Станок параллельной кинематики с мехатронной системой манипулирования технологическими объектами

Ключевые слова
Машиностроение

Описание
Станок предназначен для осуществления различных операций: обработки материалов: резанием; обработки давлением; декоративной отделки поверхностей; сборки и разборки агрегатов; контроля и измерений обработанных поверхностей.
Станок является мобильным с низкой материалоемкостью. Рациональными областями его применения являются: машиностроение; аэрокосмическая отрасль, строительство; транспорт; коммунальное хозяйство. Станок рассчитан на небольшие мобильные предприятия с широким ассортиментом продукции, который быстро меняется. Станок обеспечивает осуществление технологических операций в полевых условиях.
В основу инновационной разработки положены оригинальные идеи авторов, основанные на принципиально новой концепции создания пространственной системы приводов в виде комплекса дискретных приводов быстрых перемещений, интегрированных с ними аналоговых систем приводов пространственных микроперемищений и специальной системы измерений точного пространственного положения исполнительного органа. При этом интеллектуальный блок управления мехатронной системы станка обеспечивает коррекцию ошибок геометрии, кинематики и динамики пространственной системы приводов на основе мониторинга фактического пространственного положения исполнительного органа, определенного в виде шестикоординатного вектора, который описывает поступательные и поворотные перемещения исполнительного органа.

Новизна инновации
По сравнению с традиционным технологическим оборудованием с ЧПУ предложенный технологический комплекс имеет в 10 .. 20 раз меньшую материалоемкость, не требует специальных условий эксплуатации (типа цеха промышленного предприятия). Станок отличается низким энергопотреблением. Станок не использует специальных систем управления, а управляется от персонального компьютера, программное обеспечение которого не требует коммерческой лицензии, является бесплатным. Станок не требует высококвалифицированного персонала для своей эксплуатации.
Технологический комплекс осуществляет многокоординатного обработку различных деталей в пределах рабочего пространства 500х500х500мм. Число управляемых координат составляет 18 и выше. Комплекс позволяет устанавливать необходимую точность обработки от 0,05 .. 0,1 мм при применении разомкнутых схем управления к 0,0011 .. 0,005 мм при использовании комплексного набора систем измерения пространственного положения исполнительного органа.
Новизна заключается в применении дискретной пространственной системы приводов в комплекте с приводом пространственных микроперемищений и использовании системы измерений точного пространственного положения исполнительного органа. Применение специальных алгоритмов управления мехатронных системы обеспечивает компенсацию погрешностей геометрии, кинематики, статических и динамических деформаций пространственной системы приводов. При этом достигается высокое быстродействие и точность пространственной системы приводов.
Оригинальными идеями, положенными в основу проекта, является обеспечение измерений пространственного положения шпинделя с избыточным количеством измеряемых координат. При этом используются различные измерители, в том числе оптические лазерные измерители. Технологический комплекс обеспечивает высокопроизводительную обработку металлов, дерева, пластмасс, камня, различных строительных материалов, бумаги, картона и других материалов. Целесообразно применение комплекса для обработки отходов различного вида с одновременным прессованием. Одновременно с обработкой можно обеспечить сборку и разборку объектов, декоративные операции (очистка, промывка, покраска).

Описание проблемы
На сегодняшний день используется большое количество профессионального ручного инструмента и небольших настольных станков.
Инновационная разработка, которая предлагается, представляет из себя станок небольшой мощности 2…5 кВт с системой ЧПУ, который управляется компьютером. Он представляет из себя портативный обрабатывающий центр, который может заменить ручной инструмент и настольные станки сверлильно-фрезерной группы.
Станок предлагается использовать в различных условиях. Он не требцет инфраструктуры промышленного предприятия. Станок имеет назкую материалоемкость, небольшую массу. Можна менять конфыгурацыю несущей системы станка, устанавливать его в различных условиях, в том числе на мобильных машинах.

Стадия разработки
Прототип с успешными лабораторными испытаниями

Потенциальные потребители, рынки
Рациональными областями применения станка параллельной кинематики с мехатронной системой манипулирования технологическими объектами являются: машиностроение; аэрокосмическая отрасль, строительство; транспорт; коммунальное хозяйство. Станок рассчитан на небольшие мобильные предприятия с широким ассортиментом продукции, который быстро меняется. Станок обеспечивает осуществление технологических операций в полевых условиях.