Робот-станок с параллельной кинематикой

Что такое роботы с параллельной кинематикой (Parallel Kinematics Machines)?

Для того чтобы ответить на этот вопрос рассмотрим основные технологии роботов-манипуляторов и традиционных станков, а также их отличия.

Шарнирные роботы манипуляторы

Первые электромеханические роботы были разработаны в начале 1970 как техническое оснащение, которое должно было заменить рабочих в области  трудной монотонной и опасной работы будь то точечная сварка, дуговая сварка или перемещения грузов. Главной целью было построить робот с большой рабочей зоной и большой гибкостью без какого-либо требования к высокой точности и устойчивости. Чтобы достигнуть данных задач используется так называемая последовательная технология связи,  где  каждая дополнительная ось смонтирована на предыдущей (см. рис 1). Данная технология обладает преимуществом перемещать и двигать технику в любые направления,  обеспечивая роботу требуемую гибкость и большую рабочую зону, однако при этом лишая его особой точности и жесткости.

рис.1

 

Традиционные механические станки

      У всех станков с ЧПУ  есть очень высокое требование к точности и жесткости. Чтобы производить промышленные детали требуются микроны точности в сочетании с высоким качеством съема стружки. Однако люди обычно не понимают, что все традиционные станки, выпускаемые на рынке, также основаны на технологии последовательной связи как и роботы со всеми вытекающими недостатками в областях точности и жесткости. Таким образом станкостроительные предприятия должны разрабатывать машины с крупными конструкциями и широкими станинами, чтобы  высокая точность и жесткость также соблюдалась в конце последнего узла и привода. Однако из-за этого станок теряет какую-либо гибкость, которая является прерогативой роботов-манипуляторов.

рис. 2

 

Робот-станок с параллельной кинематикой

    Мечта всех производителей станков скомбинировать высокую гибкость и большую рабочую зону роботов с точностью и жесткостью традиционных станков. За последние 20 лет главное внимание уделялось разработкам станков с параллельной кинематикой так называемый ПKM. Эта технология означает, что движения по координатам X, Y и Z выполняются тремя или большим количеством параллельных осей, которые дают отличную жесткость и точность с сохранением оптимальной гибкости и охватом работы(см. рис 3). Первой машиной, которая фактически реализовала данную технологию, была Tricept. Разработанная Карлом-Эриком Нейманом, она уже в 1994 выполняла реальные задачи на производстве. В 2004 была разработана технология Exechon, которая перенесла технологию ПKM на следующий уровень, внеся серию гексаподов и триподов, выполненных в виде токарных, фрезерных, многоцелевых станков и инженерных разработок получивших промышленное применение на предприятиях ряда отраслей.

рис. 3

 

Достоинства технологии :

  • точение, фрезерование и обработка фрезерованием поверхностей вращения;
  • таких материалов, как стали,  аустенитные никель-хромовые жаропрочные сплавы;
  • композиционные материалы, алюминий;
  • высокоскоростная обработка;
  • синхронная пятиосевая обработка;
  • фрезерная обработка твердых материалов с высокой скоростью и точностью;
  • компоненты электростанции, литейные формы, пресс-формы, пластиковые формы, части самолета и многое другое.

Замкнутая кинематическая цепь обеспечивает более высокую жесткость всей конструкции и меньшие нагрузки на каждый привод, это в свою очередь приводит к повышению точности позиционирования рабочего органа. К преимуществам данного класса оборудования также относятся: простота базовой конструкции; простота сборки благодаря обязательному введению в систему управления позиций неподвижных точек и шарниров; идентичность используемых приводов и других компонентов, которые при массовом производстве могут быть легко унифицированы, что в свою очередь приведет к снижению стоимости подобного оборудования; отсутствие напряжений изгиба в раздвижных штангах работающих только на растяжение и сжатие.

Подробнее
Фрикционная сварка15.05.2014
Напишите нам,
чтобы узнать за какой срок окупится внедрение РТК именно на вашем предприятии:




Прикрепить файл (макс. 2 МБ)