Экспериментальное исследование статических и динамических свойств механизма параллельной структуры на примере несущей системы станка - гексапода

• Автор: Сироткин, Ростислав Олегович
• Шифр специальности: 05.02.11, 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ГЛАВА I. ТЕНДЕНЦИИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ В НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЕ 5-ТИ КООРДИНАТНЫХ МНОГОЦЕЛЕВЫХ СТАНКОВ

1.1. Основные тенденции развития современной технологии обработки резанием в

самолётостроении и требования к НС 5-координатных фрезерных станков

1.2. Классификация структурных схем 5-ти координатных станков по признаку связности приводов

1.2.1. Основные термины и определения, используемые в работе

1.2.2. Построение классификации

1.2.3. Традиционные конструкции НС станков с ЧПУ (структура Р5С0)

1.2.4. Станки параллельной структуры Р0С6

1.2.5. Станки гибридной структуры Р1С6 и Р2СЗ

1.3 Постановка задачи исследования

Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОЧНОСТИ

ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ «ЭТАЛОННОЙ ТРАЕКТОРИИ»
НА СТАНКЕ-ГЕКСАПОДЕ
2.1. Исследование точности позиционирования
2.1.1.Точность позиционирования по линейным координатам
2.1.2.Точность позиционирования по угловым координатам
2.1.3.Выводы по исследованию точности позиционирования
2.2. Точность воспроизведения «эталонной» окружности
2.2.1.Методики оценки точности движения по «эталонной» траектории
2.2.2Результаты исследования точности отработки круговой траектории в различных плоскостях расположения эталонной окружности (ХУ, Х°У, Х2, Х°Е, YZ) и при различных скоростях обхода
2.2.3.Влияние радиуса окружности па точность обхода контура
2.2.4 Выводы по точности обхода эталонной траектории - окружности
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ
ЖЁСТКОСТИ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ СТАНКА-ГЕКСАПОДА
3.1. Методика измерения статической жёсткости
3.2. Результаты измерения статической жёсткости
3.3. Сравнение жесткости НС станка «Гексамех-1» с жесткостью станков и приборов
других конструкций
3.4. Соотношение интегральной жёсткости НС станка-гексапода и жёсткости
отдельной штанги
3.5. Выводы по результатам исследования статической жесткости станка «ГексамехГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОДАТЛИВОСТИ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ СТАНКА - ГЕКСАПОД А
4.1. Гармоническое силовое воздействие
4.1.1. Описание метода гармонического силового воздействия

4.1.2. Результаты измерения динамической податливости методом гармонического силового воздействия на НС станка
4.2. Ступенчатое силовое воздействие
4.2.1.Описание метода
4.2.2.Результаты измерения динамической податливости методом ступенчатого силового воздействия нагружающей силы
4.3 Выводы по главе
ГЛАВА V. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАНКА - ГЕКСАПОДА ПРИ ОБРАБОТКЕ ТЕСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И ОБРАЗЦОВ - ИЗДЕЛИЙ
5.1. Методика натурных исследований
5.2. Проверка наличия поперечных колебаний при импульсном силовом воздействии на платформу Гауфа - Стюарта через приводы штанг
5.2.1. Обработка поверхности. Направление обработки вдоль оси У (движение, осуществляемое платформой)
5.2.2. Обработка поверхности. Направление обработки - в плоскости оси X (движение, осуществляемое столом)
5.2.3. Параметры «вибрационного следа» при различных режимах резания
5.3. Исследование колебаний корпуса шпинделя в поперечном направлении к направлению движения корпуса шпинделя (поперечные колебания без резания)
5.3.1. Метод и средства измерения поперечных колебаний без резания
5.3.2. Результаты измерения поперечных колебаний при движении платформы в направлении оси У
5.3.3. Результаты измерения поперечных колебаний при движении стола в направлении оси X
5.4. Поведение несущей системы станка при входе и выходе фрезы из металла
5.5. Параметры «вибрационного следа» при обработке образца - изделия №
5.6. Выводы по результатам натурных исследований станка с параллельной
структурой при резании путем обработки образцов-изделий
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение №
Приложение №2
Приложение №
Актуальность темы. В настоящее время остро стоит задача создания и внедрения высокотехнологичного оборудования, соответствующего тенденциям развития современных производств. В области самолетостроения тенденции развития конструкций самолетов и современных технологий их сборки требуют перехода от сборных деталей к монолитным. Это, в свою очередь, ставит новые задачи перед станкостроением, в частности существенно повысить скорость съема металла при обработке алюминиевых сплавов. Создание станков с соответствующими характеристиками связано с разработкой новых механизмов их несущих систем (НС), обладающих улучшенными статическими и динамическими свойствами.
К таким механизмам относятся механизмы параллельной структуры, в которых выходное звено, несущее режущий инструмент или обрабатываемую деталь приводится в движение несколькими параллельными кинематическими цепями.
В Институте машиноведения им. А. А. Благонравова РАН традиционно ведутся работы по теоретическому исследованию кинематических, статических и динамических свойств и структурному синтезу механизмов параллельной структуры (Диментберг Ф.М., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф., Умнов
Н.В., Глазунов В.А, Синёв A.B., Афонин В.Л. и др.).
Большой вклад в развитие теоретических основ построения машин, в частности роботов, построенных с использованием механизмов параллельной структуры, внесли ученые: Каган В.Г., Подураев Ю.В., Челпанов И.Б., проф. Neugebauer R. (IWU, Germany) Neumann К.Е. (SMT Tricept AB, Sweden) и др.
Первый в России станок-гексапод, позволяющий проводить 5-координатную фрезерную обработку, был создан в Новосибирском электротехническом институте в 1981 г. Учитывая этот опыт, в «Национальном институте авиационных технологий» был создан первый опытный образец

Всплески отклонений наблюдаются совершенно в других местах. «Волны» имеют примерно тот же самый характер. С увеличением скорости обхода траектории наблюдается увеличение высокочастотных колебаний (дребезга), равномерно по окружности.
На рис. 2.19 представлены кривые отклонения в зависимости от направления обхода для случая по рис. 2.18,(в). Волны отклонений имеют амплитуду порядка 2а = 20 мкм с шагом 25,4мм что и на рис. 2.17. На эти волны наложены всплески, число которых равно 6 (число штанг). Из этого можно сделать вывод, что всплеск вызывается реверсом в движении вдоль штанги. На рис. 2.20 отдельно выделены «всплески».
а) б)
Рис. 2.19. Кривые отклонения от окружности по рис. 2.15 (в)
Рис. 2.20. «Всплески» от реверса при обходе окружности.