Optimisation automatique des chemins de procédé

Optimisation des chemins

L’optimisation automatisée des chemins de processus est un ensemble fonctionnel qui peut aider à réduire l’effort de l’utilisateur en programmation hors ligne. La programmation hors ligne vise normalement à obtenir un parcours de processus « optimal » en termes de :

• Éviter les collisions

• Maintenir le système machine/robot à l’écart des singularités et des limites d’axe

• Assurer la portée du parcours d’outil

• aligner le processus avec les valeurs de référence et le maintenir dans les tolérances spécifiées

• En respectant d’autres directives personnalisées.

L’optimisation automatisée du chemin du processus évalue l’ensemble du parcours de l’outil, à l’exception du lien de connexion entre les opérations ; c’est-à-dire la plage (programme, groupe ou opération) sélectionnée et qui tente de trouver une solution optimisée correspondant aux critères de qualité donnés et entraînant des coûts minimes.

Bien que l’exécution évalue le parcours de l’outil et optimise potentiellement toute position individuelle, elle préservera des événements de programmation explicitement définis (manuels) et ne les écrasera pas, tels que :

• Enseigner les événements

• Interpolations

• Optimisations de Jolt

• Positions supprimées.

Avec ces informations en tête, on pourrait esquisser le flux de travail de création du parcours d’outil et l’étape d’application de l’optimisation automatique du parcours comme sur l’image ci-dessous.

L’optimisation automatique du chemin du procédé est un ensemble de méthodes capables d’analyser et de modifier le chemin du procédé de manière autonome. Son objectif principal est de modifier cette section de trajet d’outil de manière à ce qu’elle soit exempte de collisions, exempte de conflits de singularité et toujours accessible dans ces conditions.

Le principal moteur de l’optimisation automatique est de générer des solutions répondant aux critères de qualité du parcours d’outil donnés aux coûts les plus faibles possibles.

Comme l’optimisation automatique du chemin des processus peut être un processus chronophage, il faut la lancer à la demande avec la commande dédiée dans le tableau de bord Active program ou Toolpath monitor.

Paramètres d’optimisation

Les attributs pour gérer l’optimisation automatique du chemin du processus se trouvent dans l’onglet technique Optimisation automatique du chemin.

Contrôle d’optimisation

Le contrôle d’optimisation est un ensemble d’attributs pour gérer le processus d’optimisation. La plupart de ces attributs sont communs à toutes les situations, mais certains dépendent de la technologie appliquée ou du type de ressource de fabrication. L’image ci-dessus n’est qu’un exemple.

Attribut	Description	Remarque	Mode
	Paramètre heuristique pour équilibrer le meilleur résultat et le temps de calcul le plus rapide.	La valeur peut être interprétée comme une tolérance de coût par parcours d’outil du mètre. Une valeur de 0 donnerait le meilleur résultat global, c’est-à-dire les coûts les plus bas, quel que soit le temps de calcul requis. Une valeur de 1 signifierait que même un parcours d’outil ayant des coûts plus élevés, jusqu’à 1 mètre en moyenne, serait acceptable comme résultat d’optimisation, bien qu’il y ait de meilleurs résultats avec des coûts totaux plus faibles.
Dans le processus d’optimisation standard, chaque position du trajet d’outil est analysée par rapport à la tolérance aux collisions définie dans les paramètres de simulation. Lorsque la position initiale du trajet d’outil comporte des collisions, l’optimisation tend à trouver une solution très proche de cette collision (ou tolérance aux collisions), afin de minimiser l’impact sur les coûts. Avec les attributs suivants, une exigence supplémentaire sans collision peut être définie.
	Repousse-toi	Active un critère d’optimisation supplémentaire visant à augmenter la distance entre les objets possibles en collision.	Il agit comme une force répulsive qui tente d’augmenter la distance entre les objets tout en tenant compte d’autres critères cibles.
	Intensité	La force de l’effet de répulsion.	Selon le coût des autres critères cibles, un certain degré de résistance peut avoir différents impacts visibles.
	Autorisation de sécurité	La distance angulaire minimale à maintenir si possible.	Si la distance de sécurité ne peut être maintenue, des solutions plus proches de la collision sont également sélectionnées. Une valeur par défaut de 1 degré a été fixée.	Expert
	Max. # variations	Divise l’intervalle en un nombre maximal de variations, c’est-à-dire la taille du pas.		Expert
	Pas rotatif maximum.	Le pas de rotation maximal autorisé par variation de l’axe robot/machine.		Expert
	Abandonner sans solution	Met fin à l’optimisation.	Pour éviter des temps de calcul inutilement longs, le processus d’optimisation sera interrompu lorsque, lors de la première étape d’itération, aucune solution n’est trouvée.	Expert
Si la ressource a un axe rotatif limité, la géométrie des contours fermés peut entraîner des situations de déroulement selon le point de départ et la direction du processus.
	Utiliser des variantes de tour	Évitez les situations de déroulement en sélectionnant les valeurs de virage appropriées pour le premier point de procédure.	Limité à une valeur de tour en dessous et une au-dessus de la valeur de tour par défaut. Les variantes de tour ne seront pas prises en compte si la valeur de tour est déjà fixée pour le premier point de process.	Expert
L’optimisation automatique du parcours d’outil construit un parcours d’outil optimisé basé sur la validation des incidents aux positions du trajet d’outil et aux points de passage sur les sections circulaires du trajet d’outil. Cela ne peut pas empêcher qu’entre ces positions de trajet d’outil, la trajectoire rencontre un problème d’incident, car la trajectoire elle-même ne peut pas être évaluée. En utilisant la vérification de mouvement des données du parcours outil, l’algorithme peut définir des points intermédiaires entre les positions du trajet et les évaluer pour les incidents. L’évaluation qualité sur ces points intermédiaires limite les incidents sur la collision, la disponibilité et la singularité.
	Max. distance	La distance cartésienne maximale entre deux points consécutifs à vérifier.		Expert
	Angle Max.	La distance angulaire maximale entre deux points consécutifs à vérifier.		Expert
La qualité du parcours d’outil se mesure en coûts. Les incidents sur des positions sur le trajet d’outil, ou entre les positions, augmentent normalement ces coûts. L’optimisation automatique permet d’identifier la zone d’impact de ces incidents. En essayant de limiter une telle surface, les coûts diminueront. Cela peut être réalisé en ajoutant et en insérant des points de procédé supplémentaires sur le trajet d’outil autour de ces zones critiques.
	Points de procédé d’insertion	Commuter pour permettre d’insérer des points de processus supplémentaires.
	Distance minimale	La distance cartésienne minimale entre deux points de processus.	Mesuré entre deux points de procédé insérés ou entre le point de procédé inséré et un point existant.	Expert
	Facteur de distance minimale	La distance minimale est prise en compte par rapport à la vitesse locale du procédé.	Mesuré entre deux points de procédé insérés ou entre le point de procédé inséré et un point existant.	Expert

Espace de variation

L’espace de variation définit quelles modifications peuvent être apportées aux éléments du parcours d’outil pour rechercher la solution optimale. Il montre toutes les variables pouvant être incluses dans le processus d’optimisation, leur plage de données pouvant être variée et l’étape de distribution ou la discrétisation dans cette fourchette.

Les variables ici peuvent être spécifiques à une technologie ou à une configuration technologique particulière combinée à un contrôleur de marque OEM et à un robot ou une machine. En d’autres termes ; Le contenu exact du contenant peut varier selon les cas.

Les paramètres de variation décrivent quel axe de l’élément de trajet d’outil peut être modifié.

	Paramètre	Description	Options d’optimisation	Remarque	Mode
	Rotation tangente	Fait varier la position du trajet de l’outil tout en la faisant tourner autour de sa direction tangente.	Taille de l’étape : valeur de rotation à chaque étape d’itération.	Passez à l’inclure dans le processus d’optimisation.	Expert
	Rotation bi-tangente	Fait varier la position du trajet de l’outil tout en la faisant tourner autour de sa direction bitangente.	Taille de l’étape : valeur de rotation à chaque étape d’itération.	Passez à l’inclure dans le processus d’optimisation.	Expert
	Orientation de la singularité	Évalue les situations de singularité du robot ou de la machine. Dans le cas d’un scénario robotique, l’orientation de singularité signifie la rotation de la position du trajet d’outil autour de son axe normal.	Taille de l’étape : valeur de rotation à chaque étape d’itération. Cône de déviation : l’axe dont les valeurs sont dans l’angle du cône spécifié sont optimisés.	Passez à l’inclure dans le processus d’optimisation.	Expert
	Rotation normale (technologie de soudage à l’arc)	Fait varier la position du trajet de l’outil tout en la faisant tourner dans sa direction normale.	Taille de l’étape : valeur de rotation à chaque étape d’itération.	Passez à l’inclure dans le processus d’optimisation.	Expert

La section Conditions aux limites inclut des paramètres supplémentaires pouvant être introduits pour limiter le nombre de variations. Alors que normalement, la rotation tangente et bi-tangente de la position du trajet de l’outil peut varier entre -180 et +180 degrés, ces paramètres constituent des conditions supplémentaires permettant aux axes tangent et bi-tangent de ne tourner que dans la plage et tant que la condition aux limites est respectée.

	Paramètre	Description	Options d’optimisation	Remarque
	Déviation maximale de l’angle de procédé	La déviation maximale autorisée de l’angle de procédé par rapport à la direction de référence.		Un résultat d’optimisation est accepté lorsque l’angle du procédé est plus petit ou égal à cette valeur. Cette valeur ne peut être modifiée que lorsque son critère correspondant, l’écart d’angle du procédé, a été désactivé par rapport à l’évaluation de la qualité.
	Déviation maximale de l’angle de travail (technologie de soudage à l’arc)	La déviation maximale autorisée de l’angle de travail par rapport à la direction de référence.		Disponible uniquement lorsque les critères d’angle de déviation du procédé ont été remplacés par des critères d’angle séparés et d’angle d’outil.
	Déviation maximale de l’angle de déplacement (technologie de soudage à l’arc)	La déviation maximale autorisée de l’angle de déplacement par rapport à la direction de référence.		Disponible uniquement lorsque les critères d’angle de déviation du procédé ont été remplacés par des critères d’angle séparés et d’angle d’outil.
	Déviation maximale de l’angle de l’outil (technologie de soudage à l’arc)	La déviation maximale autorisée de l’angle de l’outil par rapport à la direction de référence.

Approche/Rétraction

L’Approche/Rétract définit quelles modifications peuvent être apportées aux éléments du trajet d’outil afin de rechercher la solution optimale, sans collision et accessible. Il affiche toutes les variables pouvant être incluses dans le processus d’optimisation.

Les paramètres pour contrôler l’optimisation de l’approche/rétractation :

	Paramètre	Description	Remarque	Mode
	Tolérance aux collisions	Définit des distances de sécurité supplémentaires pour les mouvements d’approche et de rétraction	Passez à l’inclure dans le processus d’optimisation. Cette valeur est également ajoutée aux points de processus.
	Déverrouiller l’axe externe	Allumez l’axe ALLUMÉ pour déverrouiller l’axe externe lors de la recherche de chemin.	Si l’axe externe a changé lors du mouvement d’approche/retraite, l’axe est verrouillé à cet intervalle par défaut. Si l’axe externe ne change pas, il est verrouillé à cette valeur.	Expert
	Max. #iterations	Définit le nombre de boucles pour l’optimiseur interne.	Cela peut être réglé sur une valeur plus élevée pour une meilleure optimisation.	Expert
	Débloquer une approche/rétractation valide	Allumez POUR permettre à cette optimisation de déplacer tous les points	Par défaut, les points d’approche/rétractation valides ne sont pas optimisés. Seuls les points inaccessibles ou les points avec collision sont modifiés.	Expert
	Limite de modification de position	Définit la plage cartésienne des modifications autorisées de la position des points d’approche/rétractation.		Expert
	Modification de l’orientation	Définit la plage d’angles d’Euler des modifications autorisées de l’orientation des points d’approche/rétractation.		Expert

Optimisation et résultat

L’optimisation automatique des chemins utilise une méthodologie d’étapes itératives pour trouver le résultat optimal, c’est-à-dire le résultat avec la valeur de coût la plus faible. Lorsqu’il est exécuté, un panneau apparaît pour indiquer l’avancement du processus d’optimisation.

À chaque étape d’itération, le nombre de variations peut être réduit (Max. # variations attribut) pour trouver le résultat optimal. À partir de cet optimum, une nouvelle plage est définie, de la variation précédente à la variation après l’optimum trouvé. Cette plage est à nouveau divisée pour rechercher l’optimal.

Ce processus se répète jusqu’à ce que l’étape de variation soit égale (ou inférieure à) l’étape de discrétisation de la variable ou lorsque toute autre condition aux limites a été remplie.

Le résultat final trouvé est la solution globale optimale pour le parcours d’outil.

Fixer la valeur du nombre maximal de variations basse accélérera le calcul d’optimisation. Mais il y aura un risque que le véritable optimum ne soit pas trouvé. Fixer la valeur plus élevée ralentira le calcul d’optimisation, mais il sera plus précis et efficace pour trouver la solution optimale.

Pour accélérer le processus d’optimisation en général, l’attribut de réduction qualité est mis en place. Avec cet attribut, un équilibre entre la recherche du résultat le plus optimal et le temps de calcul le plus rapide est établi. Lors de l’utilisation de cet attribut (valeurs > 0), l’étape d’itération de la méthodologie ne cherchera plus la solution optimale à cette étape, mais s’arrêtera dès qu’un résultat d’itération remplit les exigences, bien que ce résultat ne soit pas optimal possible. Plus cette décision sera prise rapidement, moins il faudra de temps de calcul pour parvenir à un résultat final. Évidemment, parce que ce résultat final peut ne pas être l’optimum global, la qualité du résultat sera inférieure, c’est-à-dire que les coûts d’évaluation résultants sont supérieurs à l’optimal.

État d’optimisation

L’état de l’optimisation automatique est conservé et rendu visible dans le tableau de bord du Toolpath Monitor

La colonne ici indique sur quelles parties de l’ensemble du programme le processus d’optimisation a été exécuté et quel est son statut.

	Vide ; Aucune optimisation automatique n’a été lancée jusqu’à présent.
	L’optimisation automatique a été exécutée et reste valide.
	L’optimisation automatique a été exécutée, mais elle est obsolète (c’est-à-dire dépassée) à cause d’autres modifications (supplémentaires).

Fonctionnalités de programmation autonome

Plus d’informations de référence sur l’optimisation du parcours d’outil