Badania modalne konstrukcji wsporczej pięcioosiowej frezarki zbudowanej na bazie robota równoległego

• Autorzy: Bednarz, J.

Warianty tytułu

EN

Modal analysis of a five-axis milling machine supporting structure based on a parallel robot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono opis badań i wyniki analiz modalnych konstrukcji wsporczej pięcioosiowej frezarki, zbudowanej na bazie robota równoległego. Celem badań była identyfikacja częstotliwości i postaci drgań własnych układu przy wymuszeniu impulsowym, przed i po modyfikacji konstrukcji. Modyfikacja konstrukcji miała na celu poprawę jej sztywności poprzez wypełnienie profili stalowych kompozytem elastomerowym. Zakres badan obejmował: eksperyment modalny z wykorzystaniem wymuszenia impulsowego, estymacje parametrów modelu modalnego na podstawie wyników przeprowadzonego eksperymentu i opracowanie wyników badań. Układ wzbudzano wymuszeniem impulsowym, za pomocą młotka modalnego. Estymację parametrów modalnych poprzedziła analiza jakości danych pomiarowych, w oparciu o przebiegi zmierzone w punktach i kierunkach przyłożenia wymuszania, we wszystkich przeprowadzonych testach częściowych. Estymacja parametrów została przeprowadzona przy pomocy oprogramowania VIOMA. Zastosowano algorytm LSCF. Przeprowadzono zbiór procedur estymacji, z wyników których wybrano najbardziej reprezentatywne postacie drgań przy pomocy procedury konsolidacji modelu modalnego. Głównym celem prowadzonych badań było sprawdzenie jak zmieniła się sztywność konstrukcji wsporczej frezarki po przeprowadzeniu modyfikacji konstrukcji.

EN

The article presents the description and results of a modal analysis of a five-axis milling machine supporting structure, built on a parallel robot structure. The aim of the study was to identify the frequencies and mode shapes of the system at a forcing pulse, before and after modification of the structure. The modifications were designed to improve its stiffness by filling the supporting structure steel profiles with an elastomeric composite. The scope of research included: modal experiment with the use of force pulse, modal estimates of the model parameters based on the results of the experiment and research results. The system was excited with a force pulse, using a modal hammer. Estimation of modal parameters was preceded by the analysis of data quality, based on the waveforms measured in points and directions touchdowns enforcement in all conducted partial tests. Parameter estimation was carried out using VIOMA software. LSCF algorithm was used. A set of estimation procedures were conducted, the results of which were selected the most representative vibration forms using a consolidation procedures for the modal model. The main objective of the study was to determine stiffness changes of the milling machine supporting structure after the modification of the structure.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja wsporcza; frezarka pięcioosiowa; robot równoległy; badania modalne

EN

modal analysis; parallel robot; supporting structure; five axis milling machine

• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 1809-1818
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr., pełny tekst na CD

Twórcy

autor

Bednarz, J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Robotyki i Mechatroniki; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• 1. Bednarz J., Dębek Cezary, Kobus. K: Zastosowanie kompozytów elastomerowych do tłumienia drgań materiałowych, TTS - Technika Transportu Szynowego, nr 10, s. 2149–2158, 2013.
• 2. Karpiel G., Petko M., Uhl T. 2009. Manipulator równoległy trzyramienny. Patent RP nr PL 203 631 B1 (B25J18/00). WUP 28.04.2009.
• 3. Karpiel G., Petko M., Uhl T. 2010. Przegub obrotowy potrójny. Patent RP nr PL 207 396 B1 (F16C11/00). WUP 13.07.2010.
• 4. Karpiel G., Petko M., Uhl T. 2010. Trzyramienny manipulator równoległy Patent RP nr PL 208 563 B1 (B25J18/04; B25J18/02). WUP 24.11.2010.
• 5. Kobus K.: Przegląd obrabiarek skrawających na bazie robotów hybrydowych, Wpływ młodych naukowców na osiągnięcia polskiej nauki, Nowe trendy w naukach inżynieryjnych, 3 edycja, cz. 7, Nauki inżynieryjne, t. 5, pod red. Kuczera M., CREATIVETIME, Kraków 2012, ISBN: 978-83-63058-21-0, s. 109–119.
• 6. Lisowski W.: Wybrane problemy automatyzacji eksperymentalnej analizy modalnej, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, 2006.
• 7. Petko M., Karpiel G.: Mechatronic design of a parallel robot for milling, Diffusion and Defect Data, Solid State Data, pt. B, Solid State Phenomena, ISSN 1012-0394, 2013 vol. 198s. 21–26.
• 8. Petko M., Karpiel G.: Mechatronic design of a parallel robot for milling, MSM 2012: Mechatronic Systems and Materials: 8th international conference: Politechnika Białostocka, Białystok University of Technology, Poland, July 8–13, 2012.
• 9. Petko M., Karpiel G., Kobus K.: Frezarka pięcioosiowa na bazie robota hybrydowego, Forum Narzędziowe Oberon, ISSN 1509-426X, 2013 nr 6, s. 22–24.
• 10. Uhl T., Lisowski W., Kurowski P.: In-operation modal analysis and its application, Wydawnictwo Katedry Robotyki i Mechatroniki AGH, 2001.