Экспериментальное исследование жесткости технологической системы на базе промышленного робота KUKA KR 300 R2500 ULTRA
Аннотация
деталей, имеющих как значительные габаритные размеры, так и сложные труднодоступные поверхности для обработки. Изготовление таких деталей производится
на специализированном оборудовании, которое имеет такие же значительные габаритные размеры. Однако сложность конструкции ряда деталей, таких как корпус ракетного двигателя, емкости большого объема, неразборные металлоконструкции и т. д., а также их труднодоступность, нивелирует технологические возможности данного оборудования.
В настоящее время для обработки таких деталей используют промышленных
роботов, оснащенных инструментальными шпинделями. Наличие большого количества степеней свободы данного оборудования, сравнительно небольшие габаритные размеры и обширность рабочей зоны позволяют их эффективно использовать в данной сфере машиностроения. Однако недостаточно изученная жесткость данного оборудования, отсутствие конкретных рекомендаций по их применению
значительно ограничивают сферу их применения. Таким образом, вопросы, связанные с взаимным влиянием жесткости технологической системы, силой резания
и режимами резания при изготовлении крупногабаритных деталей при помощи промышленных роботов, актуальны и требуют всестороннего исследования.
С целью исследования динамических процессов при изготовлении крупногабаритных деталей с использованием промышленного робота проведены эксперименты по определению амплитудно-частотных характеристик вибраций, возникающих в процессе обработки.
Экспериментальное исследование позволило установить, что жесткость технологической системы изменяется в широком диапазоне. При этом жесткость детали при импульсной нагрузке отличается от жесткости при фрезеровании не менее чем на порядок, а жесткость шпинделя при фрезеровании отличается от жесткости детали не менее чем на 2 порядка.
Исходя из этого в процессе проектирования механической обработки крупногабаритных нежестких деталей при помощи промышленных роботов необходимо учитывать наихудшие условия по жесткости. Целесообразно дальнейшие рекомендации по назначению режимов резания при изменяющихся условиях обработки основывать на учете математического моделирования жесткости элементов
технологической системы. Также для автоматизации процесса съема параметров жесткости технологической системы актуальной задачей ставится определение
путем тестового определения вибраций на шпинделе промышленного робота и косвенной оценкой микроперемещений на детали.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Кучина, О.Б. Проектирование машиностроительного производства: учебное пособие к практическим занятиям / О.Б. Кучина; под ред. Ю.Г. Микова. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ,
– 63 с.
Проектирование механосборочных цехов: учебник / Г.Н. Мельников, В.П. Вороненко; под ред. А.М. Дальского. – М.: Машиностроение, 1990. – 352 с.
Проектирование машиностроительных заводов и цехов: справочник: в 6 т / под ред. Е.С. Ямпольского. – М.: Машиностроение, 1974. – Т. 4.
Машиностроительное производство: учебник / В.П. Вороненко, А.Г. Схиртладзе, В.Н. Брюханов; под ред. Ю.М. Соломенцева. – М.: Высш. школа, 2001. – 304 с.
Huynh, H.N. Direct method for updating flexible multibody systems applied to a milling robot / H.N. Huynh, H. Assadi, V. Dambly et al. // Robotics and Computer-Integrated Manu-facturing. – 2021. – Vol. 63.
Экспериментальные исследования жёсткости станка–робота / Б.А. Еникеев, А.Р. Сайдуганов, О.К. Акмаев и др. // Станкостроение и инновационное машиностроение: материалы всероссийской научно-технической конференции. – Уфа: Изд-во УГАТУ, 2019. – С. 273–276.
Бутенко, В.И. Влияние динамической жёсткости технологического робота на качество обработанной поверхности детали / В.И.Бутенко, И.В. Давыдова, Т.В Атоян // Вестник БГТУ. – 2019. – № 2(75). – С. 21–27.
Дударев, А.С. Инновационное применение роботов для производства изделий из полимерных композиционных материалов / А.С. Дударев // СТИН. – 2018. – № 10. – С. 2–6.
Иванова, А.В. Робототехнический комплекс удаления заусенцев после фрезерования деталей / А.В. Иванова, Б.Б. Пономарёва, А.В. Савилов и др. // Вестник ИРНИТУ. – 2013. –
№ 11 (82). – С. 49–53.
Кудояров, Р.Г. Методика измерений виброустойчивости станка-робота / Р.Г. Кудояров,
С.И. Фецак, Р.Р. Башаров // Станкостроение и инновационное машиностроение: материалы всероссийской научно-технической конференции. – Уфа: Изд-во УГАТУ, 2019. – С. 292–296.
Nubiola, A. Absolute calibration of an ABB IRB 1600 robot using a laser tracker / A. Nubiola, I.A. Bonev // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. – 2013. – Vol. 29, № 1. – P. 236–245.
Nguyen, V. Active vibration suppression in robotic milling using optimal control./ V. Nguyen, J. Johnson, S. Melkote // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2020. – Vol. 152.
He, F.-X. A chatter-free path optimization algorithm based on stiffness orientation method for robotic milling / F.X. He, Y. Liu, K. Liu // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2019. – Vol. 101, № 9–12. – P. 2739 –2750.
Increasing Machining Accuracy of Industrial Manipulators Using Reduced Elastostatic Model / S. Mamedov, D. Popov, S. Mikhel et al. // Lecture Notes in Electrical Engineering. – 2020. – Vol. 613. –
P. 384–406.
Klimchik, А. MSA-technique for stiffness modeling of manipulators with complex and hybrid structures / A. Klimchik, A. Pashkevich, D. Chablat // IFAC-PapersOnLine. – 2018. – Vol. 51, № 22. – P. 37–43.
Guo, Y Stiffness-oriented posture optimization in robotic machining applications / Y. Guo, H. Dong, Y. Ke // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. – 2015. – Vol. 35. – P. 69 –76.
Габитов, А.А. Анализ обеспечения точности позиционирования промышленных роботов / А.А. Габитов, А.В. Каляшина // Вестник казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2018. – № 4. – С. 49–54.
Сравнительный анализ качества обработанной поверхности по параметру шероховатости на станке-роботе и станке классической компоновки / Б.А. Еникеев, Р.Р, Баниров,
А.Р. Сайдуганов и др. // Станкостроение и инновационное машиностроение: материалы всероссийской научно-технической конференции. – Уфа: Изд-во УГАТУ, 2019. – С. 266–272.
Измерение собственных и вынужденных частот робота-станка и станка мод. 500V/5 / А.Ф. Гаймалов, Б.А. Еникеев, А.Н. Типеев и др. // Станкостроение и инновационное машиностроение: материалы всероссийской научно-технической конференции. – Уфа: Изд-во УГАТУ,
– С. 318–224.
Нуркенов, А.Х. Методика моделирования круглого врезного шлифования с учетом фактической жесткости технологической системы / А.Х. Нуркенов, А.В. Геренштейн,
Н.М. Машрабов // Материалы LIV международной научно-технической конференции «Достижения науки – агропромышленному производству». Челябинск: ЧГАА. – 2015. – № 3. – С. 92–98.
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.