Cinemática do TCP na soldadura(Part3)

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2.2. Descrição cinemática das soldaduras
IMAGEM03
IMAGEM03
A localização espacial do objecto de soldadura tal como um corpo rígido em geral pode ser definido por uma única estrutura que incorpora seis parâmetros independentes três coordenadas cartesianas e três ângulos de Euler. No entanto a definição de cada geometria de soldadura requer alguns esforços adicionais dependendo do perfil de conjunto, desde da capacidades dos sistemas robóticos comerciais modernas que permitem processar dois tipos básicos de contornos linear e circular apenas estes casos são considerados abaixo.
Para as articulações lineares um quadro em movimento com a definição específica dos eixos pode descrever a geometria de soldadura, e neste post este quadro é definido de modo que:
– O eixo Xw completa o quadro orientado da mão direita e assim mostra o sentido da direção.
– O eixo Yw é dirigida ao longo da junta de soldadura como se observa na IMAGEM03;
– O eixo Zw especifica a tocha de soldadura que se aproxima na direcção que é normal à junta de soldadura;
Deve notar-se que na prática é prudente para definir o eixo Zw como a bissetriz das superfícies de junta de soldadura correspondentes, tendo em consideração as definições acima o modelo cinemático da soldadura linear em relação à armação como ser observa na estrutura de base da peça da IMAGEM03 que pode ser descrita pela seguinte equação paramétrica homogénea:
(1),
(1)
Onde o parâmetro L é o deslocamento tocha de soldadura o exponencial à esquerda “WB” refere-se à base da peça no sistema de coordenadas e o exponencial “s” à direita e o “w”' denotam ponto de soldadura inicial, nsw é o vector de unidade na direcção de soldadura do eixo Yw, ssw é o vector de unidade na direcção de se aproximar do eixo Zw, psw é o vector de posição do ponto de soldadura de partida. Deve de se ser realçado que os vetores nsw, ssw, e psw são definidos em relação à estrutura de WB e na prática estas podem ser facilmente ser derivadas do da peça de trabalho do modelo CAD 3D.
IMAGEM04IMAGEM04
Para as juntas circulares uma abordagem semelhante é utilizada mas a estrutura móvel é calculada para assegurar a tangência do caminho da soldadura e do eixo Yw em cada ponto como se mostra na IMAGEM04. É evidente que a estrutura inicial é sujeita à transformação rotacional e da cinemática de soldadura é descrita pela seguinte equação paramétrica:
(2),
(2)
Aonde o parâmetro L e o exponencial “WB”, “W”, “S” possuem o mesmo significado que em (1), o ortogonal da matriz 3x3 que é expressa como Rsw = [nswsswnswXssw] e define a orientação da estrutura de soldadura no ponto de partida, sendo “r” o raio da junta de soldadura circular, ᶗ =L/r
é o ângulo de rotação e Pe o vector que define a posição do centro do círculo e Re(ᶗ) é a matriz de rotação geral em torno do eixo que é determinada pela unidade do vector e=[exexez]T como se observa na IMAGM04.
(3),
(3)
Tal como no caso anterior, os vectores necessários nsw, ssw, psw, pe e, r, podem ser facilmente derivados modelo CAD 3D utilizando a capacidade dos sistemas recentes de simulações gráficas para linhas rectas, círculos e planos.
(4)(4)
Deste modo as expressões (1), (2), e (3) definem completamente localização espacial ou seja a posição e a orientação da soldadura em relação conjunta com a estrutura da peça em que é Base e que deve ser ajustada pelo posicionador para optimizar a orientação de soldadura relacionado com o sistema de coordenadas gerais como se observa na IMAGEM01. Assim o absoluto do geral têm uma localização da junta de soldadura e que está descrita pelo produto das matrizes homogéneas aonde o expoente esquerda “0” refere-se ao sistema de coordenadas e a matriz 0TPB define a localização absoluta da origem da base do posicionador PB e a matriz PFTWB descreve a peça básica WB em relação à localização do posicionador de montagem PF da flange e a função de matriz P(q) do posicionador é modelo cinemático directo enquanto (q) é o vector das coordenadas conjuntas do posicionador.
Continuação – http://rishivadher.blogspot.pt/2016/04/cinematica-do-tcp-na-soldadurapart4.html
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