Symulacja komputerowa płaskiej aerostatycznej podpory współrzędnościowej z elektromagnetycznym napędem

• Autorzy: Huścio T. , Siemieniako F.

Warianty tytułu

EN

Computer simulation of a planar aerostatic two-coordinate relative base with electromagnetic drive

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono zasadę działania płaskiej aerostatycznej podpory współrzędnościowej z napędem elektromagnetycznym. Opisano etapy badań płaskiej aerostatycznej podpory współrzędnościowej. Przedstawiono algorytm obliczeniowy programu SPAPAERO. Obliczenia przeprowadzane w tym programie są podstawą do określenia zakresu wysokości szczeliny powietrznej, w którym sztywność podpory jest największa i stała. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych opracowane w programie SPAPAERO.

EN

The basic direction of development of the structure of planar, aerostatic, two-coordinate relative bases with electromagnetic drive is to look for solutions characterised by higher stiffness. The stiffness determines an ability of the relative base to counteract the working load (payload). In order to determine the air-gap height range for which the stiffness is the biggest and constant, one has to work out the particular model and computer simulation of the system. Section 1 describes the principle of operation of a planar aerostatic two-coordinate relative base with electromagnetic drive (planar stepping motor). The term of the planar stepping motor was introduced by Bruce Sawyer [1]. In 1968 he patented a device of this name [3]. Recently, Sawyer motors have attracted considerable attention in the robotics because of their many desirable attributes [10, 11, 12, 13]. Figure 1 shows basic elements of the coordinate positioning system. The planar aerostatic two-coordinate relative base (1) (moving forcer) rides over the stationary absolute base (2) (platen) on an air bearing film, typically thick. Table 1 presents common technical data of the planar stepping motor. Figure 3 shows cross sections of the elementary electromagnetic modules that constitute electromagnetic drives when put together in parallel. Figure 5 (Section 2) shows consecutive stages of a computer simulation of the planar aerostatic two-coordinate base with electromagnetic drive. Section 3 presents the algorithm of the computer program SPAPAERO (Figure 7) [14] and the computer simulation results obtained with it. SPAP computer program accelerates the design process of a structure of the planar aerostatic two-coordinate relative base with electromagnetic drive. The computer simulation results enable choosing the required alternative structure of the aerostatic relative bases with electromagnetic drive in particular devices.

Słowa kluczowe

PL

podpora aerostatyczna; elektromagnetyczny moduł napędowy; współrzędnościowy układ pozycjonujący

EN

aerostatic relative base; electromagnetic drive module; coordinate positioning system

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 55, nr 6
• Strony: 325--329
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Huścio T.

autor

Siemieniako F.

• Wydział Mechaniczny, Politechnika Białostocka,

Bibliografia

• [1] W. E. Hinds and B. Nocito: Theory and Application of Step Motors. West Publishing Co., St. Paul 1974.
• [2] E. R. Pelta: Two-axis Sawyer motor for morion system. IEEE Control Systems magazine pp. 20-24, October 1987.
• [3] Sawyer B. A.: US Patent nr. 3 376 578 (1968).
• [4] PN-90/M-87051. Łożyska ślizgowe. Smarowanie. Terminologia.
• [5] Wiercioch W.: Parametry konstrukcyjno-technologiczne aerostatycznych połączeń prowadnicowych. Trybologia 3-1988.
• [6] Grassam M. S., Powell J. W.: Podsipniki s gazovoj smazkoj. Izd. MIR, Maskwa 1966. (Oryginał wydany w Londynie w 1966).
• [7] Senberg S. A., Żed W. P, Siseev M. D.: Opory skolżenja s gazowoj smazkoj. Maszinostrojenie, Moskva 1969.
• [8] Wiercioch W.: Badania statyczne i dynamiczne prostoliniowych prowadnic aerostatycznych obrabiarek. Praca doktorska, Instytut Budowy Maszyn, Politechnika Śląska – Gliwice 1978.
• [9] Kazimierski Z., Krysiński J.: Łożyskowanie gazowe i napędy mikro-turbinowe. WNT, Warszawa 1981.
• [10] Hashida S., Kaiho F., Koizumi Y., Tamura T.: Planeservy Planar Serwomotor. Yokogawa Technical Report English Edition No. 32 (2001).
• [11] Hollis R. L., Rizzi A. A., Brown H. B., Quaid A. E, Butler Z. J.: Toward second-generation minifactory for precision assembly. In Proc. IARP Workshop on Microrobots, Micromachines and Microsystem, Moscow, Russia, April 24-25 2003. Int’l Advanced Robotics Program.
• [12] Lauwers T. B., Edmonts Z. K, Hollis R. L.: Progress in Agile Assembly: Minifactory Couriers Based on Free-roaming Planar Motors. 4th Int’l Workshop on Micro-Factories, Shanghai, P. R. China, October 15-17, 2004.
• [13] Hollis R. L., Gowdy J., Rizzi A. A.: Design and Development of a Tabletop Precision Assembly System. Mechatronics and Robotics, (MechRob ’04) Aachen, Germany, September 13-15, 2004.
• [14] T. Huścio: Komputerowo wspomagana symulacja płaskich aerostatycznych podpór współrzędnościowych Program SPAPAERO. International Scientific-Technical Conference. Hydraulic and Pneumatics ‘2005. Problems and development tendencies in the beginning decade of the 21st Century, p. Wrocław 2005.
• [15] T. Huścio, F. Siemieniako: Algorytm doboru elektromagnetycznych modułów napędowych płaskiej aerostatycznej podpory współrzędnościowej. Acta Mechanika et automatica vol. 2, no. 1 (3), Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok 2008.
• [16] T. Huścio, S. Karpovich: Mathematical model of the gas flow through the relative base – air gap – absolute base system, Sovremennye metody proektirovanija mašin: respublikanskij mežvedomsvennyj sbornik naučnych trudov. Vyp.2, T.6. Technoprint, Mińsk 2005 r.
• [17] Information on http:// www.ruchserwomotor.com.