Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
11 results
Search Results
Item Дослідження рухових можливостей кінематичних ланок МПС при формоутворюючих рухах осьовим інструментом(ЦНТУ, 2025) Вахніченко, Д. В.; Годунко, М. О.; Писанка, С. В.; Vakhnichenko, D.; Hodunko, M.; Pysanka, S.В статті виконано кінематичний аналіз формоутворюючих рухів верстату з механізмом паралельної структури (МПС) при виконанні типових технологічних операцій. Розглянуто математичну модель верстату типу «гексапод» при виконанні даних операцій, таких як свердління та фрезерування. Досліджено рухові можливостей кінематичних ланок МПС при лінійних, площинних та просторових формоутворюючих рухах. Визначено залежності між координатними рухами інструменту в процесі обробки та зміною довжини кінематичних ланок МПС. Any proposed design of a machine with parallel kinematics machine (PKM) requires justification of the choice of design parameters and technical characteristics for the further implementation of this equipment in production. Since the coordinate movements of the executive body for the implementation of the technological operation associated with the processing of parts are performed by kinematic links, the indicator of the motor capabilities of the kinematic links of the PKM during the shaping process was investigated. To carry out research in the MathCad, a general mathematical model of the design of a machine with PKM. First of all, boring and drilling schemes are considered, in which the tool moves along one or more coordinates simultaneously. Then, processing according to technological schemes with complex tool motion trajectories is considered, milling in a plane according to the technological schemes: along an astroid, along an Archimedean spiral, along an elongated cycloid and along an epicycloid. The change in the length of kinematic links during typical technological movements in space is considered according to the processing schemes along a cylindrical and conical helical line etc.Item Кінематичні залежності двокоординатного механізму паралельної структури з поворотним кріпленням шарнірів штанг змінної довжини(ЦНТУ, 2022) Кропівний, О. О.; Гречка, А. І.; Кириченко, А. М.; Щербина, К. К.; Kropivny, O.; Hrechka, A.; Kyrychenko, A.; Shcherbyna, K.Запропоновано новий оригінальний механізм паралельної структури з розширеними межами руху шпиндельного вузла по двом координатам. Розвʼязано пряму і зворотню кінематичні задачі для нового механізму паралельної структури. Виокремлено межі розвʼязку знайдених аналітичних залежностей. Розраховано основні вихідні кінематичні параметри механізму. In the article the kinematic problem for a new two-axis parallel manipulator with rotary hinged parallelogram, the source of which is a spindle unit, is performed. The analysis of the received kinematic dependencies is carried out. The presence of special provisions of the source body of the mechanism is established. The directions of further scientific researches are outlined. The parallel manipulator structure for consideration differs from previously developed fastenings of hinges of rods of variable length on rotary levers which rotation is coordinated with rotation of an initial link with a spindle unit. On the basis of the developed scheme mathematical dependences for lengths of actuators are established. The performed mathematical transformations allowed to solve direct and inverse kinematic problems for the mechanism. Analysis of the obtained kinematic dependences showed the presence of special positions of the initial body of the mechanism in the form of kinematic parallel singularities. Their graph is given. Graphs of changes of coordinates of an output link at change of lengths of rods of the drive of giving are shown. The analysis of graphic dependences shows existence of such combinations of constructive parameters of the mechanism at which the drive of giving starts to work in a multiplicative mode. The obtained dependences will allow to ensure the functioning of the kinematic circuits of the feed drive of this mechanism. The established points of the kinematic parallel singularity of the feed drive and its operation in the multiplicative mode require further consideration taking into account the dynamic loads. By selecting the design parameters of the mechanism, it is possible to achieve close to rectilinear relationships between changes in the length of the rods and the movement of the spindle unit.Item Дослідження кутових переміщень платформи МПС із ріжучим інструментом(ЦНТУ, 2020) Павленко, I. I.; Годунко, М. О.; Кислун, О. А.; Костюк, Є. С.; Pavlenko, I.; Hodunko, M.; Kyslun, O.; Kostyuk, E.; Павленко, И. И.; Костюк, Е. С.В статті виконано аналітичний розрахунок величини переміщення виконавчого органу верстата з механізмом паралельної структури (МПС) по лініям в поперечному напрямку під кутом. Досліджено вплив конструктивних параметрів МПС на значення цих переміщень виконавчого органу. For the manufacture of parts of complex shapes, it becomes necessary to move the cutting tool along the line at a certain angle. For this, machines equipped with mechanisms of parallel structure are used. Only a study of the movable capabilities of these mechanisms makes it possible to introduce them into production. The studies focus on the transverse movement of the center of the moving platform of the parallel structure mechanism for a hexapod machine, as a material point moving along a line depending on the angle of contact of the tool and the perpendicular to the plane of the work surface (axis of symmetry of the mechanism). To determine the possible positions of the center of the moving platform, we consider a generalized scheme of the parallel structure mechanism. Given the restrictions on movement, the area of possible positions is divided into zones: Zrp - without a cutting tool; Zri - the zone of positions of the top of the instrument. The part that is being processed is installed on the technological device, which is placed on the basis of a parallel structure mechanism. Parameters of a machine with a parallel structure mechanism: a, b - distance between the supports of the stationary carrier system and the executive body, respectively; Lmax is the maximum length of the kinematic links; lmin is the minimum length of the kinematic links; li is the current length of the kinematic links; l is the magnitude of the transverse movement; φ is the angle of inclination of the executive body; hi is the current position of the executive body of the mechanism of the parallel structure in height. The assessment of motor capabilities is determined by the displacement index, which is the ratio of the actual displacement value l to the theoretically possible one (taken equal to the maximum rod length Lmax). From the above dependencies it is seen that the influence of the motor capabilities of the rods on the relative displacement provides an increase in the displacement index in the indicator section from 0.45 to 0.65, then the section that is affected by the slope of the displacement line, with a decrease in which the displacement in the area of0.8 up to 1 movement decreases again, this is due to the complex geometry of the service area ofthe working space of the machine with a parallel structure mechanism. On the effect of the ratio of the sizes of the movable to the fixed platform on the relative displacement, we have that with an increase in the indicator, the initial indicator of the relative displacement also increases, with a value of the exponent n starting from 0.6 its value decreases in all cases. The influence of the ratio of the maximum displacement of the rods to the size of the fixed platform, on the relative displacement has the opposite of the previous character. With an increase in the indicator m, the relative displacement indicator increases, with a further increase in the indicator m, it can be seen that significantly decreases the displacement indicator and with a value less than 0.6. В статье выполнен аналитический расчет величины перемещения исполнительного органа станка с механизмом параллельной структуры (МПС), по линиям в поперечном направлении под углом. Исследовано влияние конструктивных параметров МПС на значение этих перемещений исполнительного органа.Item Багатокоординатний верстат з надлишковим механізмом паралельної структури та спеціальним робочим органом(ЦНТУ, 2017) Кириченко, А. М.; Метак, Аль Ібрахімі; Kyrychenko, A.; Methaq, AlibraheemiУ статті досліджуються перспективи вдосконалення багатокоординатного обладнання паралельної структури з ланками змінної довжини шляхом введення надлишкових приводів. Запропоновано нову конструкцію п’ятикоординатного верстата з надлишковим механізмом паралельної структури 2R3T та спеціальним робочим органом, яка дозволяє позбавитись від особливих положень у робочому просторі та розширити діапазон кутів повороту обертальних ступенів вільності до 120º та 180º відповідно, розглянуто ряд можливих компоновок подібних верстатів. The article is aimed to develop a new 5-dof redundant parallel manipulator 2R3T (2 rotational and 3 translational degrees of freedom) with custom end effector to eliminate singularities in the workspace and provide advanced orientation ability for machine tools applications. The new redundant parallel manipulator with 5 controllable degrees of freedom has 6 variable-length links actuators connected to the end effector with a common axis of joints. A few possible layouts of the machine are proposed, extending the orientation capability of the end effector to 120 deg and 180 deg about two axes respectively. Kinematics and stiffness of the manipulator are considered. The further research should be aimed to direct kinematics, workspace, manipulation indices, stiffness and geometry optimization, developing a special control algorithms based on a calculated torque to keep the stability and prevent the internal stress in the manipulator structure.Item Результати дослідної ідентифікації геометричних параметрів верстата паралельної структури(КНТУ, 2012) Кириченко, А. М.; Сабірзянов, Т. Г.; Kyrychenko, A.; Sabirjanov, T.Запропоновано та експериментально підтверджено метод обчислення положень центрів шарнірних опор верстата паралельної структури «гексапод» за результатами обміру еталонної деталі вимірювальним контактним датчиком, що дозволило підвищити точність у 3-5 разів. The mathematics for computing the joint center positions of by measuring the mandrel with touch probe is proved for hexapod parallel machine tool, resulting in accuracy 3-5 times improved.Item Експериментальне визначення матриці жорсткості моделі гексапода(КНТУ, 2011) Струтинський, В. Б.; Кириченко, А. М.; Strutynsky, V.; Kyrychenko, A.Розроблено модель гексапода, конструкцію дослідного стенду та методику експериментального дослідження. За виміряними величинами пружних переміщень під навантаженням визначено елементи матриці просторової жорсткості моделі гексапода, проведене порівняння з теоретичними розрахунками. The approach to experimental identification of stiffness matrix of hexapod is suggested. The hexapod model and measurement rig are manufactured. The stiffness matrix components obtained from measured elastic deformation values, and compared to theoretical computations.Item Кінематичний аналіз механізмів паралельної структури типу «дельта»(КНТУ, 2012) Мельніченко, М. М.; Валявський, І. А.; Кропівний, В. М.; Melnychenko, N.; Valyavsky, I.; Kropivniy, V.В статті розглянуто актуальну проблему вирішення зворотної задачі кінематики механізму паралельної структури типу «дельта». Отримані результати можуть бути використані для керування обладнанням побудованого на механізмах подібного типу. In the article the actual problem solving inverse kinematics problem of the mechanism of parallel structures such as "delta". The results can be used to control equipment built on the mechanisms of this type.Item Аналіз методів орієнтації та позиціонування багатокоординатних рухомих об’єктів з механізмом паралельної структури(КНТУ, 2011) Зозуля, В. А.; Осадчий, С. І.; Zozulya, V.; Osadchy, S.В статті описано дослідження методів орієнтації та позиціонування об’єктів з механізмом паралельної структурою. Зроблено аналіз наукових робіт пов’язаних з використанням різновиду теорії механізмів - теорії гвинтів та кватерніонів, для визначення миттєвих переміщень виконавчого органу пристроїв платформенного типу. Наведені переваги та недоліки різних підходів визначення миттєвих значень. Зроблено загальний висновок, що до використання математичного апарату механіки паралельних структур з врахуванням постановки завдання позиційного управління на підставі теорії оптимального управління рухомих об’єктів. This article describes research on methods of orientation and position objects with a mechanism of parallel structure. The analysis of scientific papers related to the use of the theory of varieties of arrangements - the theory of screws and quaternions for the determination of the instantaneous displacement of the executive body of the platform type devices. The advantages and disadvantages of different approaches determine the instantaneous values. The overall conclusion that the use of mathematical tools mechanics of parallel structures should be based formulation of the problem of positional control based on optimal control theory of moving objects.Item Вплив попереднього навантаження на просторову жорсткість робочого органа верстата з механізмом паралельної структури(КНТУ, 2010) Кириченко, А. М.; Kyrychenko, A.Визначено матриці жорсткості окремих ланок та загальну матрицю жорсткості робочого органа просторового механізму паралельної структури з ланками змінної довжини. Розглянуто вплив величини навантаження на просторову жорсткість. The stiffness matrices of individual links and general stiffness matrix of spatial mechanism with variable-length links are determined in presence of preload. The impact of preload upon spatial stiffness is considered.Item Геометрична побудова робочого простору обладнання з механізмами паралельної структури(КНТУ, 2011) Кириченко, А. М.; Струтинський, В. Б.; Kyrychenko, A.; Strutynsky, V.Запропоновано метод геометричної побудови робочого простору обладнання на основі механізмів паралельної структури з врахуванням рухових можливостей приводів та обмежень кутів повороту шарнірних опор з використанням сучасних САПР. Розроблені додатки API для автоматизації побудови сукупного орієнтаційного простору (для обладнання з кількістю ступенів вільності більше трьох) дозволяють зменшити час побудови на 3 порядки у порівнянні з чисельними методами. The CAD-based geometrical method is developed for determination of parallel robots workspace considering the actuator capabilities and angular joints limits. The application to automate the construction of total orientation workspace is available which reduces construction time by 3 orders as compared to umerical methods.