Movimientos simétrico lineales esféricos segmentados para interpolación de orientaciones en planificación de trayectorias de herramienta en CNC de 5 Ejes
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.13658Palabras clave:
biarcos, interpolación de orientaciones, control numérico computarizado, planeación de trayectorias, cuaternionesResumen
Este artículo emplea biarcos cuaterniónicos para interpolar un conjunto de orientaciones con restricciones de velocidad angular. La curva cuaterniónica resultante representa un movimiento simétrico lineal esférico segmentado con continuidad C1 . El propósito de este esfuerzo es poner en uso los movimientos simétrico lineales desde el punto de vista de aproximación e interpolación de movimiento y presentar su potencial aplicación en la simulación de mecanizado por Control Numérico Computarizado (CNC) y planeación de trayectorias de herramienta. Los biarcos cuaterniónicos pueden ser usados para aproximar curvas B-spline cuaterniónicas que representan movimientos esféricos racionales, los cuales tienen aplicaciones en planeación de trayectorias de robots, en CAD/CAM y en gráficas por computador.
Descargas
Citas
L. Piegl, W. Tiller. “Data Approximation Using Biarcs”. Engineering with Computers. Vol. 18. 2002. pp. 59-65. DOI: https://doi.org/10.1007/s003660200005
J. C. Latombe. Robot Motion Planning. Ed. Kluwer Academic Publishers. Boston, MA. 1991. pp. 5-11. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-4022-9
T. Lozano Pérez. “Spatial Planning: A Configuration Space Approach”. IEEE Transactions on Computers. Vol. 32. 1983. pp. 108-120. DOI: https://doi.org/10.1109/TC.1983.1676196
F. Schwarzer, M. Saha, J. C. Latombe. “Exact Collision Checking of Robot Paths”. Algorithmic Foundations of Robotics. V. J. D. Boissonnat, J. Burdick, K. Goldberg, S. Hutchinson (editors). Ed. Springer. Berlin, Alemania. 2004. pp. 25-41. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-45058-0_3
A. Gasparetto, V. Zanotto. “A New Method for Smooth Trajectory Planning of Robot Manipulators”. Mechanism and Machine Theory. Vol. 42. 2007. pp. 455-471. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2006.04.002
J. J. Chou, D. C. H. Yang. “On the Generation of Coordinated Motion of Five-Axis CNC/CMM Machines”. Journal of Engineering for Industry. Vol. 114. 1992. pp. 15-22. DOI: https://doi.org/10.1115/1.2899753
K. Morishige, K. Kase, Y. Takeuchi. “Collision-Free Tool Path Generation Using 2-Dimensional C-space for 5-Axis Control Machining”. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Vol. 13. 1997. pp. 393-400. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01179033
C. S. Jun, K. Cha, Y. S. Lee. “Optimizing Tool Orientations for 5-Axis Machining by ConfigurationSpace Search Method”. Computer-Aided Design. Vol. 35. 2003. pp. 549-566. DOI: https://doi.org/10.1016/S0010-4485(02)00077-5
Y. Koren, R. S. Lin. “Five-Axis Surface Interpolators”. Annals of the CIRP. Vol. 44. 1995. pp. 379-382. DOI: https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)62346-4
M. C. Tsai, M. Y. Cheng, K. F. Lin, N. C. Tsai. On Acceleration/Deceleration before Interpolation for CNC Motion Control. ICM ‘05, IEEE International Conference on Mechatronics. 2005. pp. 382-387.
B. Ravani, B. Roth. “Mappings of Spatial Kinematics”. ASME Journal of Mechanisms, Transmissions, and Automation in Design. Vol. 106. 1984. pp. 341-347. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3267417
O. Bottema, B. Roth. Theoretical Kinematics. Ed. Dover Publications. New York. 1990. pp. 518-521.
J. M. McCarthy. An Introduction to Theoretical Kinematics. Ed. The MIT Press. Cambridge, MA. 1990. pp. 60-62.
Q. J. Ge, M. Sirchia. “Computer Aided Geometric Design of Two-Parameter Freeform Motions”. ASME Journal of Mechanical Design. Vol. 121. 1999. pp. 502-506. DOI: https://doi.org/10.1115/1.2829489
K. Shoemake. “Animating Rotations with Quaternion Curves”. ACM SIGGRAPH Computer Graphics. Vol. 19. 1985. pp. 245-254. DOI: https://doi.org/10.1145/325165.325242
F. Y. Lin, T. S. Lü. “Development of a Robot System for Complex Surfaces Polishing Based on CL Data”. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Vol. 26. 2005. pp. 1132-1137. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-004-2088-5
M. C. Ho, Y. R. Hwang, C. H. Hu. “Five-Axis Tool Orientation Smoothing Using Quaternion Interpolation Algorithm”. International Journal of Machine Tools and Manufacture. Vol. 43. 2003. pp. 1259-1267. DOI: https://doi.org/10.1016/S0890-6955(03)00107-X
W. Wang, B. Joe. “Orientation Interpolation in Quaternion Space Using Spherical Biarcs”. Proceedings Graphics Interface’93. Ed. Morgan Kaufmann. Toronto, Canadá. 1993. pp. 24-32.
B. Jüttler. “Visualization of Moving Objects Using Dual Quaternion Curves”. Computers and Graphics. Vol. 18. 1994. pp. 315-326. DOI: https://doi.org/10.1016/0097-8493(94)90033-7
S. Li, Q. J. Ge. “Rational Bézier Line-Symmmetric Motions”. ASME Journal of Mechanical Design. Vol. 127. 2005. pp. 222-226. DOI: https://doi.org/10.1115/1.1798251
A. Purwar, Q. J. Ge. “On the Effect of Dual Weights in Computer Aided Design of Rational Motions”. ASME Journal of Mechanical Design. Vol. 127. 2005. pp. 967-972. DOI: https://doi.org/10.1115/1.1906263
J. Rossignac, A. Requicha. “Piecewise Circular Curves for Geometric Modeling”. IBM Journal of Research and Development. Vol. 31. 1987. pp. 296-313. DOI: https://doi.org/10.1147/rd.313.0296
G. Farin. Curves and Surfaces for Computer Aided Geometric Design: A Practical Guide. 4th ed. Ed.Academic Press. San Diego, CA. 1996. pp. 196- 211.
R. Klass, P. Schramm. “Numerically-Controlled Milling of CAD Surface Data”. Geometric Modeling: Methods and Applications. H. Hagen, D. Roller (editors). Ed. Springer-Verlag. New York, USA. 1991. pp. 213-225. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-76404-2_9
W. Zhang, Y. F. Zhang, Q. J. Ge. “Interference-Free Tool Path Generation for 5-Axis Sculputured Surface Machining Using Rational Bézier Motions of a FlatEnd Cutter”. International Journal of Production Research. Vol. 43. 2005. pp. 4103-4124. DOI: https://doi.org/10.1080/00207540500168188
L. Piegl, W. Tiller. The NURBS Book. Ed. Springer. Berlin, Alemania. 1995. pp. 382-404. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-97385-7
H. Akima. “A New Method of Interpolation and Smooth Curve Fitting Based on Local Procedures”. Journal of the ACM. Vol. 17. 1970. pp. 589-602. DOI: https://doi.org/10.1145/321607.321609
T. Arney. Dynamic Path Planning and Execution Using B-Splines. ICIAFS 2007, Third International Conference on Information and Automation for Sustainability. 2007. pp. 1-6. DOI: https://doi.org/10.1109/ICIAFS.2007.4544771
Q. J. Ge, B. Ravani. “Geometric Construction of Bézier Motions”. ASME Journal of Mechanical Design. Vol. 116. 1994. pp. 749-755. DOI: https://doi.org/10.1115/1.2919446
Q. J. Ge, B. Ravani. “Computer Aided Geometric Design of Motion Interpolants”. ASME Journal of Mechanical Design. Vol. 116. 1994. pp. 756-762. DOI: https://doi.org/10.1115/1.2919447
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2018 Revista Facultad de Ingeniería
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los artículos disponibles en la Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia están bajo la licencia Creative Commons Attribution BY-NC-SA 4.0.
Eres libre de:
Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
Adaptar : remezclar, transformar y construir sobre el material.
Bajo los siguientes términos:
Reconocimiento : debe otorgar el crédito correspondiente , proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios . Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
No comercial : no puede utilizar el material con fines comerciales .
Compartir igual : si remezcla, transforma o construye a partir del material, debe distribuir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
El material publicado por la revista puede ser distribuido, copiado y exhibido por terceros si se dan los respectivos créditos a la revista, sin ningún costo. No se puede obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original.
Twitter