як цитувати

Beisembayev, A., Yerbossynova, A., Pavlenko, P., & Baibatshayev, M. (2024). Розробка програмних траєкторій за ступенями руховості маніпуляційного роботу зі сферичною системою координат для зняття оксидної плівки при виробництві при товарного магнію. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(1 (127), 67–88. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298912

Номер

Том 1 № 1 (127) (2024): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Akambay Beisembayev, Anargul Yerbossynova, Petro Pavlenko, Mukhit Baibatshayev

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.