南洋理工開發(fā)基于移動機器人的3D打印混凝土結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
由于缺乏移動性和體積小等問題，限制了對3D打印建筑的采用，并且同步移動機器人的使用是開始解決可伸縮性問題的好地方。但是現(xiàn)在，Cuong教授及其團隊正在將事情推向新的高度。他們?nèi)栽谑褂靡苿訖C器人進行邊走邊打印的方法，但他們開發(fā)了一個單機器人工業(yè)增材制造平臺，而不是成對系統(tǒng)，該平臺可以自行完成大規(guī)模的建筑打印。“我們的系統(tǒng)安裝在移動機器人上。能夠在太空中移動機器人基座的能力使我們的機器人可以打印比自身更大的結(jié)構(gòu)。” Cuong教授解釋說。 “此外，擁有可移動的底座還可以更輕松地將機器人帶入施工現(xiàn)場并在內(nèi)部移動。”
據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，建筑和構(gòu)造最近已成為機器人技術(shù)的激動人心的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是，材料配方和機器人技術(shù)的快速進步使機器人的3D打印混凝土成為現(xiàn)場施工的有希望的技術(shù)。然而，可擴展性仍然是廣泛采用的重要障礙：打印系統(tǒng)（基于龍門式或基于臂式）通常比要打印的結(jié)構(gòu)要大得多，因此很麻煩。最近，有人提出了一種移動打印系統(tǒng)（一種安裝在移動基座上的機械手）來緩解這一問題：通過移動基座，這樣的系統(tǒng)可以打印出比其自身更大的結(jié)構(gòu)。然而，提出的系統(tǒng)只能在靜止時打印，從而對可以單次打印的結(jié)構(gòu)的尺寸施加了限制。在這里，我們開發(fā)了一個實現(xiàn)移動打印范例的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以用一個機器人打印任意大小的單件結(jié)構(gòu)。這種發(fā)展需要解決針對移動3D打印的運動計劃，本地化和運動控制問題。該系統(tǒng)只需要一個機器人即可打印不同大小的單件結(jié)構(gòu)，這也有助于確保更好的結(jié)構(gòu)性能。
移動機器人3D打印系統(tǒng)
通常，無法打印比建筑3D打印系統(tǒng)的龍門立足距離寬的建筑材料。那是因為打印結(jié)構(gòu)的尺寸受到以下三項之一的限制：機械臂的范圍，門架的受限體積或使打印頭能夠沿特定軸移動的框架。但是，NTU研究人員通過將工業(yè)機器人操縱器安裝到帶輪底座上，使他們的系統(tǒng)可以在任何方向上移動，只要它在平坦的表面上即可。然后，使用軟管將平臺的機械手法蘭噴嘴連接到泵。
為了實現(xiàn)協(xié)調(diào)一致的工作，在新系統(tǒng)中精心計劃了機器人操縱器的運動以及移動平臺的運動。它使用反饋運動控制和高度精確的機器人定位，以確保噴嘴以正確的速度在正確的位置沉積混凝土材料。通過將相機放置在移動底座的背面，其“定位系統(tǒng)”在更大的表面積上效果更好。
南大3D打印系統(tǒng)設(shè)置和打印流程管道模型
NTU研究小組聲稱，他們的邊走邊打印系統(tǒng)可以增加一個機器人可以制造的結(jié)構(gòu)的尺寸。為了證明這一點，他們使用該平臺3D打印210 x 45 x 10厘米的單體混凝土結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)肯定比機械臂的87厘米更大。該系統(tǒng)可以顯著提高施工3D打印的效率。但是，他們的工作尚未完成，因為該系統(tǒng)仍然存在一些局限性，特別是在工作區(qū)域不均勻方面。 Cuong教授解釋說：“我們正計劃向我們的機器人添加協(xié)作功能。這樣做的想法是讓操作人員用手拿著機器人，然后將其沿建筑工地移向所需位置，并引導(dǎo)它實現(xiàn)高精度組裝。”
NTU小組由Mehmet Efe Tiryaki，Xu Zhang和Cuong教授組成，發(fā)表了有關(guān)其新系統(tǒng)的論文，標(biāo)題為“移動打印：大型機器人3D打印的新范例”。
中國3D打印網(wǎng)編譯文章！
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