Obiectivele proiectului

Proiectul propune o metodologie de proiectare si o solutie de implemetare cu cost redus pentru reproducerea cu inalta fidelitate a obiectelor 3D, utilizand controlul adaptiv-numeric al operatiilor de aschiere pe masini unelte.

Interesul actual pe plan mondial consta in gasirea solutiilor cu cost redus care sa inlocuiasca cu suficienta precizie sofisticatele procesoare matematice CNC care descriu suprafete 3D complexe, acestea fiind transpuse in codul G de catre post-procesoare CNC.

1. Primul obiectiv al proiectului implica s tudiul si alegerea sistemului de achizitie de date folosind scannerul laser. Se considera mai multe posibilitati de inspectie a obiectelor ce urmeaza a fi reproduse. Se vor analiza posibilitatile oferite de scanerul laser si limitarile de performante. Se vor defini si simula software scenarii si modele de trasee in vederea scanarii obiectelor din unghiuri multiple, folosind un brat robot articulat vertical (antropomorfic) pentru deplasarea uniforma si orientarea automata a scannerului.

2. Sistemul de achizitie de date consta din : scanerul laser de distanta scurta, bratul robot articulat vertical si sistemul de iluminare. Se vo proiecta si implementa pe baza unor modele de scanare asociate claselor de obiecte un numar de strategii de comanda pentru bratul robot, cu posibilitatea controlului directie de scanare si cu evitarea coliziunii cu mediul. Se va dezvolta un set de programme software pentru a realiza : eliminarea zgomotului din setul de date achizitionat, reducerea punctelor redundante si alinierea norilor de puncte. Urmatoare etapa consta in reconstructia modelului 3D folosind imaginile tip harta de profunzime obtinute în urma scanarii si pregatirea acestora in vederea excutiei pe masini cu comanda numerica, respectiv pe roboti.

3. Imaginile tip harta de profunzime obtinute in urmarii scanarii laser sunt folosite in vederea generarii traiectoriilor de prelucrare. Astfel vor fi proiectati algoritmi pentru generarea traiectoriilor de prelucrare bruta (de degrosare), cat si a traiectoriilor de finisare. Se va genera modelul tip harta de profunzime al sculei aschietoare, si se vor dezvolta algoritmi pentru compensarea uzurii ( razei) sculei tinand cont de profilului acesteia.

4. Traiectoriile astfel obtinute trebuie optimizate in vederea minimizarii uzurii frezei si a timpului de executie, dar si pentru asigurarea calitatii suprafetelor finisate. Astfel se va dezvolta o strategie de prelucrare bruta folosind traiectorii de tip spirala, cu reducerea numarului de intrari în material, evitarea unghiurilor ascutite de atac în vederea reducerii efortului asupra sculei aschietoare si minimizarea timpului de deplasare în aer. Pentru etapa de finisare se vor folosi curbe de izonivel adaptive generate pe directiile X, Y si Z ale unui sistem de coordonate atasat masinii. Strategia de finisare va tine cont si de tipurile de scule, de dimensiunile lor, adecvate gradului de detalii din fiecare regiune a suprafetei ce trebuie executate.

5. Pentru a optimiza procesul de prelucrare se va realiza un sistem de control adaptiv, autonom si autoinstruibil. Sunt abordate doua strategii de control adaptiv ( Manual si Automat). Se vor elabora modelele matematice complete ale proceselor de aschiere pe masini verticale de frezat. Se vor stabili seturile complete de restrictii asociate regimurilor de aschiere, tipurilor de scule si tehnologiilor de prelucrare. Se vor studia tehnicile de adaptare a regimurilor de aschiere pe masini de frezat, cu caracterizarea gradului de incarcare a masinilor unelte si vor fi definite strategiile de adaptare cu restrictii (ACC).

6. Se va dezvolta un sistem adaptiv, autoinstruibil de tip MAC - adaptare manuala cu restrictii - bazat pe fuziune senzoriala si tehnici de observare-predictie-strategie cu control fuzzy, care creaza o baza de date continand valorile marimilor de control al procesului de aschiere in functie de tipul masinii, al operatiilor de taiere, al materialelor si sculelor folosite. Este necesara implementarea bazei de date relationale cu componentele: materiale, scule tehnologii, regimuri si restrictii.

7. Determinatea functiilor de cost pentru caracterizarea productivitatii masinii si a duratei de viata a sculelor. Se vor elabora metode, algoritmi si tehnici de optimizare a functiilor neliniare de cost, cu restrictii de tip inegalitate.