13、先进木材建筑平台多机器人系统与生物启发式建筑设计探索

先进木材建筑平台多机器人系统与生物启发式建筑设计探索

1. 先进木材建筑平台多机器人系统

在木材加工领域，为了优化加工过程，大多数工具除了配备视觉传感器外，还会安装其他传感器。例如，通过电流互感器监测电机电流，该互感器通过可编程逻辑控制器（PLC）与机器人相连，可用于优化能源消耗和材料进给速度（即机器人加工速度）。未来，这些传感器收集的信息将汇总形成一个多异构信息数据库。根据不同的分析需求，如误差分析、变形与温度相关性分析等，可以从数据库中提取特定数据并进行融合，以建立不同的分析模型。

控制系统的核心是Grasshopper插件FURobot，这是由Fab - Union开发的一款适用于多个品牌机器人的通用在线和离线编程软件。它支持机器人仿真、实时控制和特定制造技术编程等多种功能，致力于构建机器人制造的数字孪生系统。FURobot中已经内置了机器人平台和工具的虚拟模型，后续还将引入不同的传感器。机器人系统和工具通过PLC相互连接，上位计算机可以实时控制整个系统。目前，个人计算机上的参数化设计模型可以通过KUKA软件RSI（机器人传感器接口）与平台进行通信。

FURobot中还内置了一个名为Tech - wood的机器人木材加工编程工具包。它用于生成基本机器人木材加工过程的路径，这些过程与机器人平台的工具相对应，包括带锯切割、链锯开槽、圆锯切割、钻孔和多种铣削操作。由于机器人铣削仍然是木材加工的主要方法，Tech - wood中集成了一些用于二维轮廓、三维轮廓和三维表面铣削的基本路径规划算法。此外，还在为不同的木材组件和接头类型开发一些基本的路径生成工具。在参数化设计过程中，通过组合不同的工具包，Tech - wood可以直接将几何信息转换为机器人路径。

该机器