Wpływ konfiguracji manipulatora na zjawiska drganiowe

• Autorzy: Gierlak Piotr , Pietruś Paulina

Warianty tytułu

EN

The influence of the manipulator configuration on the vibration phenomena

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analiza drgań robotów przemysłowych jest jednym z kluczowych zagadnień w kontekście robotyzacji procesów obróbki mechanicznej. Drgania robotów podczas procesu obróbki negatywnie wpływają zarówno na mechanizmy robota oraz obrabiany przedmiot. Drgania niskoczęstotliwościowe, wynikają z podatności w przegubach manipulatora i systemie mocowania narzędzi, wpływają głównie na obniżenie dokładności wymiarowej oraz kształtowej obrabianego przedmiotu. W ramach artykułu zbudowano model manipulatora dwuczłonowego. Sformułowano dynamiczne równania ruchu, celem określenia wpływu konfiguracji ramienia robota na zjawiska drganiowe. Wyznaczono widmo częstotliwościowe drgań członów robota oraz przeprowadzono badania w wielu konfiguracjach uzyskując mapę częstotliwości rezonansowych w zależności od konfiguracji manipulatora. Uzyskane wyniki potwierdzą, że ustawienie członów manipulatora ma znaczący wpływ na zjawiska drganiowe.

EN

Vibration analysis of industrial robots in one of the key issues in the context of robotization of mechanical machining processes. Robot vibration during the machining process negatively affect both the robot’s mechanisms and the workpiece. Low-frequency vibrations, resulting from the flexibility in the manipulator joints and the tool mounting system, mainly reduce the dimensional and shape accuracy of the workpiece. As part of the article, a model of a two-component manipulator was built. Dynamic equations of motion were formulated to determine the influence of the configuration of the robot’s arms on vibration phenomena. The obtained results confirm that the mutual arrangement of the manipulator members has a significant influence on the vibration phenomena.

Słowa kluczowe

PL

teoria maszyn; teoria układów mechatronicznych; manipulator; drgania; konfiguracja

EN

machine theory; theory of mechatronic systems; manipulator; vibrations; configuration

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2022
• Tom: z. 197, t. 2
• Strony: 285--196
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gierlak Piotr

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki

autor

Pietruś Paulina

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki

Bibliografia

• 1. J. Bauer et al. Analysis of industrial robot structure and milling process interaction for path manipulation. Springer, Berlin, Heidelberg. In Process Machine Interactions (s. 245-263), 2013.
• 2. A. Burghardt, K. Kurc & D. Szybicki. Robotic automation of the turbo-propeller engine blade grinding process. Trans Tech Publications Ltd. In Applied Mechanics and Materials 817, 216, s. 206-213.
• 3. S.K. Dwivedy & P. Eberhard. Dynamic analysis of flexible manipulators, a literature review. Mechanism and machine theory 41(7), 2006, s. 749-777.
• 4. T. Endo & H. Kawasaki (2014). Bending moment-based force control of flexible arm under gravity. Mechanism and Machine Theory 79, 2014, s. 217-229.
• 5. P. Gierlak et al. On-line manipulator tool condition monitoring based on vibration analysis. Mechanical Systems and Signal Processing 89, 2017, s. 14-26.
• 6. P.B. Goldsmith, B.A. Francis & A.A. Goldenberg. Stability of hybrid position/force control applied to manipulators with flexible joints. International Journal of Robotics and Automation 14(4), 1999, s. 146-160.
• 7. I. Iglesias, M.A. Sebastian & J.E. Ares. Overview of the state of robotic machining: Current situation and future potential. Procedia engineering 132, 2015, s. 911-917.
• 8. W. Ji & L. Wang. Industrial robotic machining: a review. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 103(1), 2019, s. 1239-1255.
• 9. V. Nguyen, J. Johnson & S. Melkote. Active vibration suppression in robotic milling using optimal control. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 152, 103541, 2020.
• 10. L.T. Tunc & B. Gonul. Effect of quasi-static motion on the dynamics and stability of robotic milling. CIRP Annals, 70(1), 2021, s. 305-308.
• 11. M. Vukobratovic, V. Potkonjak & V. Matijevic. Dynamics of robots with contact task (vol. 26). Springer Science & Business Media, 2003.
• 12. C.C. de Wit, B. Siciliano & G. Bastin. Theory of robot control. Springer Science & Business Media, 2012.
• 13. Q. Zhu. Adaptive torque and position control for a legged robot based on a series elastic actuator. International Journal of Advanced Robotic Systems 13(1), 2016, 26.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).