Влияние точности изготовления планетарно-цевочного редуктора на точность позиционирования робота параллельной структуры

Повышенная точность при высокоскоростном позиционировании рабочего органа параллельных роботов по сравнению с таковой у серийных роботов, имеющих последовательную структуру, часто служит основной причиной их применения в различных современных производствах, таких как изготовление печатных плат для микроэлектроники. Однако, несмотря на более высокую теоретическую точность позиционирования, обусловленную кинематической структурой параллельного робота, на практике эта характеристика во многом зависит от точности выполнения отдельных элементов этого механизма, важнейшими из которых являются редукторы приводов его входных пар. Предложено решение актуальной задачи по определению влияния точности изготовления планетарно-цевочных редукторов, входящих в состав привода пятизвенного параллельного робота, на точность позиционирования его выходного звена. Определена конкретная взаимосвязь между номером квалитета размеров деталей редуктора и точностью позиционирования робота. Выявлена неравномерность точности позиционирования по осям координат рабочей зоны. Установлено, что рядом с областью особых положений робота его точность позиционирования резко падает.

Литература

[1] Хейло С.В., Глазунов В.А., Палочкин С.В. Манипуляционные механизмы параллельной структуры. Структурный анализ. Кинематический и силовой анализ. Москва, МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2011. 153 с.

[2] Ganiev R.F., Glazunov V.A., Filippov G.S. Urgent problems of machine science and ways of solving them: wave and additive technologies, the machine tool industry, and robot surgery. J. Mach. Manuf. Reliab., 2018, vol. 47, no. 5, pp. 399–406, doi: https://doi.org/10.3103/S1052618818050059

[3] Ларюшкин П.А. О подходе к предварительной оценке точности позиционирования параллельного манипулятора с тремя степенями свободы. Инженерный вестник, 2015, № 3. URL: http://ainjournal.ru/doc/764245.html

[4] Briot S., Bonev I.A. Are parallel robots more accurate than serial robots? CSME Trans., 2007, vol. 31, no. 4, pp. 445–455, doi: https://doi.org/10.1139/tcsme-2007-0032

[5] Иванов А.С., Ермолаев М.М., Муркин С.В. К расчету и конструированию современных мотор-редукторов. Современное машиностроение. Наука и образование. Матер. 4-й Межд. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2014, с. 377–388.

[6] Артемов И.И., Чуфистов Е.А., Липов А.В. и др. Обеспечение качества планетарно-цевочных передач при проектировании и производстве. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, 2018, № 3, c. 124–139, doi: https://doi.org/10.21685/2072-3059-2018-3-12

[7] Синицына Ю.В. Исследование влияния точности изготовления на надежность планетарно-цевочного редуктора. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2020, № 9, с. 9–17, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2020-9-9-17

[8] Rahul K., Raheman H., Paradkar V. Design and development of a 5R 2DOF parallel robot arm for handling paper pot seedlings in a vegetable transplanter. Comput. Electron. Agric., 2019, vol. 166, art. 105014, doi: https://doi.org/10.1016/j.compag.2019.105014

[9] Захаров М.Н., Ларюшкин П.А., Эрастова К.Г. Определение геометрических параметров плоского пятизвенного механизма из условия обеспечения его устойчивой работы в заданной области. Вестник машиностроения, 2017, № 11, с. 10–13.

[10] Laryushkin P.A., Glazunov V.A., Erastova K.G. On the maximization of joint velocities and generalized reactions in the workspace and singularity analysis of parallel mechanisms. Robotica, 2019, vol. 37, no. 4, pp. 675–690, doi: https://doi.org/10.1017/S026357471800125X

[11] Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. Москва, Машиностроение, 1966. 307 с.

[12] Синицына Ю.В. Влияние кинематики мотор-редуктора на удельный момент. Евразийское Научное Объединение, 2017, т. 1, № 10, с. 56–58.

[13] Merlet J.-P. Parallel robots. Springer, 2006. 402 p.

[14] Ларюшкин П.А. Классификация и условия возникновения особых положений в механизмах параллельной структуры. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2017, № 1, с. 16-23, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2017-1-16-23

[15] Глазунов В.А., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф. Пространственные механизмы параллельной структуры. Москва, Наука, 1991. 95 с.

[16] Эрастова К.Г., Ларюшкин П.А. Оптимизация геометрических параметров механизмов параллельной структуры методом SQP из условия максимизации эффективной рабочей зоны на примере пятизвенного манипулятора. Мат. МИКМУС-2017. Москва, ИМАШ РАН, 2018, с. 356–359.

[17] Rauf A., Kim S.G., Ryu J. A new measurement device for complete parameter identification of parallel manipulators with partial pose measurements. 4th Chemnitz Parallel Kinematics Seminar. Chemnitz, Germany, 2004, pp. 89–106.