CC BY
21проектирование и производство летательных, аппаратов, космические исследования и проекты
УДК 621.865.8
ПРИМЕНЕНИЕ ТРОСОУПРАВЛЯЕМЫХ МЕХАНИЗМОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ
В ПРОИЗВОДСТВЕ РАКЕТНОЙ ТЕХНИКИ
Д. А. Климовский, Н. А. Смирнов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассматривается вопрос о возможности применения тросоуправляемых механизмов параллельной структуры при проведении высокоточных сборочных работ крупногабаритных изделий ракетной техники. Приводятся основные преимущества этих механизмов по сравнению с другими системами перемещения.
Ключевые слова: тросоуправляемый механизм параллельной структуры, сборка ЛА, перемещение ЛА.
APPLYING CABLE-DRIVEN PARALLEL KINEMATIC MACHINE TO MANUFACTURE ROCKET TECHNOLOGIES
D. A. Klimovskiy, N. A. Smirnov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Paper considers the application of a cable-driven parallel kinematic machine for high-precision assembly work of large parts of rocket technologies. The authors present the main advantages of these mechanisms compared to other systems of movement.
Keywords: cable-driven parallel kinematic machine, assembly of aircraft, movement of aircraft.
Современное производство, межцеховой и внутрицеховой транспорт, погрузочно-разгрузочные и сборочные операции крупногабаритных изделий ракетной техники невозможны без применения разнообразных грузоподъемных машин и механизмов, обеспечивающих непрерывность и ритмичность производственных процессов.
Правильный выбор грузоподъемного оборудования является основным фактором нормальной работы и высокой эффективности производства. Нельзя обеспечить устойчивый ритм производства на современной ступени его развития без согласованной и безотказной работы современных средств механизации внутрицехового и межцехового транспортирования сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на всех стадиях производства [1].
В настоящее время успешно осуществляется переход от отдельных видов подъемно-транспортной техники к внедрению высокопроизводительных комплексов. Создаются принципиально новые системы грузоподъемных машин для комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных, транспортных, складских и сборочных работ.
В связи с усложнением конструкций ракетной техники в процессе сборки ЛА возникает потребность не только перемещать крупногабаритные изделия, такие как обечайки, днища и корпуса ДУ, по линейным координатам, но и вращать их в различных плоскостях. Сейчас представляет интерес оборудование на основе механизмов параллельной структуры благода-
ря их преимуществам по сравнению с классическими манипуляторами [2-3]. Особый интерес представляют механизмы параллельной структуры с гибкими звеньями, которые имеют большое рабочее пространство, большой диапазон перемещаемых масс, быстрое развертывание, низкую металлоемкость конструкции. Рабочий орган приводится в действие набором гибких звеньев, роль которых могут выполнять тросы. Этот класс оборудования иногда называют тросоуправляе-мыми механизмами параллельной структуры (см. рисунок) [4-5].
Такой тип конструкции сохраняет все достоинства стержневых механизмов параллельной структуры: восприятие нагрузок как пространственные фермы, что повышает точность, грузоподъёмность и жесткость всей конструкции, большое рабочее пространство, однотипность всех приводов.
В отличие от традиционных балочных кранов, используемых в производстве ракетной техники, подъемное устройство с таким механизмом может осуществлять не только линейное перемещение изделий, но и поворачивать их в процессе перемещения без применения дополнительных приспособлений.
Альтернативой балочным кранам в процессе сборки изделий могли бы стать классические промышленные манипуляторы. Однако при сборке крупногабаритных изделий требуется большое рабочее пространство, что ведет к увеличению металлоемкости таких конструкций, повышению массы, а следовательно, и нагрузок на каждое звено.
<Тешетневс^ие чтения. 2016
Подъемные устройства на основе тросоуправляе-мых механизмов параллельной структуры благодаря их достоинствам могут стать хорошей альтернативой классическим средствам перемещения, таким как балочные краны и манипуляторы. Это устройство может выглядеть подобно механизму, представленному на рисунке.
Управляющие приводы закрепляются на стенах сборочного участка. Они соединены тросами с подвижной платформой, на которой установлен переходник для закрепления элемента конструкции, например обечайки, днища или камеры ДУ.
Библиографические ссылки
1. Грузоподъемные машины : учебник для вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование» / М. П. Александров, Л. Н. Колобов, Н. А. Лобов и др. М. : Машиностроение, 1986. 400 с.
2. Рыбак Л. А., Ержуков В. В., Чичварин А. В. Эффективные методы решения задач кинематики и динамики робота станка параллельной структуры. М. : Физматлит, 2011. 148 с.
3. Прогрессивное машиностроительное оборудование : монография / В. В. Ержуков, А. Г. Ивахненко, Е. О. Ивахненко и др. ; под ред. А. В. Киричека. М. : Спектр, 2011. 248 с.
4. Albert J. Wavering Parallel Kinematic Machine Research at NIST: Past, Present, and Future/ Parallel kinematic machines theoretical aspects and industrial requirements. Springer-Verlag London Limited, 1999. P. 17-33.
5. Alessandro Berti, Jean-Pierre Merlet, Marco Carricato Solving the direct geometrico-static problem of underconstrained cable-driven parallel robots by interval analysis // The International Journal of Robotics Research. 2016. Vol. 35, no. 6. P. 723-739.
References
1. Gruzopodemnye mashiny: Uchebnik dlja vuzov po specialnosti «Podemno-transportnye mashiny i oborudovanie» / M. P. Aleksandrov, L. N. Kolobov, N. A. Lobov et al. M. : Mashinostroenie, 1986. 400 p.
2. Rybak L. A., Erzhukov V. V., Chichvarin A. V. Effektivnye metody reshenija zadach kinematiki i dinamiki robota stanka parallelnoj struktury. M. : Fizmatlit, 2011. 148 p.
3. Progressivnoe mashinostroitel'noe oborudovanie. Kollektivnaja monografija / V. V. Erzhukov, A. G. Iva-hnenko, E. O. Ivahnenko et al. ; pod red. A. V. Kiricheka. M. : Izdatelskij dom «Spektr», 2011. 248 p.
4. Albert J. Wavering Parallel Kinematic Machine Research at NIST: Past, Present, and Future/ Parallel kinematic machines theoretical aspects and industrial requirements, Springer-Verlag London Limited, 1999. P. 17-33.
5. Alessandro Berti, Jean-Pierre Merlet, Marco Carricato Solving the direct geometrico-static problem of underconstrained cable-driven parallel robots by interval analysis // The International Journal of Robotics Research. 2016. Vol. 35, no. 6. P. 723-739.
© Климовский Д. А., Смирнов H. A., 2016
