Implementation of a Simulation System for Additive Task Experiments

Abstract

As tecnologias de produção aditiva sempre foram uma área de pesquisa e desenvolvimento entusiasmante e que, hoje em dia, têm revolucionado as linhas de produção de muitas indústrias. Consequentemente, as adoções de novos cenários de produção induziram a necessidade de um controlo e automação de todos os processos, através da combinação de grandes áreas como, por exemplo, a robótica e a programação. Assim sendo, esta tese descreve uma solução simples para a realização de um sistema de simulação de tarefas de produção aditiva, numa estação de trabalho robotizada que é controlada através de um sistema de controlo. Como demonstrado, a simulação das tarefas aditivas foi realizada através da criação de uma estação de trabalho robotizada em RoboDK, que é responsável por gerar todas as tarefas aditivas, automaticamente, através da interpretação de Gcode gerado em Slic3r. Posteriormente, o sistema de controlo foi totalmente implementado em Python, cujo resultado final foi uma interface gráfica capaz de controlar, através de simples comandos, todas as tarefas aditivas geradas em RoboDK. Como funcionalidade extra, o programa Slic3r foi embebido no sistema de controlo para permitir a geração de Gcode automaticamente, sem ser necessário recorrer à interface de utilização do mesmo programa. Em suma, esta tese constitui uma mais-valia, por demonstrar como é possível simular e controlar, virtualmente, tarefas de produção aditiva robotizadas, através da utilização de ferramentas convencionais desta área de investigação.

Additive manufacturing (AM) technologies have always been a curious field of research and development which, nowadays, have transformed the production lines of many industries. Hence, the adoption of new production’s scenarios led to the necessity of a full automation and control of all the processes through the combination of fields such as robotics and computer programming. Therefore, this thesis describes a simple solution for the implementation of a simulation system for additive tasks experiments in a robot working station, which are controlled through a system control application (SCA). As demonstrated, the emulation of the AM tasks was executed by creating a robot working station in RoboDK, which is responsible to generate all the additive tasks, automatically, by interpreting Gcode generated in Slic3r. Posteriorly, all the system control application (SCA) was fully developed in Python, whose final result was a graphical user interface (GUI) that is able to control, by using simple commands, the additive manufacturing tasks generated in RoboDK. As an extra feature, Slic3r was embedded in the system control aplication to enable the generation of GCode automatically, without being necessary using the Slic3r’s user interface. To sum up, this thesis adds new value for this researching field, because it demonstrates how it is possible to simulate and control additive manufacturing tasks into a robot working station, by using conventional working tools of this research area.