Параметрический синтез формообразующих систем станков на базе механизмов с параллельной кинематикой

• Автор: Подленко, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЕЕ РЕШЕНИЯ.

ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ РАБОТЫ

1.1 Обзор современного состояния металлорежущего оборудования на базе механизмов с параллельной кинематикой

1.2 Основные положения математического моделирования станков

на базе механизмов с параллельной кинематикой

1.3 Точность обработки на станках на базе механизмов с параллельной кинематикой

1.4 Параметрический синтез и оптимизация станков на базе механизмов с параллельной кинематикой

1.5 Выводы. Постановка цели и задач исследования

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАНКОВ НА БАЗЕ МЕХАНИЗМОВ С

ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКОЙ

2.1 Моделирование процесса формообразования, реализуемого станками на базе механизмов с параллельной кинематикой
2.2 Определение статической жесткости станков на базе механизмов с параллельной кинематикой
2.3 Расчет точности обработки на станках на базе механизмов с параллельной кинематикой
2.4 Параметрический синтез станков на базе механизмов с параллельной кинематикой
2.5 Выводы
3. СОЗДАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ СРЕДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
СТАНКОВ НА БАЗЕ МЕХАНИЗМОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ
КИНЕМАТИКОЙ
3.1 Разработка программного комплекса «ГЕКСАПОД». Описание
41 структуры комплекса
3.2 Методика работы с программным комплексом «ГЕКСАПОД»
3.3 Применение программного комплекса «ГЕКСАПОД» для решения задач параметрического синтеза формообразующих систем станков на базе механизмов с параллельной кинематикой
3.4 Выводы
4. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ФОРМООБРАЗУЮЩИХ
СИСТЕМ СТАНКОВ НА БАЗЕ МЕХАНИЗМОВ С
ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКОЙ
4.1 Моделирование обработки поверхности двойной кривизны на
^ станке на базе механизмов с параллельной кинематикой
4.2 Оценка вариантов обработки поверхности двойной кривизны на

^ станке на базе механизмов с параллельной кинематикой
4.3 Повышение точности обработки поверхности двойной кривизны на станке на базе механизмов с параллельной кинематикой
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Обеспечение конкурентоспособности продукции современного машиностроения требует создания современного высокоэффективного технологического оборудования. Появление новых видов машин, транспортных средств и т.п. привело к широкому использованию сложных геометрических форм, которые довольно часто определяют их основные характеристики. Необходимость в обработке сложных поверхностей требует создания нового технологического оборудования обеспечивающего высокие показатели производительности и точности обработки. Рост вычислительных способностей управляющих систем станков с числовым программным управлением (ЧПУ) совместно с успешными научными исследованиями в области машиностроения позволил создать новый класс технологического оборудования на базе механизмов с параллельной кинематикой (МПК).
Станки на базе МПК - «гексаподы», потенциально обладают высокой производительностью, надежностью и точностью. Работы по разработке подобных станков активно ведутся как в России, так и за рубежом. Станки данного типа позволяют производить шести координатную обработку поверхностей. Высокое ускорение рабочего органа достигается за счет незначительности перемещаемых масс. Замкнутая кинематическая цепь обеспечивает более высокую жесткость всей конструкции и меньшие нагрузки на каждый привод, это в свою очередь приводит к повышению точности позиционирования рабочего органа. К преимуществам данного класса оборудования также относятся: простота базовой конструкции; простота сборки благодаря обязательному введению в систему управления позиций неподвижных точек и шарниров; идентичность используемых приводов и других компонентов, которые при массовом производстве могут быть легко унифицированы, что в свою очередь приведет к снижению стоимости подобного оборудования; отсутствие напряжений изгиба в раздвижных штангах работающих только на растяжение и сжатие.

Для нахождения угла Фа , рассмотрим вектор ЛА1 и введем добавочный вектор АА' как показано на рис. 2.8. Все расчеты ведутся в СКО.
Рис. 2.8. Нахождение угола фА
Угол фд, находим уз уравнения фА = arccos

ААГАА’
АА1 • АА'
= arccos
(Zji Zj)

AAl={XM-XA)-i + {YM-YA)-j + (ZM-ZA)-k,
ÄÄ' = {XA-XA)-i+(YA-YA)-j+(ZM-ZAyk = {ZM-ZA)-k
M= sI(xm-xa)2+{yai-ya)2+(zm-za)2
(2.10)
AA' = J(Zm-Za)2 ={zm-za)
Для нахождения угла фА і , рассмотрим вектор AtA и введем
добавочный вектор А,А" как показано на рис. 2.9. Все расчеты ведутся в СКП.