DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.11(42).1.68-74
Research on the Motor Capabilities of the Kinematic Links of the Machine with PKM During Shaping Movements with an Axial Tool
About the Authors
Dmytro Vakhnichenko, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: vakhnichenkod@gmail.com, ORCID ID: 0009-0000-7279-5744
Maksym Hodunko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: maksimgodunko83@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2649-5040
Sergii Pysanka, post-graduate, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: sergii.pysanka@gmail.com, ORCID ID: 0009-0001-8821-450X
Abstract
Any proposed design of a machine with parallel kinematics machine (PKM) requires justification of the choice of design parameters and technical characteristics for the further implementation of this equipment in production. Since the coordinate movements of the executive body for the implementation of the technological operation associated with the processing of parts are performed by kinematic links, the indicator of the motor capabilities of the kinematic links of the PKM during the shaping process was investigated.
To carry out research in the MathCad, a general mathematical model of the design of a machine with PKM. First of all, boring and drilling schemes are considered, in which the tool moves along one or more coordinates simultaneously. Then, processing according to technological schemes with complex tool motion trajectories is considered, milling in a plane according to the technological schemes: along an astroid, along an Archimedean spiral, along an elongated cycloid and along an epicycloid. The change in the length of kinematic links during typical technological movements in space is considered according to the processing schemes along a cylindrical and conical helical line.
During linear movement of the tool in the XZ and YZ planes, the length of some kinematic links increases, while others decrease. The change in the length of kinematic links during movement of the tool “along an astroid” and “along an epicycloid” increases and decreases within small limits. During movement “along an Archimedean spiral”, the length of the kinematic links changes according to a sinusoid. Movement “along an elongated cycloid” changes the length of the kinematic links according to the corresponding law. The change in the length of kinematic links during machining “along a helical line” occurs according to a sinusoid, and their length increases when the tool moves along the Z axis. For the machining scheme “along a conical helical line”, it has the opposite character.
Keywords
parallel structure mechanism, machine tool with parallel kinematics, hexapod
Full Text:
PDF
References
1. Pavlenko, I.I. (2007). Industrial robots: basics of calculation and design. Kirovohrad: KNTU [in Ukrainian].
2. Pavlenko I.I., Vahnichenko D.V. (2014) Research of zones of working space of the machine with parallel structure mechanism. Kyiv: NTUU “KPI” [in Ukrainian].
3. Strutinskij V.B., Kirichenko A.M. (2011) Geometric construction of the working space of parallel structure mechanisms. Kirovohrad: KNTU [in Ukrainian].
4. Pavlenko, I.I., Vakhnichenko, D.V., Hodunko, M.O. (2011). Research of influence of design data on geometric parameters of the parallel structure mechanism. [in Ukrainian].
5. Pavlenko, I.I. & Valiavs'kyj, I.A. (2008). Motor characteristics of machines with parallel kinematics. Kirovohrad: KNTU [in Ukrainian].
6. Valyavskij I.A., Krizhanivskij V.A. (2003) Mathematical modeling of the position of the moving platform of the parallel structure mechanism. Kirovohrad: KDTU [in Ukrainian].
7. Kuznyecov Yu. M. (2008) Visualization of form-forming movements by parallel structure mechanisms. Ternopil: TDTU [in Ukrainian].
8. Bi Angeles J. (2002) Fundamentals of Robotic Mechanical Systems: Theory, Methods and Algorithms. Springer.
9. Merlet J.-P. (2000) Parallel Robots. Kluwer Academic Publishers.
Citations
1. Павленко І.І. Промислові роботи: основи розрахунку та проектування. Кіровоград: КНТУ, 2007, 420 с.
2. Павленко І.І., Вахніченко Д.В. Дослідження робочого простору верстата з паралельною структурою. Вісник Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”: Машинобудування.2014. Вип.71. С. 66-70.
3. Струтинський В.Б., Кириченко А.М. Геометрична побудова робочого простору обладнання з механізмами паралельної структури. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету: техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2011. Вип.24. С. 216-222.
4. Павленко І.І., Вахніченко Д.В., Годунко М.О. Аналіз впливу конструктивних параметрів МПК на рух платформи під кутом. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету: техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2011. Вип. 24., Ч. 1. С. 279–283.
5. Павленко І.І., Валявський І.А. Рухові характеристики верстатів з паралельною кінематикою. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету: техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2008. Вип. 21. С. 304-3010.
6. Валявський І.А., Крижанівський В.А. Математичне моделювання положення вихідного органу l-координатного механізму. Збірник наукових праць Кіровоградського державного технічного університету: техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2003. Вип. 12. С. 223–229.
7. Кузнєцов Ю. М. Візуалізація формоутворюючих рухів механізмами паралельної структури у верстатах нових компоновок. Вісник Тернопільського державного технічного університету: машинобудування, автоматизація виробництва та процеси механічної обробки. 2008. Вип. 13. С. 61–70.
8. Angeles J. Fundamentals of Robotic Mechanical Systems: Theory, Methods and Algorithms. Springer, 2002, 520 p.
9. Merlet J.-P. Parallel Robots. Kluwer Academic Publishers, 2000. 372 p.
Copyright (c) 2025 Dmytro Vakhnichenko, Maksym Hodunko, Sergii Pysanka
Research on the Motor Capabilities of the Kinematic Links of the Machine with PKM During Shaping Movements with an Axial Tool
About the Authors
Dmytro Vakhnichenko, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: vakhnichenkod@gmail.com, ORCID ID: 0009-0000-7279-5744
Maksym Hodunko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: maksimgodunko83@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2649-5040
Sergii Pysanka, post-graduate, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: sergii.pysanka@gmail.com, ORCID ID: 0009-0001-8821-450X
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Pavlenko, I.I. (2007). Industrial robots: basics of calculation and design. Kirovohrad: KNTU [in Ukrainian].
2. Pavlenko I.I., Vahnichenko D.V. (2014) Research of zones of working space of the machine with parallel structure mechanism. Kyiv: NTUU “KPI” [in Ukrainian].
3. Strutinskij V.B., Kirichenko A.M. (2011) Geometric construction of the working space of parallel structure mechanisms. Kirovohrad: KNTU [in Ukrainian].
4. Pavlenko, I.I., Vakhnichenko, D.V., Hodunko, M.O. (2011). Research of influence of design data on geometric parameters of the parallel structure mechanism. [in Ukrainian].
5. Pavlenko, I.I. & Valiavs'kyj, I.A. (2008). Motor characteristics of machines with parallel kinematics. Kirovohrad: KNTU [in Ukrainian].
6. Valyavskij I.A., Krizhanivskij V.A. (2003) Mathematical modeling of the position of the moving platform of the parallel structure mechanism. Kirovohrad: KDTU [in Ukrainian].
7. Kuznyecov Yu. M. (2008) Visualization of form-forming movements by parallel structure mechanisms. Ternopil: TDTU [in Ukrainian].
8. Bi Angeles J. (2002) Fundamentals of Robotic Mechanical Systems: Theory, Methods and Algorithms. Springer.
9. Merlet J.-P. (2000) Parallel Robots. Kluwer Academic Publishers.
Citations
1. Павленко І.І. Промислові роботи: основи розрахунку та проектування. Кіровоград: КНТУ, 2007, 420 с.
2. Павленко І.І., Вахніченко Д.В. Дослідження робочого простору верстата з паралельною структурою. Вісник Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”: Машинобудування.2014. Вип.71. С. 66-70.
3. Струтинський В.Б., Кириченко А.М. Геометрична побудова робочого простору обладнання з механізмами паралельної структури. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету: техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2011. Вип.24. С. 216-222.
4. Павленко І.І., Вахніченко Д.В., Годунко М.О. Аналіз впливу конструктивних параметрів МПК на рух платформи під кутом. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету: техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2011. Вип. 24., Ч. 1. С. 279–283.
5. Павленко І.І., Валявський І.А. Рухові характеристики верстатів з паралельною кінематикою. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету: техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2008. Вип. 21. С. 304-3010.
6. Валявський І.А., Крижанівський В.А. Математичне моделювання положення вихідного органу l-координатного механізму. Збірник наукових праць Кіровоградського державного технічного університету: техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2003. Вип. 12. С. 223–229.
7. Кузнєцов Ю. М. Візуалізація формоутворюючих рухів механізмами паралельної структури у верстатах нових компоновок. Вісник Тернопільського державного технічного університету: машинобудування, автоматизація виробництва та процеси механічної обробки. 2008. Вип. 13. С. 61–70.
8. Angeles J. Fundamentals of Robotic Mechanical Systems: Theory, Methods and Algorithms. Springer, 2002, 520 p.
9. Merlet J.-P. Parallel Robots. Kluwer Academic Publishers, 2000. 372 p.