Динамика движения робота-станка с параллельной кинематикой (гексапода) для окончательной обработки деталей сложной геометрии

• Автор: Мамаев, Юрий Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Г лава 1. Анализ состояния проблемы и методы ее решения
1.1 Характеристика объекта исследования. Окончательная обработка
на станках с параллельной кинематикой
1.2 Анализ перспективных схем и технических решений
роботов-станков с параллельной кинематикой
1.3 Компоновочные схемы гексаподов
1.4 Обзор научных публикаций и постановка задачи исследований
Глава 2. Кинематический и динамический анализ параллельных роботов
2.1. Задачи кинематического анализа параллельных роботов
2.2 Решение обратной задачи кинематики для гексапода
2.3 Постановка прямой задачи кинематики для параллельных роботов
2.4 Оптимизация траектории движения выходного звена робота-станка
2.5. Методы решения задач динамики для параллельных роботов
2.6 Построение математической модели динамики гексапода
2.7 Использование имитационного моделирования с ЗВ-моделыо гексапода для получения ошибок системы управления
2.8 Выводы
Глава 3. Разработка системы управления роботом-гексаподом на основе нейронных сетей
3.1 Схема управления роботом-станком
3.2 Подбор алгоритма обучения нейронной сети
3.2.1 Математическое описание алгоритма обратного распространения ошибки
3.2.2 Метод «имитации отжига»
3.2.3 Комбинирование обратного распространения с методом «имитации отжига»
3.3. Реализация комбинированного алгоритма для обучения НС
3.4. Методика распараллеливания обучения нейронной сети

3.5 Применение НС для решения прямой задачи кинематики
3.6 Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования робота-станка гексапода
4.1. Описание макетного образца
4.2 Обоснование применения шаговых двигателей
4.3 Элементная база
4.3.1 Датчики положения
4.3.2 Шаговый двигатель и блок управления
4.3.3 Блок питания
4.4 Измерение точности позиционирования выходного звена гексапода
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Развитие машиностроительной индустрии России требует совершенствования средств и методов обработки, а также контроля геометрии поверхностей деталей сложной формы на основе технологического оборудования, использующего принципы мехатроники. Применение традиционных станков с ЧПУ или роботизированных комплексов все чаще оказывается малоэффективным для решения задач обработки поверхностей сложной геометрии и формирования этих поверхностей рабочим инструментом, подачей команд от управляющего компьютера. Одним из вариантов решения этой проблемы является использование механизмов параллельной кинематики, которые имеют: надежную конструкцию, высокую производительность благодаря динамике и | сочетанию технологий, гибкость настройки и многое другое.
Роботы-станки с параллельной кинематикой применяются при производстве различных приспособлений, пресс-форм, лопаток турбин, носовых обтекателей для реактивных двигателей, других изделий сложной геометрии и выполняют обработку с более высоким быстродействием по сравнению с обычным оборудованием.
Объектом исследования данной работы является робот-станок с параллельной кинематикой (гексапод), обеспечивающий шесть степеней свободы выходному звену и обладающий высокой точностью позиционирования, который предназначен для выполнения различных технологических операций.
Предметом исследования являются динамические процессы, происходящие в роботе-станке с параллельной кинематикой (гексаподе), который обеспечивает шесть степеней свободы выходному звену, обладает высокой точностью позиционирования и предназначен для выполнения различных технологических операций.

Д) е)
Рис 2.2. Зависимость длин штанг /,(а), /2(б), /3 (в), /4(г), гексапода от углов (р и в.
/5(д) и /6(е)