Thiết kế động học máy cắt gọt kim loại Hexapod bằng mô phỏng

Một trong những thông số cơ bản của máy cắt gọt kim loại động học song song là không gian làm việc và cần xác định trong thiết kế máy PKMT. Không gian làm việc của Hexapod có hình dáng phức tạp và phụ thuộc vào cấu trúc động học của nó, các điều kiện ràng buộc và dịch chuyển các khớp tịnh tiến, khớp quay, điều kiện va chạm giữa các trụ khi giá động chuyển động. Để tính toán thông số động học của PKMT Hexapod theo trình tự của động học nối tiếp giải quyết sẽ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế động học máy cắt gọt kim loại Hexapod bằng mô phỏng THIEÁT KEÁ ÑOÄNG HOÏC MAÙY CAÉT GOÏT KIM LOAÏI HEXAPOD BAÈNG MO PHOÛNG Th s. Hå §¾c HiÒn Trung t©m c«ng nghÖ -Tæng côc c«ng nghiÖp quèc phßng Tãm t¾t Bµi b¸o tr×nh bµy ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n Hexapod b»ng m« pháng ®Ó thiÕt kÕ m¸y c¾t gät kim lo¹i ®éng häc song song (PKMT) Hexapod. 1. ÑAËT VAÁN ÑEÀ Mét trong nh÷ng th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y c¾t gät kim lo¹i ®éng häc song song lµ kh«ng gian lµm viÖc vµ cÇn x¸c ®Þnh trong thiÕt kÕ m¸y PKMT. Kh«ng gian lµm viÖc cña Hexapod cã h×nh d¸ng phøc t¹p vµ phô thuéc vµo cÊu tróc ®éng häc cña nã, c¸c ®iÒu kiÖn rµng buéc vÒ dÞch chuyÓn c¸c khíp tÞnh tiÕn, khíp quay, ®iÒu kiÖn va ch¹m gi÷a c¸c trô khi gi¸ ®éng chuyÓn ®éng. §Ó tÝnh to¸n th«ng sè ®éng häc cña PKMT Hexapod theo tr×nh tù cña ®éng häc nèi tiÕp gi¶i quyÕt sÏ rÊt khã kh¨n. Víi H×nh 1: C¬ cÊu Hexapod. h−íng nghiªn cøu thiÕt kÕ PKMT lµ s¶n phÈm c¬ ®iÖn Vect¬ chiÒu dµi trô thø i ®−îc tÝnh: tö, sö dông m« pháng, b»ng ch−¬ng tr×nh tÝnh dùa vµo c¸c ph−¬ng tr×nh ®éng häc ng−îc dÔ dµng thay ®æi c¸c l i = p + AR B B bi − ai (1) ph−¬ng ¸n cÊu tróc cña ®èi t−îng nghiªn cøu. KÕt qu¶ Ma trËn quay víi θ1 quay quanh trôc x, θ2 quay øng dông nghiªn cøu cña ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n m« pháng Hexapod phôc vô thiÕt kÕ PKMT. quanh trôc y, θ 3 quay quanh trôc z: 2.CÔ SÔÛ TÍNH TOAÙN Do tÝnh chÊt ®èi xøng cña Hexapod vµ c¸c quü ®¹o  cos 1 0 sinθ2 1 0 θ 0 cosθ3 − sinθ3 0 RB =  0 1 0 0 cos 1 − sinθ1sinθ3 cos 3 0 chuyÓn ®éng cña gi¸ ®éng. §Ó ®¬n gi¶n bµi to¸n x¸c A θ θ ®Þnh kh«ng gian lµm viÖc, cÇn kh¶o s¸t c¬ cÊu trong hÖ − sinθ2 0 cosθ2 0 sinθ cosθ  0 0 1 to¹ ®é trô:   1 1   - θ a : 1/2 gãc gi÷a 2 khíp cÇu tÜnh c¹nh nhau (2) r - θ b : 1/2 gãc gi÷a 2 khíp cÇu ®éng c¹nh nhau - ai lµ vect¬ vÞ trÝ c¸c ®iÓm Ai , lµ vect¬ cè ®Þnh ®−îc - h : ChiÒu cao gi¸ ®éng theo trôc z t¹i vÞ trÝ trung t©m biÓu diÔn b»ng ®−êng kÝnh gi¸ cè ®Þnh: ai = ra [cos Ai , sin Ai ,0] T - z : Kho¶ng c¸ch ®iÓm P ®Õn O theo trôc OZ (3) - r : Kho¶ng c¸ch ®iÓm P ®Õn O trªn mÆt ph¼ng XOY r TÝnh ®èi xøng cña Hexapod nªn gãc A cã c¸c gi¸ trÞ - α : Gãc nghiªng cña vector ph¸p tuyÕn n cña gi¸ sau: ®éng so víi trôc OZ Ai = [60 0 − θ a ,60 0 + θ a ,180 0 − θ a ,180 0 + θ a ,− 60 0 − θ a ,− 60 0 + θ a ] - ΦAmax, ΦBmax : Gãc giíi h¹n cña c¸c khíp cÇu t¹i c¸c r ®iÓm Ai vµ Bi - bi lµ vect¬ vÞ trÝ cña c¸c ®iÓm Bi trong hÖ to¹ ®é - lmin, lmax : Giíi h¹n trªn vµ d−íi cña chiÒu dµi c¸c trô ®éng, lµ vect¬ cè ®Þnh ®−îc biÓu diÔn b»ng ®−êng kÝnh - zmax, zmin : VÞ trÝ biªn cña gi¸ ®éng theo trôc z (phô gi¸ ®éng: thuéc ®iÒu kiÖn lmin, lmax) b i = rb [cos B i , sin B i , h ] T (4) - αmax : Gãc nghiªng max cña gi¸ ®éng (phô thuéc Gãc B cã c¸c gi¸ trÞ: c¸c ®iÒu kiÖn ΦAmax, ΦBmax zmax, zmin) Bi = [θ b ,120 0 − θ b ,120 0 + θ b ,−120 0 − θ b ,−120 0 + θ b ,−θ b ] - ∆z, ∆r, ∆ϕ, ∆α : Sè gia c¸c biÕn trong qu¸ tr×nh kh¶o s¸t §Ó tÝnh to¸n kh«ng gian lµm viÖc cÇn ph©n quy luËt chuyÓn ®éng cña ®iÓm P theo c¸c ph−¬ng ¸n sau: - Gi¸ ®éng chuyÓn ®éng song song víi gi¸ cè ®Þnh. - Gi¸ ®éng nghiªng mét gãc ®Æt tr−íc vµ chuyÓn ®éng. Theo sù ph©n lo¹i trªn cho c¸c tr¹ng th¸i kh¶o s¸t, víi ®iÒu kiÖn h¹n chÕ chuyÓn ®éng m« h×nh c¬ cÊu ta x¸c ®Þnh ®−îc kh«ng gian lµm viÖc cña ®iÓm P lµ ®iÓm ®Æt ®Çu dông cô c¾t. C¸c ®iÒu kiÖn h¹n chÕ sù chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu lµ: a/ §iÒu kiÖn h¹n chÕ chiÒu dµi trô lmin< li < lmax cho ...