线弧增材制造机器人系统的多向 coordinated motion控制用于构建复杂部件
机器人学
2026-02-24 v2
摘要
本工作研究了采用线弧增材制造(WAAM)制造复杂形状部件。为了保证构成最终件的每一层的完整性和质量，通常会采用平坦位置进行涂料。然而，对于具有非平坦表面的复杂几何部件，此策略会导致不受支持的悬垂面和阶梯效应，从而导致表面处理质量较差。一般情况下，复杂几何部件的构建方向对于每一涂料段或层而言并非恒定。结果会引发另一个问题，即确保构建方向与重力方向对齐，从而提高最终件的质量。本文提出一种算法来控制焊枪相对于涂料基底的运动，以及相对于惯性坐标系的焊枪取向。该控制方案基于应用于扩展运动链的任务增强，由两台机器人构成，构成协同控制问题，允许以涂料基底坐标系规划涂料轨迹，同时将每层构建方向与重力方向(或任何其他惯性坐标系方向)对齐。已在由两台机器人组成的WAAM单元中制造了具有复杂几何特征的部件，以验证所提出的方法。
引用
@article{arxiv.2505.14858,
title = {Coordinated motion control of a wire arc additive manufacturing robotic system for multi-directional building parts},
author = {Fernando Coutinho and Nicolas Lizarralde and Fernando Lizarralde},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.14858},
year = {2026}
}