Система автоматизованого керування робототехнічною платформою 3d-друку з використанням технології електродугового зварювання

• Main Authors: П.С Аникин, Г.М. Шило, Р.А. Куликовський, Д.Е. Молочков
• Format: Article
• Language: English
• Published: Zaporozhye National Technical University 2020-12-01
• Series: Elektrotehnìka ta Elektroenergetika
• Subjects: електродугове зварювання; CAE системи; робототехніка; слайсінг; 3D моделювання
• Online Access: http://ee.zntu.edu.ua/article/view/237430

Мета роботи. Розробка архітектури системи автоматизованого керування робототехнічною платформою 3D- друку з використанням технології електродугового зварювання, структури її апаратних компонентів, алгоритму функціонування. Методи дослідження. Для реалізації алгоритму програми керування використовується комп’ютерне моделювання теплових режимів в CAE-системі.  Основні параметри технології друку окремого шару отримані шляхом експериментального використання технології адитивного виробництва електродуговим зварюванням. Отримані результати. Визначено вимоги до технологічності та якості друку деталей у вигляді геометричних розмірів об’єкту, хвилястості поверхні, параметрів стану мікроструктури, залишкових напружень та збереження оптимальної швидкості виробництва.  На основі вимог аналізу технологічності розроблено алгоритм програми керування. Створено архітектуру системи автоматизованого керування робототехнічною платформою адитивного виробництва, у якій застосовується зворотній зв’язок для контролю температурного режиму, параметрів геометричної форми деталі та зварювальної ванни. Розроблено трирівневу ієрархічну модель, що надає можливість розглядати окремо рівні створення валику, шару та стінки у процесі 3D-друку деталі. Визначено вхідні дані для роботи системи автоматизованого керування робототехнічною платформою з використанням технології електродугового зварювання. Розглянуто базові геометричні параметри зварювального валику та способи перекриття двох та більше валиків, при генерації програми для керування роботом показана необхідність урахування критичних відмінностей ідеальної та реальної моделей перекриття валиків. Проведено аналіз можливостей симуляції тривимірного друку з використанням технології електродугового зварювання в CAE-системах для визначення впливу температурних параметрів, механічних навантажень, зміни траєкторії руху створення деталі, та на основі отриманих даних визначення залишкових напружень та дефектів у вироблених деталях. Наукова новизна. Запропоновано архітектуру системи автоматизованого керування робототехнічною платформою 3D-друку з включенням системи зворотного зв’язку для контролю температурного режиму, параметрів геометричної форми деталі та зварювальної ванни. Розроблено трирівневу ієрархічну модель технології адитивного виробництва з використання електродугового зварювання. Розроблено алгоритм функціонування системи, що надає можливість удосконалення геометричних та механічних властивостей готової продукції. Практична цінність. Розробка автоматизованої системи керування робототехнічною платформою 3D-друку з використанням технології електродугового зварювання, що надасть можливість підвищити точність друку деталей та зменшити час виготовлення.