面向移动增材制造系统的模型预测控制框架

近年来，定制化按需生产需求持续增长。增材制造（AM）因其提升定制化能力、缩短交付周期、提高材料利用效率的潜力而成为具有前景的技术。然而，传统 AM 系统仍受制于静态布局与人工依赖，导致交付周期延长且规模受限。移动机器人通过在动态环境中将产品运输至指定位置，可提升生产系统的灵活性。将 AM 系统与移动机器人集成，可优化准备任务的旅行时间及分布式打印操作。移动 AM 机器人已用于大型结构现场制造，但常忽视关键打印质量指标如表面粗糙度。此外，这些系统缺乏生产小型精细部件所需的精度。我们提出一种模型预测控制框架，用于移动 AM 平台，既确保工厂大楼内安全导航，又在动态环境中维持高打印质量。通过三个案例研究测试所提出系统的可行性与可靠性。