Другие журналы
Сетевое издание Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61859. ISSN 2412-592X

Компьютерное моделирование компонентов робототехнических устройств при изготовлении на 3D принтере

Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация # 05, октябрь 2016
DOI: 10.7463/aplts.0516.0848154
Файл статьи: Aplts_Oct2016_001to016.pdf (1410.78Кб)
автор: Киселев М. А.1,*

УДК 004.925.84:007.52

1 Государственный научный центр Российской Федерации
«Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт
робототехники и технической кибернетики», Санкт-Петербург, Россия

Статья посвящена актуальной проблеме:
 «Компьютерное моделирование компонентов робототехнических устройств при изготовлении на 3D принтере» освещает проблему компьютерного моделирования на основе технологии когнитивного программирования компонентов робототехнических устройств. Тема статьи актуальна, поскольку компьютерное моделирование силомоментных и точностных характеристик компонентов роботов с учетом свойств и условий их изготовления из полимерных и металлических материалов имеет первостепенное значение для программирования и изготовления на 3D принтерах.  Использовались два вида технологий аддитивного производства
   1.    FDM (Fused deposition modeling) — послойное выращивание изделия из расплавленной пластиковой нити
   2.    SLM (Selective laser melting) — селективное лазерное спекания металлических порошков.
         Что в свою очередь создает:
         •    условия для сокращения использования дорогостоящего оборудования.
         •    снижения веса и увеличения прочности при применении бионического дизайна за счет оптимизации решетчатых структур.
         •    позволяет производить математическое моделирование отдельных компонент роботехнических и других устройств с учетом необходимых характеристик.
         •    3D печать позволяет создать уникальные детали, которые не возможно получить другими известными методами.
В статье ставилась цель подтвердить возможность обеспечения прочностных и точностных характеристик корпуа  при печати из полимерных и металлических материалов на 3D принтере. Основной упор  в своих исследованиях делается на математическое моделирование на основе технологии когнитивного программирования с помощью аддитивных технологий, так как полученные оптимизированные конструкции, как правило, невозможно изготовить на современных  станках с ЧПУ управлением.
Последнее дает возможность создавать код программ, который будет понятен другим разработчикам без затрат,  дополнительного времени на освоение, адаптацию и внедрение.
Российские предприятия с каждым годом все более активно используют системы для 3D-печати в машиностроении в авиакосмической индустрии, научных целях. Станки для аддитивного производства, грамотно встроены в производственный цикл, позволяет не только сократить издержки и сэкономить время, но и начать выполнять более сложные задачи.
Возможность быстрого понимания написанного кода программы другими пользователями и адаптация к другим проектам создает предпосылки для получения хорошего экономического эффекта, прочности за счет использования уже готовых проектов или моделей стандартных форм. Это возможно, поскольку технология 3D позволяет на основе данных о трехмерном сканировании макета детали получить цифровую копию, которая будет адаптирована для дальнейшей реализации на принтере 3D в любом возможном проекте с учетом спецификации каждого проекта.
Анализ этих проблем дает импульс для дальнейших исследований в области технологии машиностроения и робототехники.
Вывод: Происходил процесс моделирования и бионического дизайна корпуса, закрепления происходило по тоцовому сечению. Запас прочности для корпуса (вариант 1) изготовленного из металическаго порошка достаточен. Как видно из двух предложенных вариантов корпуса устройства, более предпочтителен вариант №1, поскольку вариант №2 изготовленный из ABC пластика обладает потенциалом разрушения в местах точек крепления.

Список литературы
  1. Александрова В.В. Компьютерное моделирование и симуляция трехмерных тел, фигур и сцен: учеб. пособие. СПб.: Анатолия, 2008. 131 с.
  2. Александров В.В., Сарычев В.А. Цифровые программируемые технологии // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2010. Т. 8. № 11. С. 3 – 9.
  3. Александров В.В., Александрова В.В., Зайцева А.А., Хурс С.П. Цифровая технология 3D-промышленного производства // Труды конф. «Региональная информатика (РИ-2010)». СПб.: СПОИСУ, 2011. С. 207−210.
  4. Брехов О.М., Корнеенкова А.В., Кордовер К.А., Мухин Н.Ю., Орлова Е.А., Тузов И.В. Методика быстрого прототипирования аппаратно-программного комплекса на основе технологического базиса ПЛИС большой емкости и настраиваемых библиотек // Успехи современной радиоэлектроники. 2012. № 1. С. 91 − 96.
  5. Городняя Л.В. Основы функционального программирования: учеб. пособие. М.: Интернет-Университет информационных технологий, 2004. 272 с.
  6. Зленко М. Технологии быстрого прототипирования – послойный синтез физической копии на основе 3D – CAD – модели // CAD/ CAM/ CAE Observer. 2003. № 2 (11). С. 2 – 9.
  7. Можаров М.С., Коткин С.Д. О развитии содержательной линии «Моделирование и формализация» в школьном курсе «Информатика и ИКТ» // Информатика и образование. 2010. № 4. С. 95 – 99.
  8. Робототехника и гибкие автоматизированные производства: учеб. пособие. В 9 кн. Кн. 5. Моделирование робототехнических систем и гибких автоматизированных производств / С.В. Пантюшин, В.М. Назаретков, О.А.Тягунов и др.; под ред. И.М.Макарова. М.: Высш. шк., 1986. 175 с.
  9. Чикурова Е.И. Особенности когнитивного стиля программистов // Психология XXI века: Материалы Междунар. науч.-практич. конф. молодых ученых. СПб.: Изд-воС.-Петербургского ун-та, 2011. С.420-421.
  10. Persson A.S.K., Andersson M., Oden A., Sandborgh-Englund G. Computer aided analysis of digitized dental stone replicas by dental CAD/CAM technology // Dental Materials. 2008. Vol. 24. № 8. Р. 1123 − 1130. DOI: 10.1016/j.dental.2008.01.008
  11. Designmation: Making of Avatar − Use of Autodesk MotionBuilder // http://designmation.blogspot.ru/2010/02/making-of-avatar-use-of-autodesk.html
  12. Лопота А.В., Юревич Е.И. Этапы и перспективы развития модульного принципа построения робототехнических систем // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2013. № 1. С. 98 – 103.
  13. Экстремальная робототехника. Нано-, микро- и макророботы (ЭР–2009): Материалы XX междунар. науч.-техн. конф. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. 390 с.
  14. Рычков С.П. Моделирование конструкций в среде MSC.visualNastran для Windows: М.: НТ-Пресс, 2004. 552 с.

Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация» Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)