ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.914.1
DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-1-45-54
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). В настоящее время в промышленности применяются промышленные роботы в составе роботизированных комплексов для обработки крупногабаритных деталей, изготовляемых из композитных материалов и металлов. Например, приборные панели электровозов, корпусы пространственно-сложной формы и т.д. Существующие методы проектирования операции механической обработки вращающимися инструментами на базе роботизированных комплексов основаны на эмпирическом подборе режимов резания для каждого конкретного изделия и ограничены в универсальности применения. Отсутствие методик обоснованного назначения режимов резания и выбора режущего инструмента, учитывающих оценку колебательного процесса в технологической системе в процессе обработки на базе роботизированных комплексов негативно сказывается как на производительности обработки (занижение режимов обработки с целью обеспечения точности и качества), так и на время внедрения детали в производство. Используемые методы. В работе произведены исследования колебательных процессов в технологической системе и возможности их учета при разработке методики проектирования операции механической обработки вращающимися инструментами на базе роботизированного комплекса. Новизна. Произведено исследование колебаний роботизированного комплекса в процессе обработки крупногабаритных нежестких деталей вращающимся инструментом с целью определения жесткости технологической системы. Результат. Определена зависимость колебаний на шпинделе промышленного робота на микроперемещения заготовки, что позволило произвести расчет жесткости технологической системы роботизированного комплекса. Практическая значимость. Произведенные исследования позволяют определять жесткость технологической системы роботизированного комплекса путем тестовой обработки деталей, что позволит в дальнейшем назначать режимы резания, обеспечивающие заданную точность при максимальной производительности.
Ключевые слова
механическая обработка, вращающийся инструмент, роботизированный комплекс, колебательный процесс, микроперемещения, промышленный робот, фрезерование
Для цитирования
Исследование колебаний технологической системы роботизированного комплекса для реализации методики проектирования операции механической обработки вращающимися инструментами / В.И. Гузеев, С.В. Сергеев, А.Х. Нуркенов, В.В. Батуев, Ю.С. Сергеев, Е.В. Нестерюк // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №1. С. 45-54. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2023-21-1-45-54
1. Афонин В.Л. Робототехнические комплексы для финишной обработки пера лопаток ГТД // Экстремальная робототехника. 2017. №1. С. 382-386.
2. Интеллектуальный робототехнический комплекс для финишной обработки проточной части лопаток газотурбинных двигателей / В.Л. Афонин, Ю.В. Илюхин, М.Г. Яковлев и др. // Вестник МГТУ «Станкин». 2019. №3. С. 49-56.
3. Горисев С.А., Ефременко А.П. Возможности CAM-системы Autodesk PowerMill 2018 в машиностроении // Технология машиностроения и материаловедение. 2018. №2. С. 6-8.
4. Изготовление литейного модельного комплекта с применением станка-робота FANUC / Л.Г. Саранин, П.И. Маленко, С.К. Захаров, Д.К. Белов, О.В. Костыгова // Известия Тульского университета. Технические науки. 2018. №12. С. 519-527.
5. Рассказчиков Н.Г. Применение промышленных роботов на операциях абразивной зачистки // Мехатроника, автоматика и робоботехника. 2019. №3. С. 10-13.
6. Дударев А.С. Инновационное применение роботов для производства изделий из полимерных композиционных материалов // СТИН. 2018. №10. С. 2-6.
7. Perez R., Gutiérrez S.C., Zotovic R. A study on robot arm machining: Advance and future challenges // 29th International DAAAM Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation. Croatia: Danube Adria Association for Automation and Manufacturing. 2018, pp. 931-940.
8. Bo T., XingWei Z., Han D. Mobilerobotic machining for large complex components: A review study // Science China Technological Sciences. 2019, vol. 62, no. 8, pp. 1388-1400.
9. Iglesias I., Ares J.E., González-Gaya C., Morales F., Rosales V.F. Predictive Methodology for Dimensional Path Precision in Robotic Machining Operations // IEEE Access. 2018, vol. 6, no. 3, pp. 49217-49223.
10. Peng J.F., Ding Y., Zhang G., Ding H. Smoothnessoriented path optimization for robotic milling processes // Science China Technological Sciences. 2020, vol. 63, no. 9, pp. 1751-1763.
11. Экспериментальные исследования жёсткости станка-робота / Б.А. Еникеев, А.Р. Сайдуганов, О.К. Акмаев, Р.Г. Кудояров // Станкостроение и инновационное машиностроение: материалы всероссийской научно-технической конференции. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2019. С. 273-276.
12. Бутенко В.И., Давыдова И.В., Атоян Т.В. Влияние динамической жёсткости технологического робота на качество обработанной поверхности детали // Вестник Брянского государственного технического университета. 2019. №2(75). С. 21-27.
13. Кудояров Р.Г., Фецак С.И., Башаров Р.Р. Методика измерений виброустойчивости станка-робота // Станкостроение и инновационное машиностроение: материалы всероссийской научно-технической конференции. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2019. С. 292-296.
14. He F.-X., Liu Y., Liu K. A chatter-free path optimization algorithm based on stiffness orientation method for robotic milling // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019, vol. 101, no. 9-12, pp. 2739-2750.
15. Mamedov S., Popov D., Mikhel S., Klimchik A. In-creasing Machining Accuracy of Industrial Manipulators Using Reduced Elastostatic Model // Lecture Notes in Electrical Engineering. 2020, vol. 613, pp. 384-406.
16. Klimchik A., Pashkevich A., Chablat D. MSA-technique for stiffness modeling of manipulators with complex and hybrid structures // IFAC-PapersOnLine. 2018, vol. 51, no. 22, pp. 37-43.
17. Габитов А.А., Каляшина А.В. Анализ обеспечения точности позиционирования промышленных роботов // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2018. №4. С. 49-54.
18. Измерение собственных и вынужденных частот робота-станка и станка модели 500V/5 / А.Ф. Гаймалов, Б.А. Еникеев, А.Н. Типеев, С.И. Фецак, Ю.В. Идрисова // Станкостроение и инновационное машиностроение: материалы всероссийской научно-технической конференции. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2019. С. 318-224.
19. Barnfather J.D., Goodfellow M.J., Abram Т. Achievable tolerances in robotic feature machining opera-tions using a low-cost hexapod // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018, vol. 95, no. 1-4, pp. 1421.
20. Xiong G., Ding Y., Zhu L. Stiffnessbased pose optimization of an industrial robot for five-axis milling // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 2019, vol. 55, pp. 19-28.
21. Экспериментальное исследование жесткости технологической системы на базе промышленного робота KUKA KR 300 R2500 ULTRA / Нуркенов А.Х., Гузеев В.И., Батуев В.В., Нестерюк Е.В., Павлов С.А. // Вестник Южно-Уральского госу-дарственного университета. Серия: Машиностроение. 2022. Т. 22. № 1. С. 48-58.