Математична модель узагальнених координат робочого органу багатокоординатного верстату паралельної структури з надлишковим приводом
DOI:
https://doi.org/10.31548/dopovidi2018.04.020Анотація
Перспективним завданням сучасного верстатобудування є створення високопродуктивних багатокоординатних фрезерних верстатів і обробних центрів з надвисокими швидкостями та прискореннями, що можливе з використанням механізмів паралельної структури. Повноцінному застосуванню механізмів паралельної структури у багатокоординатних верстатах з ланками змінної та постійної довжини перешкоджають певні недоліки, основним з яких є обмеження робочого простору та кутів орієнтації робочого органа внаслідок виникнення особливих положень. Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є застосування надлишкових механізмів паралельної структури, які потенційно дозволяють зменшити вплив особливих положень та принципово покращити характеристики робочого простору. Таким чином, розширення технологічних можливостей багатокоординатних верстатів паралельної структури є актуальною науковою задачею.
Метою роботи є розширення технологічних можливостей багатокоординатних верстатів паралельної структури введенням надлишкових приводів.
Дослідження ґрунтуються на основних положеннях теорії різання матеріалів, теорії проектування металорізального обладнання, кваліметрії, дослідженні операцій та прийняття рішень.
У результаті отримано математичну модель, що призначена для розрахунку довжин штанг верстата з шістьма штангами на основі паралельних кінематичних структур і позицій робочого органу під час обробки деталі.
При диференціюванні отриманої моделі за часом отримуються швидкості і прискорення штанг робочого органу верстату, а при контурному керуванні розрахунок нових позицій інструменту робочого органу може йти безперервно з дробленням за часом на певний крок, або вихідна траєкторія може розраховуватись заздалегідь у вигляді масиву даних з подальшим завантаженням у контролер, чого не можна робити в інших існуючих верстатах.
Ключові слова: багатокоординатний верстат, надлишковий привід, паралельна структураПосилання
Aref, M. M., & Taghirad, H. D. (2008, September). Geometrical workspace analysis of a cable-driven redundant parallel manipulator: KNTU CDRPM. In Intelligent Robots and Systems, 2008. IROS 2008. IEEE/RSJ International Conference on (pp. 1958-1963). IEEE.
Borràs, J., Thomas, F., & Torras, C. (2011). Architectural singularities of a class of pentapods. Mechanism and Machine theory, 46(8), 1107-1120. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2011.03.005
Cao, Y., Zhou, H., Li, B. K., Long, S., & Liu, M. S. (2011). Singularity elimination of Stewart parallel manipulator based on redundant actuation. In Advanced Materials Research (Vol. 143, pp. 308-312). Trans Tech Publications.
Kyrychenko, A.M., Al Ibrakhimi Metak. (2017). Verstat paralelnoyi struktury z nadlyshkovo pryvodamy ta spetsialnim robochym orhanom [Machine-tool of parallel structure with redundant actuators and a special working body]. Kompleksne zabezpechennya yakosti tekhnolohichnykh protsesiv ta system, 136-137.
Müller, A. (2013). On the terminology and geometric aspects of redundant parallel manipulators. Robotica, 31(1), 137-147. https://doi.org/10.1017/S0263574712000173
Natal, G. S., Chemori, A., & Pierrot, F. (2012, May). Dual-space adaptive control of redundantly actuated parallel manipulators for extremely fast operations with load changes. In Robotics and Automation (ICRA), 2012 IEEE International Conference on (pp. 253-258). IEEE.
Sirotkin, R., & Serkov, N. (2006). Experimental Researches of Accuracy, Rigidity and dynamic Properties-5-axis Machining Centre Hexamech-1 The 5th Chemnitz Parallel Kinematic Seminar 2006. April 25-26. Conference Proceedings. In Conference Proceedings. Zwickau: Verlag Wissenschaftliche Scripten.
Kyrychenko, A. M., Al Ibrakhimi Metak M.A. (2018). Robochyi prostir ta osoblyvosti 5-osovoho paralelnoho verstata z nadlyshkovymy pryvodamy [Workspace and singularities of 5-axis parallel robot with redundant actuation]. Komp’iuterno-intehrovani tekhnolohii: osvita, nauka, vyrobnytstvo, 30-31, 196-200.
Kyrychenko, A.M., Al Ibrakhimi Metak. (2017). Bahatokoordinatniy verstat z nadlyshkovim mekhanizmom paralelnoyi struktury ta spetsialnim robochym orhanom [Multi-coordinate machine with redundant mechanism of parallel structure and special working body]. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannya, avtomatyzatsiya, 30, 57-64.
Hrechka, A. I., Kyrychenko, A. M., Al-Ibrakhimi Metak M. A. (2016). Pryvid peremishchennia vykhidnoho orhana verstata z shistma shtanhamy / Patent na korysnu model № 112828 [The drive for moving the output of the machine with six rods / Patent for Utility Model No. 112828]. Biul., 24. 26.12.2016.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
