Автоматизированная система оценки влияния температурных процессов на точность позиционирования станков с параллельной кинематикой

• Автор: Бровкина, Юлия Игоревна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Исследования в области тепловыделения в станках.

1.1.1. Экспериментальные исследования температурных полей и температурных деформаций станков

1.1.2. Аналитические методы исследования теплового состояния станков.

1.1.3. Источники тепловыделения в стайках и методы компенсации тепловых деформаций.

1.2. Механизмы с параллельной структурой.

1.3. Постановка задачи.

II. КИНЕМАТИКА МНОГОПОДВИЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ.

2.1. Решение прямой задачи кинематики матричным методом

2.1.1. Решение прямой задачи кинематики для роботастанка для обработки лопаток турбин матричным методом
2.1.2. Решение прямой задачи кинематики геометрическим методом для оборудования типа трипод
2.2. Кинематический анализ манипуляторов параллельной структуры методом на основе теории винтов.
2.3. Обратная задача кинематики
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
III. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОЦЕССОВ В УЗЛАХ СТАНКОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКОЙ.
3.1. Общие положения расчета нестационарных температурных полей и температурных деформаций.
3.2. Оценка теплового поля и температурных деформаций механизма с ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКОЙ ТИПА ГЕКСАПОД.
3.3. Оценка теплового поля и температурных деформаций робота
ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛОПАТОК ТУРБИН
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
IV. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАСЧЕТ ОТКЛОНЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКОЙ С УЧЕТОМ ТЕМПЕРАТУРНОГО ФАКТОРА
4.1. Расчет траектории движения платформы.
4.2. Расчет управляемых координат платформы.
4.3. Расчет деформаций стержневых составляющих механизмов с параллельной кинематикой.
4.4. Расчет новых координат подвижной платформы.
4.5. Примеры расчета ошибки позиционирования для некоторых станков с параллельной кинематикой.
4.5.1. Робот 3х подвижная система транспортировки материала
4.5.2. Фрезерный станок фирмы x.
4.5.3. i ТМ5
4.6. Методы компенсации тепловых деформаций станков с параллельной кинематикой.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Невозможно обеспечить качественное управление системой, если ее математическая модель не известна с достаточной точностью. Методы исследования. Результаты работы получены путем аналитических расчетов с применением теории робототехники, метода конечных элементов для решения нестационарных тепловых задач, законов математической статистики и методов аналитической геометрии. Для построения математической модели могут быть использованы как теоретические, так и экспериментальные методы. Любая модель представляет изучаемый объект лишь в некоторых его свойствах, при этом изучение отдельных свойств моделируемой системы осуществляется ценой отказа от исследования других ее свойств. Достоверность знания, полученного с помощью моделирования, тем выше, чем полней аналогия прототипа и модели, поэтому возможности методов моделирования необходимо рассматривать в связи с тем, какой критерий подобия использовался при создании модели (аналогия результата, поведения, структуры) и каким образом она получена. Практическая ценность. На основе разработанной методики создан программный продукт, позволяющий оценить влияние нагрева основных узлов и деталей станков с параллельной кинематикой на выходную точность. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались автором на У1-й научной конференции МГТУ «СТАНКИН» и «Учебнонаучного центра математического моделирования МГТУ «Станкин» - ИММ РАН» в г. Москва), на УШ-й научной конференции МГТУ «СТАНКИН» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «Станкин» - ИММ РАН» в г. Москва), на кафедре АТП Владимирского государственного университета ( г. По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы. Автор выражает глубокую благодарность к. А.К. Алешину (ИМАШ РАН) за практические советы и консультации по целому ряду вопросов. Развитие техники связанно с непрерывным повышением требований к точности машин, включая ее сохранение под нагрузкой и во времени. Постоянный поиск принципиально новых решений привел к появлению механизмов с параллельной кинематикой. Уже почти лет станки с параллельной кинематикой привлекают внимание ученых и специалистов и являются не только темами многочисленных исследований в различных научных центрах и институтах, но и постепенно находят практические применение на заводах различных отраслей. Для дальнейшего развития параллельных структур, расширения и углубления областей их применения необходимо четко определить требования, предъявляемые к этому оборудованию заказчиками в зависимости от его назначения. В.А. Таблица 1. Легко заметить, что' . Одним из важных требований является контроль над тепловыми процессами, происходящими в станках. Проблеме температурных процессов в станках традиционной компоновки посвящено достаточно большое число работ, что нельзя сказать о группе станков с параллельной кинематикой. Первые исследования тепловых процессов в станках, проводимые под руководством Д. Н. Решетова, относятся к концу -х началу -х годов XX века. По мере возрастания потребности машиностроения в высокоточном и высокоскоростном оборудовании возрастало и количество работ, посвященных расчету и исследованию тепловых процессов. Исследования в области тепловыделения в станках. Наибольший вклад в температурные исследования станков внесли Д. Н. Решетов, Ю. Н. Соколов, A. B. Пуш, В. И. Алферов, А. П. Сегида. В работах данных авторов проведены исследования источников тепловыделения в станках, исследования температурных полей и деформаций основных узлов станков, экспериментально определены коэффициенты теплоотдачи для некоторых деталей станков, коэффициенты теплопроводности стыков [2, 3, 4, 5, 8, 2, 2, 9]. Методика расчета температурных полей и температурных деформаций узлов и деталей станков, получившая в дальнейшем свое развитие была предложена Ю. Н. Соколовым [6, 7, 8, 9]. Решение задач связанных с исследованием влияния тепловых процессов на точность станков, проводятся двумя методами: экспериментальным и теоретическим. Экспериментальные исследования температурных полей и температурных деформаций станков.