移动 additive 制造系统的智能导航与障碍感知制造

随着大规模定制化需求的增加，制造系统必须更灵活和适应，以高效地生产个性化产品。增材制造 (AM) 通过直接从数字模型制造定制组件来增强生产灵活性，但其灵活性仍受限于固定的设备布局。集成移动机器人可解决这一限制，使制造资源能够移动并适应变化的生产要求。MAMbots 将 AM 与移动机器人结合，用于在动态制造环境中生产和运输组件。然而，动态制造环境为 MAMbots 带来了挑战。如障碍物和不平整地形等扰动会扰乱导航稳定性，从而影响打印精度和表面质量。本文提出了一个通用的移动打印与交付平台，将导航与材料沉积耦合，解决了此前将这些过程单独处理的局限性。开发了实时控制框架，用于规划和控制机器人的导航，确保安全运动、障碍规避和路径稳定性，同时保持打印质量。导航、感知与制造的闭环集成为运动和过程控制提供实时反馈，使 MAMbots 能够在动态环境中做出自主决策。该框架通过仿真和实际实验进行验证，测试其对轨迹变化和外部扰动的适应性。将导航与打印耦合在一起，使 MAMbots 能够规划安全、适应性的轨迹，提高了制造的灵活性和适应性。