Повышение технологической надежности автоматической сборки цилиндрических соединений на основе вращательного движения и низкочастотных колебаний

Чан Чунг Та

Повышение технологической надежности автоматической сборки цилиндрических соединений на основе вращательного движения и низкочастотных колебаний тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат наук Чан Чунг Та

Чан Чунг Та
кандидат наук
2021

Специальность ВАК РФ05.02.08

Количество страниц 154

Чан Чунг Та. Повышение технологической надежности автоматической сборки цилиндрических соединений на основе вращательного движения и низкочастотных колебаний: дис. кандидат наук: 05.02.08 - Технология машиностроения. ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН». 2021. 154 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Чан Чунг Та

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СБОРКИ

1.1 Анализ методов относительного ориентирования цилиндрических деталей при автоматической сборке

1.2 Анализ причин заклинивания деталей при автоматической сборке

1.3 Конструктивные особенности деталей, повышающие безотказность процесса сборки

1.4 Технологические возможности сборочных роботов

1.5 Применение физико-технических эффектов для обеспечения технологической надежности автоматической сборки

1.6 Выводы по главе

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА СОПРЯЖЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ЭФФЕКТА ВРАЩЕНИЯ И НИЗКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ

2.1 Технологические режимы автоматического сборочного процесса

2.2 Кинематическая схема метода сборки

2.3 Математическая модель процесса сборки при одноточечном контакте

2.4 Математическая модель процесса сборки при двухточечном контакте

2.5 Математическая модель двухточечного контакта в квазистатической постановке

2.6 Выводы по главе

ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СБОРКИ ПРИ НАЛИЧИИ ЭФФЕКТА ВРАЩЕНИЯ И НИЗКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ

3.1 Выбор программной среды

3.2 Приближенная математическая модель процесса совмещения деталей

3.2.1 Приближенная модель процесса сопряжения при одноточечном

контакте

3.2.2 Приближенная модель процесса совмещения деталей при

двухточечном контакте

3.3 Обсуждение полученных результатов

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РОБОТИЗИРОВАННОЙ СБОРКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭФФЕКТА ВРАЩЕНИЯ И НИЗКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ

4.1 Определение варьируемых параметров

4.2 Выбор вида модели

4.3 Экспериментальная установка

4.4 Обработка результатов эксперимента и определение функции

4.4.1 Отсеивание грубых наблюдений в параллельных опытах

4.4.2 Проверка однородности дисперсий

4.4.3 Определение коэффициентов регрессии

4.4.4 Проверка значимости коэффициентов уравнений регрессии

4.4.5 Проверка адекватности модели

4.5 Исследование влияния варьируемых параметров на составляющие

сборочной силы и момента в процессе сборки

4.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А: Фрагменты программного кода системы в среде МаНаЬ для

математического моделирования процесса роботизированной сборки

ПРИЛОЖЕНИЕ Б: Размер экспериментальных образцов с допусками

ПРИЛОЖЕНИЕ В: Фрагменты программного кода системы в среде Ко^БШёю

для выполнения процесса роботизированной сборки

ПРИЛОЖЕНИЕ Г: Протоколы эксперимента

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение технологической надежности автоматической сборки цилиндрических соединений на основе вращательного движения и низкочастотных колебаний»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы Сборка является заключительным этапом производства и, следовательно, определяет качество изделий. Сборка имеет значительные резервы в повышении эффективности производства. Основными причинами проблем с качеством сборки являются недостаточное развитие теории и технологии автоматизации сборки, нетехнологичность конструкций машин, отсутствие централизованного производителя модульного сборочного оборудования. Кроме того, постоянно возрастающая точность соединений -немалая проблема для автоматической сборки.

В процессе роботизированной сборки возникают осевые или угловые погрешности положения деталей. Причиной этих погрешностей могут быть неточности движений робота-манипулятора, геометрические погрешности деталей и недостаточная повторяемость робота. Точное движение, необходимое для корректирования этих погрешностей, известное как адаптация движения, может быть достигнуто либо за счет активной или пассивной адаптации, либо за счет их комбинации.

Метод активной адаптации основан на управлении с обратной связью на основе применения технического зрения и силомоментных датчиков. Адаптация может использоваться в процессах сборки с высокой точностью и малыми зазорами. Однако развитие роботизированной сборки с активной адаптацией является сложным и относительно дорогим процессом.

Преимущества устройств пассивной адаптации в том, что они технически проще в создании и эксплуатации. Такие устройства совершают перемещение, вызванное действующими внешними силами, а необходимое выходное движение вызывается их деформируемыми элементами. Применение физико-технических эффектов для обеспечения технологической надежности роботизированной сборки остается одним из наиболее перспективных направлений в области автоматической сборки.

При малых зазорах могут возникнуть значительные силы трения

скольжения в местах контакта деталей, приводящие к заклиниванию. Для повышения эффективности сборки применяются различные способы уменьшения трения. Расширение технологических возможностей роботизированной сборки может быть достигнуто за счет совместного применения эффекта вибрации и вращательного движения. Наличие вибрации позволит исключить вероятность заклинивания при наличии перекоса деталей. Наличие вращения схвата позволит уменьшить нормальную реакцию в направлении совмещения, а, следовательно, и величину силы трения, что должно уменьшить вероятность заклинивания деталей. Предполагаемый эффект должен существенно повысить технологическую надежность процесса роботизированной сборки.

Степень разработанности темы К настоящему времени автоматическая сборка исследована с различных позиций. Значительный вклад в развитие науки о автоматической и роботизированной сборке внесли ученые: Андреев А. Г., Бедрин В.М., Безъязычный В.Ф., Божкова Л. В., Вартанов М. В., Вахрин Л.А., Герасимов А.Г., Гусев А.А., Житников Ю.З, Замятин В.К., Корсаков B.C., Кристаль М.Г., Кузнецова С.В., Левчук Д. М., Лобзов Б.А., Матлуб М. М., Нерубай М.С., Павлов В.В., Прейс В.В., Симаков А.Л., Судниек Ф.А., Черняховская Л.Б., Штриков Б.Л., Шуваев В.Г., Baksys B., Baskutiene J., Canali C., Ciblac N., De Fazio T.L., Du K.L., Zhang B.B., Fei Y., Ghalyan I.F.J., Goswami A., Hamner B., Havlik S., Hesse S., Lau H.Y.K., Liu Y., Son C., Whitney D.E., Simunovic S..

Значительная трансформация ожидает сборочное производство в ближайшие годы в связи с 4 индустриальной революцией. Автоматическая сборка остается наиболее востребованной в области сборочного производства, которое развивается в направлении создания и применения модульного автоматического сборочного оборудования.

Целью работы является исключение заклиниваний при автоматической сборке цилиндрических соединений на основе обоснования рациональных технологических режимов процесса.

В диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Анализ методов роботизированной сборки с наложением физико-технических эффектов.

2. Построение математической модели процесса сопряжения при наличии вибраций опоры и вращения схвата.

3. Построение модели сборки в квазистатической постановке.

4. Проведение математического моделирования процесса роботизированной сборки.

5. Создание установки и проведение физического эксперимента.

6. Определение зон безотказного протекания роботизированной сборки.

Объектом исследования являются цилиндрические соединения в

машиностроении.

Предметом исследования является процесс автоматической сборки цилиндрических сопряжений при наличии вращательного движения и низкочастотных вибраций.

Научная новизна заключается в:

1. Математической модели динамики роботизированной сборки с использованием эффекта вращения устанавливаемой детали и низкочастотных колебаний базовой детали

2. Математической модели процесса сопряжения в квазистатической постановке.

3. Экспериментальных взаимосвязях режимов сборки, контактных реакций и сборочных сил.

4. Результатах математического моделирования процесса роботизированной сборки с использованием эффекта вращения и низкочастотных колебаний.

Теоретическая значимость работы заключается в построении математической модели процесса роботизированной сборки цилиндрических сопряжений, позволяющей оценить влияние эффекта вращения и вибраций на повышение технологической надежности сборочного процесса.

Практическая значимость заключается в:

- создании экспериментальной установки для роботизированной сборки с вращением и низкочастотными колебаниями с дооснащением промышленного робота силомоментным датчиком на выходном звене робота;

- определении рекомендаций при назначении технологических режимов роботизированной сборки в области технологически эффективных зон.

Методы и средства исследований Диссертационные исследования выполнены на основе методов теоретической механики, основ технологии машиностроения, аппарата матриц преобразования однородных координат, линейной алгебры и аналитической геометрии, вычислительной математики, теории планирования многофакторного эксперимента, программной среды MATLAB.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод роботизированной сборки цилиндрических сопряжений с зазором при наличии вращательного движения и низкочастотных колебаний.

2. Математическая модель динамики движения центра масс вала по отношению к неинерциальной системе координат, жёстко связанной со втулкой.

3. Результаты компьютерного моделирования процесса роботизированной сборки.

4. Методика и результаты экспериментальных исследований влияния технологических параметров на надежность сборочной операции.

Степень достоверности и апробация результатов работы

Достоверность научных результатов обусловлена использованием основ технологии машиностроения, теории автоматической сборки, методов теоретической механики, теории планирования эксперимента, а также использованием современного оборудования при проведении эксперимента.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-технических конференциях: International Conference on System Science and Engineering (ICSSE)

(тема доклада: Application of the Part Rotation Effect for Reliability of the Robotic Assembly Process) Июль 2019 г; 6 международный научно-технический семинар «Современные технологии сборки», (тема доклада: Исследование влияния эффекта вращения детали на технологическую надежность роботизированной сборки) Октябрь 2019 г; Всероссийская научно-практическая конференция «Наука - общество - технологии - 2020» Москва 20 февраля, 2020 г (тема доклада: Математическая модель роботизированной сборки при наличии вращения схвата и низкочастотных колебаний); The International Conference «Nonlinearity, Information and Robotics», Innopolis, Russia, 3-6 December 2020 (тема доклада: Experimental Research of the Robotic Assembly Process Using the Effect of Rotation and Low-Frequency Vibration).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Работа соответствует паспорту научной специальности 05.02.08 «Технология машиностроения» в пунктах 3 «Математическое моделирование технологических процессов и методов изготовления деталей и сборки изделий машиностроения» и 4 «Совершенствование существующих и разработка новых методов обработки и сборки с целью повышения качества изделий машиностроения и снижения себестоимости их выпуска».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей в журналах, 3 из которых в журналах, рекомендованных ВАК, 3 статьи в журналах, индексируемых в наукометрических базах Scopus.

Структура диссертации. Диссертация содержит введение, четыре главы, заключение и список литературы. Объем диссертации - 154 страниц машинописного текста с 36 рисунками, 26 таблицами и 24 страницы приложений. Список цитируемой литературы включает 81 наименований.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СБОРКИ

1.1 Анализ методов относительного ориентирования цилиндрических деталей при автоматической сборке

Сборка цилиндрических соединений очень распространена в машиностроении. Выполнение технологической операции возможно при выполнении всех технологических переходов. Вибрации промышленного оборудования, погрешности изготовления деталей, погрешности позиционирования робота являются основными причинами отказов на сборочной позиции. Создание эффективных сборочных технологий возможно только на основе правильного выбора методов относительного ориентирования и совмещения деталей.

Известно несколько классификаций методов относительного ориентирования деталей [1 - 4]. Так Вахрин Л.А. [2] при классификации методов относительного ориентирования деталей выделяет три группы методов для выполнения совмещения деталей: 1) автопоиск (случайное сканирование); 2) с пассивной адаптацией; 3) с активной адаптацией.

Замятин В.К. отмечает [3], что выполнение относительной ориентации деталей может происходить за счет:

1) направляющих элементов деталей (фаскам, расточкам, пояскам и т. д.);

2) центрирования деталей направляющими частями оборудования и оснастки (ловителями, кулачками, конусами, рычагами и т. п.);

3) наклона деталей;

4) поискового изменения места положения одной или обеих собираемых деталей без возможности управлять данным процессом;

5) контролируемого поискового перемещения согласно установленной траектории собираемых деталей;

6) направленного совмещения деталей, которые собираются, что

осуществляется на основе воздействия электромагнитных и электрических полей, колебаний ультразвука;

7) нацеленного совмещения собираемых деталей, что формируется благодаря контактной сенсорной технике;

8) направленного совмещения собираемых деталей, что формируется за счет использования бесконтактной сенсорной техники;

9) применения комбинированных методов.

Многие ученые, которые занимаются исследованием данной темы, все чаще обращают внимание на одну из главных проблем, которая является актуальной для этой отрасли - относительную ориентацию деталей. Это обусловлено тем, что от правильно выбранной ориентации зависит успешность проведения последующих процессов. Формирование эффективных методик выбора правильной ориентации деталей определяет качество автоматического выполнения операций сборки. Это снизит вероятность отказов и заклиниваний.

Существует классификация, которая помогает разделить методики автоматического совмещения деталей [5]:

- согласно данному подходу, автоматическая ориентация может быть «жесткой», в которой отсутствует управление с помощью программы и «гибкой», когда имеется программный контроль;

- согласно способу ориентации, выделяют электрический, фотоэлектрический, магнитный, гидравлический, пневматический, механический и гравитационный методы.

В работе [5] показано, что точность ориентации собираемых деталей будет более высокой, если использовать сопрягаемые поверхности в виде баз. Это может осуществляться с помощью технологической отправки, в которой есть острая заходная часть. После того как будет достигнуто положение деталей при помощи базирующих элементов, данная отправка отводится. Одна из деталей совершает вращательное и поступательное движение. Дополнительно появляется осевая сила. Также возникает крутящий момент, что и приводит к сопряжению деталей.

Схожей классификации придерживается В.М. Бедрин [4]. Он предполагает, что существует 3 основных группы способов. К ним относятся: взаимодействие одной детали со второй; ненаправленный поиск; направленный поиск.

Первая группа методов (Рисунок 1.1) [4]. Реализация ориентирования за счет взаимодействия одной детали с другой достигается с помощью технологических фасок и направляющих поясков. На рабочие устройства устанавливают специальные ловители. Сборка в автоматическом режиме осуществляется тогда, когда несовпадение положения собираемых деталей не превышает размер проекции ширины фаски.

Рисунок 1.1 - Относительное ориентирование при пассивной адаптации: 1 -втулка; 2 - технологическая оснастка; 3 - вал; 4 - направляющая втулка; 5 -механизм питателя; 6 - упругие элементы.

Сборочная сила «Р» в данной ситуации необходимо. Оснащение, которое реализует ориентирование деталей при помощи данной группы методов, отличается надежностью и простотой. К недостаткам данной группы методов можно отнести то, что с ее помощью невозможно ориентировать тонкие детали. Это обусловлено тем, что на них невозможно создать фаски. Также нельзя

применить для деталей, которые легко поддаются деформации, для профильных соединений.

Вторая группа методов (Рисунок 1.2) [4] основана на перемещении одной или обеих деталей по определенным траекториям, обеспечивающим высокую степень вероятности совпадения контуров сопрягаемых деталей.

Систематизация методов поисковой установки осуществлена А. Герасимовым [6]. Все указанные методы обладают разными средствами реализации. Они обязаны выполнять операцию в определенное время функционирования.

Для того чтобы вычислить требуемую траекторию перемещения деталей для сопряжения формируется кинематическая взаимосвязь механизма и ориентируемой детали. Это реализуется на основе магнитного поля или сканирования деталей, в результате чего одна из деталей начинает перемещаться.

С учетом отличий в конструкции данные устройства обладают определенными недостатками. К ним относятся: большие размеры, сложный сборочный механизм, что зависит от образования кинематических связей и деталей, которые приводят к ненадежности операции. Устранение сложных кинематических связей оборачивается тем, что требуется сформировать механизмы, в которых будут использоваться пневматические и электромеханические приводы [7]).

Для увеличения технологических возможностей рассматриваемых устройств нужно применять пневматические механизмы, которые проводят сканирование по площади [4].

Применение механизмов, которые работают по принципу случайного поиска, как правило, основано на использовании фасок на деталях. При этом необходимо сборочная сила. Это позволяет применить более широкий шаг сканирования и снизить время на ориентацию деталей. В то же время это приводит к ограничению в сборке деталей, легко поддающихся деформации, а также тонких деталей.

Относительное ориентирование во вращающемся магнитном поле является перспективной технологией.

Рисунок 1.2 - Электромеханическое центрирующее устройство: 1 - втулка; 2 -вал; 3 - базирующее приспособление; 4 - якорь; 5 - электромагнит; 6 - пружины;

7 - контактное кольцо.

Недостатки указанных выше способов ориентирования при случайном поиске состоят в невозможности поддержания стабильности времени совмещения. Они не могут гарантировать, что будет реализована абсолютная собираемость. Применением указанных выше устройств невозможно решить все случаи, которые касаются относительного ориентирования. Также возникают сложности с безотказной сборкой соединений профильного типа.

Третья группа методов. Для того чтобы создать более широкую область поиска, снизить время на сборку и стабилизировать выполнение операций применяются методы направленного поиска. Главной их особенностью является система обратной связи. Данная система определяет направление смещения контуров деталей, участвующих в сборке. Применяя специальные механизмы, она снижает степень смещения контуров до того положения, пока не будет достигнуто полное совпадение. При использовании указанной выше технологии перемещение осуществляется исключительно в том направлении, которое

поможет ликвидировать смещения. В системе автоматического изменения направления предполагается, что можно допускать неоднократное силовое влияние на совмещаемую деталь. Это осуществляется до тех пор, пока детали не совместятся. В качестве наиболее известного примера следует отметить центрирование струей воздуха (Рисунок 1.3) [4].

Рисунок 1.3 - Устройство для центрирования деталей потоком воздушной струи: 1 - рабочая камера; 2 - втулка; 3 - вал; 4 - схват; 5 - входной клапан; 6 -

обратный клапан.

В работе [4] приведено ориентирующее устройство, где один из элементов находится в рабочем механизме. Данный механизм контролируется фотосистемой. Эта система создается в виде источника освещения и фотоприемника, функционирующего по двум осям координат.

Все указанные методы обладают своими положительными и отрицательными свойствами:

- жесткое базирование дает возможность реализовать требуемые условия для сборки только тогда, когда все участвующие в этом процессе детали изготовлены с высоким уровнем точности. Также нужно принимать во внимание

достаточный уровень величины отклонений поверхностей. Если рассматривать общий случай, то при базировании деталей появляется несоответствие в соосности, не исключены перекосы. Исходя из того, что перечисленные несоответствия могут касаться двух плоскостей, то собирать детали таким способом становится сложно;

- для того, чтобы выполнить относительное ориентирование, нередко применяются направляющие элементы и технологическая оснастка. На процесс оказывает влияние взаимное положение деталей, компенсация погрешностей их положения, жесткость деталей оборудования и оснастки, а также самих деталей. Величину деформаций упругого элемента нужно оценивать исходя из расчета. Направленное совмещение с применением перекоса осей создается за счет их особого расположения. При этом должны возникать реактивные силы, которые помогают совместить собираемые детали;

- совмещение и сборка при помощи автоматического поиска не создает жестких требований к точности взаиморасположения деталей на позиции их сборки. В то же время в данном процессе производительность становится более низкой. Совмещение деталей при использовании данного метода проводится устройствами автоматического поиска, которые имеют различные конструкции. В то же время автоматический поиск может выполняться только одной из деталей. Известны схемы [7], в которых одна из деталей проводит сканирование согласно синусоиде, а вторая - пересекает ее по диагонали.

Исследования процессов автоматической сборки проводятся также в ряде зарубежных университетов. Широко известны работы РоШескшка Rzeszowska (Польша), Аахенского технического университета (Германия), Ноттингемского и Бирмингемского Университетов (Великобритания), Университета Карнеги -Меллона (Пенсильвания, США), Техасского государственного университета (Сан-Маркос, Техас, США), Университета Данкук (Чхонане, Южная Корея), Каунасского технологического университета (Каунас, Литва).

В процессе роботизированной сборки, когда детали подаются на позицию сборки, возникают осевые или угловые погрешности положения деталей.

Причиной этих погрешностей могут быть погрешности траекторий робота-манипулятора, геометрические погрешности деталей и недостаточная повторяемость позиционирования. Точное движение, необходимое для корректирования этих погрешностей, известное как адаптация движения, может быть достигнуто либо за счет активной или пассивной адаптации, либо за счет их комбинации.

Метод активной адаптации основан на адаптивном управлении с обратной связью, поскольку процесс сборки и положение деталей регулируются автоматически путем измерения положений и контактных сил. Модель процесса для задачи сборки, стратегия управления нейронной сетью, основанная на измеренных силах и моментах во время сборки деталей, оптимальная методика планирования и управления роботизированной сборкой с нечеткой энтропией и объединением датчиков, интеллектуальная стратегия управления и планирования движений с нечетким управлением были введены Son С. [73 -75]. Более того, автономный мобильный манипулятор со стратегиями управления, которые сочетают в себе скоординированное и реактивное управление уровнем задач, визуальное и силовое сервоуправление были разработаны Hamner B. [55]. Роботизированная система распознавания контактного моделирования при сборке была представлена в исследованиях Lau, H.Y.K. [63]. В последнее время был проведен анализ и моделирование процесса роботизированной сборки цилиндрических соединений. Была создана динамическая модель упругого контакта соединения «вал - втулка» и представлена стратегия сборки, основанная на корректировке приложенных сил и моментов [80]. Исследователи проанализировали геометрические характеристики и контактные силы трехмерных сборок [53]. Кроме того, были установлены геометрические и динамические условия для успешной сборки соединения типа «вал - втулка» [56].

Последние два десятилетия визуальное сервоуправление широко изучается из-за его важности в операциях промышленной сборки. Система «глаза в руке» может быть описана как выходное звено робота, оснащенное камерой ближнего действия, как показано на рисунке 1.4 [67]. Выбор камеры зависит от сложности

задачи. Источник освещения прикреплен к схвату вместе с камерой для получения хороших изображений, а также для предотвращения изменений света в некоторых областях реальной сцены обзора. В камере есть объектив, который можно отрегулировать для правильной фокусировки, чтобы минимизировать погрешности позиционирования. Системы этого типа в основном используются для управления рабочими звеньями робота и схватами при выполнении конкретной задачи. Изображения, полученные камерой, обрабатываются с использованием специальных алгоритмов компьютерной системой, чтобы распознать объект, а также найти его пространственное положение. Эта информация может использоваться для управления движением робота в определенной рабочей области.

Рисунок 1.4 - Типовая система «глаз-рука»

В последнее время обработка и ориентация деталей без датчиков изображения вызывает большой интерес в области роботизированной сборки. Takahashi, I. и Еикиёа, Т. [77] предложили принцип пассивной ориентации, основанный на обратной связи с силомоментным датчиком для роботизированной сборки тонкого деформируемого кольца и вала с малым зазором. Этот принцип может корректировать положение кольца, исключая его деформацию (Рисунок 1.5).

Вертикальный вал

Рисунок 1.5 - Процесс сборки с использованием манипулятора с шестью степенями подвижности и датчиком силы

Устройства пассивной адаптации не содержат источника энергии и состоят из упругих и демпфирующих элементов или их комбинаций. Такие устройства совершают перемещение, вызванное действующими внешними силами, а необходимое выходное движение вызывается их деформируемыми элементами. Компоненты конструкций расположены таким образом, чтобы силы, возникающие в точках контакта между соединяемыми деталями, могли корректировать погрешности положения деталей.

Успешным примером реализации пассивной адаптации является устройство податливости с удаленным центром (ПУЦ) (the remote center compliance - RCC) [78]. Такие устройства имеют уникальную точку податливости и могут компенсировать погрешности положения деталей во время сборки вала со втулкой, если линейная погрешность меньше ширины фаски. Таким образом, важной особенностью большинства устройств ПУЦ была возможность независимо компенсировать линейные и угловые погрешности.

Устройства ПУЦ часто используются для роботизированной сборки, где они выполняют роль податливого запястья робота. Податливое запястье, прикрепленное к руке робота, делает робота более маневренным и способствует лучшему выполнению задач сборки. Как правило, сборочные устройства состоят из соединенных определенным образом стержневых элементов или комбинаций жестких и упругих элементов. На рисунке 1.6 показано устройство ПУЦ компании ATI [59], предназначенное для корректирования погрешности центровки при автоматизированной сборке соединения типа «вал - втулка». Компенсатор ПУЦ спроектирован для проецирования центра податливости за счет использования трех или более эластомерных срезанных подушек. Эти срезанные подушки жесткие в осевом направлении и податливые в боковом. Когда точка контакта находится рядом с центром податливости, деталь автоматически корректирует линейное и вращательное смещение, уменьшая контактную силу и предотвращая заедание и заклинивание.

Рисунок 1.6 - Устройство податливости с удаленным центром компании ATI [59]

Одно из первых разработанных устройств ПУЦ было выполнено из гибких стержневых элементов, расположенных симметрично относительно оси устройства, с закрепленными концами элементов на сегментах пластины

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чан Чунг Та, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Том 2 / Под ред. А.С. Васильева, А.А. Кутина. 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Инновационное машиностроение, 2018. - 818 с.

2. Вахрин, Л.А. Адаптивное управление процессами сопряжения деталей при автоматической сборке / Л.А. Вахрин, В.К. Мясников, В.Т. Синицын // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2001. - №11. - С. 24-29.

3. Замятин, В. К. Технология и автоматизация сборки: [Учеб. для машиностроит. спец. вузов] / В. К. Замятин. - М.: Машиностроение, 1993. - 464 с.

4. Бедрин, В.М. Обзор методов и устройств автоматического ориентирования деталей при сборке / В.М. Бедрин, А.В. Бедрина // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2000. - №2. - С. 7-21.

5. Попс, Я.К. Классификация методов автоматической сборки деталей нецилиндрической формы / Я.К. Попс // Автоматизация сборочных процессов. -Рига: РПИ, 1977. - Вып. 6. - С. 50-57.

6. Герасимов, А. Г. Технологические основы построения систем на сборочных позициях в автоматизированном производстве: дис. ... д-ра тех. наук: 05.02.08 / Герасимов Анатолий Георгиевич. - Куйбышев, 1988. - 446 с.

7. Судниек, Ф.А. Исследование некоторых методов вибрационной сборки деталей: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Рига, 1971. - 18 с.

8. Гусев, А.А. Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет: К.В. Фролов (пред.) и др. М.: Машиностроение. Технология сборки в машиностроении. Т. III-5/ А.А. Гусев, В.В. Павлов, А.Г. Андреев и др.; под общ. ред. Ю.М. Соломенцева. -2006. - 640 с.

9. Холодкова, А. Г. Технология автоматической сборки / А. Г. Холодкова, М.Г. Кристаль, Б.Л. Штриков и др.; под ред. А. Г. Холодковой. - М.: Машиностроение, 2010. - 560 с.

10. Черняховская, Л.Б. Кинематический и динамический анализы автоматической сборки цилиндрических деталей: Монография / Л.Б. Черняховская. - Самара: СамГТУ, 2011. - 76 с.

11. Косилов, В.В. Технологические основы проектирования автоматического сборочного оборудования. - М., Машиностроение, 1976. -248 с.

12. Холодкова, А.Г. Особенности автоматического выполнения цилиндрических соединений с малым зазором / А.Г.Холодкова // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2004. - № 4. - C. 14-18.

13. Методика и нормативы оценки технологичности конструкций деталей и сборочных единиц автомобилей при автоматической сборке. РД 37.002.0469 85 -Минск, МКТЭИ автопром, 1985. - 57с.

14. Правила обеспечения технологичности конструкций изделий. РДТ 253 -87.

15. Левчук, Д. М. Исследование и разработка методов относительного ориентирования сборочных единиц соединения во вращающемся потоке газов по автоматической сборке: дис. ... канд. тех. наук: 05.02.08 / Левчук Дмитрий Михайлович. - Москва, 1974. - 143 с.

16. Замятин, В.К. Требование к технологичности конструкций собираемых деталей при автоматической сборке / В.К. Замятин // Приборы. - 2000. - №1, - С. 19-28.

17. Божкова, Л.В. Метод роботизированной сборки с использованием вибрационных колебаний/ Л.В. Божкова, М.В. Вартанов, Е.И. Кольчугин // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2006. - №9. - С. 62-67.

18. Вартанов, М.В. Обеспечение технологичности конструкции изделий при их многоуровневом преобразовании в структуру процесса автоматизированной сборки: дис. ... д-ра тех. наук: 05.02.08, 05.13.06/ Вартанов Михаил Владимирович.

- Москва, 2005. - 419 с.

19. Кольчугин, Е. И. Повышение эффективности роботизированной сборки цилиндрических соединений с зазором на основе применения пассивной адаптации и низкочастотных колебаний: дис. ... канд. тех. наук: 05.02.08, 05.13.06 / Кольчугин Евгений Игоревич. - Москва, 2011. - 159 с.

20. Бакена, М. Ж. К. Совершенствование технологии роботизированной сборки профильных соединений с зазором на основе средств адаптации: дис. ... канд. тех. наук: 05.02.08 / Бакена Мбуа Жан Кристиан. - Москва, 2012. - 185 с.

21. Кристаль, М.Г. Производительность и надежность сборочных автоматов: монография / М.Г. Кристаль. - Волгоград, ВолГТУ, 2011. - 160 с.

22. Кристаль, М.Г. Разработка методов проектирования автоматических устройств повышенной производительности и надежности для сборки: дис. ... д-ра тех. наук: 05.02.08, 05.13.06/ Кристаль Марк Григорьевич. - Волгоград, 2008. -509 с.

23. Кристаль, М.Г. Исследование динамики вибрационного сопряжения с нижней опорой торца охватываемой детали / М.Г. Кристаль, И.В. Чувилин // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2008. - №04. - С.13-17.

24. Нерубай, М.С. Ультразвуковая механическая обработка и сборка / М.С. Нерубай, Б.Л. Штриков, В.В. Калашников. - Самара: Кн. Изд-во, 1995. -191 с.

25. Штриков, Б.Л. Повышение работоспособности резьбовых соединений путем применения ультразвука при обработке и сборке / Б.Л. Штриков, В.В. Головкин, В.Г. Шуваев, И.В. Шуваев. - М.: Машиностроение, 2008. - 137 с.

26. Штриков, Б.Л. Ультразвуковая сборка / Б.Л. Штриков, В.В. Калашников.

- М.: Машиностроение-1, 2006. -225 с.

27. Штриков, Б.Л. Автоматизированная система научных исследований процессов ультразвуковой сборки / Б.Л. Штриков, В.Г. Шуваев, В.А. Папшев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2007. - № 12. - С. 19-22.

28. Штриков, Б.Л. Автоматизация процесса сборки прессовых соединений

типа «вал-втулка» с применением ультразвука / Б.Л. Штриков, В.Г. Шуваев // Межвуз. сб. науч. тр. «Автоматизация технологических процессов в машиностроении». Саратов. СГТУ, 2003.

29. Шуваев, В.Г. Адаптивное управление технологическим процессом ультразвуковой запрессовки на основе динамических характеристик формируемых соединений: дис. ... д-ра тех. наук: 05.02.08 / Шуваев Вячеслав Георгиевич. - Самара, 2013. - 290 с.

30. Журавлев, А.Н. Разработка теоретических основ и реализация структурно упорядоченной сборки буровых долот: дис. ... д-ра тех. наук: 05.02.08 / Журавлев Андрей Николаевич. - Самара, 2009. - 366 с.

31. Кузнецова, С.В. Разработка способа и средства стабилизации движения детали относительно поисковой траектории при автоматизированной сборке: дис. ... канд. тех. наук: 05.13.06 / Кузнецова Светлана Владимировна. - Ковров, 2011. -219 с.

32. Матлуб, М. М. Управление технологическими роботами с визуальным и силомоментным очувствлением при сборке перемещающихся цилиндрических объектов: дис. ... канд. тех. наук: 05.02.05 / Матлуб Муханад Мунир. - Владимир, 2010. - 170 с.

33. Кузнецов, М. В. Разработка системы эффективного управления поиском согласованного положения деталей для роботизированных сборочных устройств на основе нечеткой логики: Дис. ... канд. техн. наук: 05.13.06 / Кузнецов Михаил Владимирович. - Ковров, 2004. - 212 с.

34. Черняховская, Л.Б. Влияние вращательного движения вала на процесс автоматической сборки цилиндрических деталей / Л.Б. Черняховская // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2016. - № 6. - С. 7-13.

35. Вартанов, М.В Математическая модель роботизированной сборки при наличии вращения схвата и низкочастотных колебаний / М.В. Вартанов, Чунг Та Чан // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2020. - №7, -С.15-21.

36. Вартанов, М. В. Исследование влияния эффекта вращения детали на технологическую надежность роботизированной сборки / М.В. Вартанов, Чунг Та Чан // Материалы 6 международного научно-технического семинара «Современные технологии сборки», Москва, Московский Политех. - 2019. - С. 100-107.

37. Бутенин, Н.В. Курс теоретической механики / Н.В. Бутенин, Я.Л. Лунц, Д.Р. Меркин. - СПб.: Издательство «Лань», 2008. - 736 с.

38. Божкова, Л.В. Совершенствование технологии сборки цилиндрических профильных деталей с применением вибрационных колебаний и пассивной адаптации / Л.В. Божкова, М.В. Вартанов, Ж.К. Бакена Мбуа // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2010. - № 7. - С. 26-31.

39. Божкова, Л.В. Приближенная математическая модель процесса ориентирования профильных соединений с применением пассивной адаптации и

низкочастотных колебаний / Л.В. Божкова, М.В. Вартанов, Ж.К. Бакена Мбуа // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2011. - № 1. - С. 127-132.

40. Божкова, Л.В. Математическая модель динамики сопряжения деталей с применением промышленного робота и вибрационного устройства / Божкова Л.В., Вартанов М.В., Мартынович Н.А. // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2013. - № 10. - С. 18-21.

41. Пол, Ричард. Моделирование, планирование траекторий и управление движением робота-манипулятора [Текст] / Р. Пол; Перевод с англ. А. Ф. Верещагина, В. Л. Генерозова / Под ред. Е. П. Попова. - Москва: Наука, 1976. -103 с.

42. Кристаль, М.Г. Обработка результатов планирования экстремального эксперимента / М.Г. Кристаль. - Волгоград, 2019. - 70 с.

43. Спиридонов, А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А.А. Спиридонов. - М.: Машиностроение, 1981. -184с.

44. Воробьев, А. Л. Планирование и организация эксперимента в управлении качеством [Текст]: учебное пособие / А. Л. Воробьёв, И. И. Любимов, Д. А. Косых. - Оренбург: Университет, 2014. - 343 с.

45. Гусев, В.Г. Теория планирования многофакторных экспериментов: Метод. Указания к лаб. работам / В.Г. Гусев. - Владим. Гос. ун-т. Владимир, 2010. - 110 с.

46. Baksys, B. Experimental research of vibratory alignment using passive compliance devices / B. Baksys, J. Baskutiene and J. Vezys // Mechanika. - 2014. -Vol. 20 No. 2. - P. 165-170.

47. Baksys, B. Simulation of vibratory alignment of the parts to be assembled under passive compliance / B. Baksys, J. Baskutiene and A. Chadarovicius // Mechanika. - 2013. - Vol. 19 No. 1. - P. 33-39.

48. Baksys, B. The directional motion of the compliant body under vibratory excitation /B. Baksys, J. Baskutiene // International Journal of Non-Linear Mechanics. -2012. - Vol 47 No.3. - P. 129-136.

49. Baksys, B. The vibratory alignment of the parts in robotic assembly / B. Baksys, J. Baskutiene and S. Baskutis // Industrial Robot. - 2017. - Vol. 44 No. 6. - P. 720-729. https://doi.org/10.1108/IR-11-2016-0289

50. Ciblac, N. Design and analysis of remote center of compliance structures / N. Ciblac, H. Lipkin // Journal of Robotic Systems. - 2003. - Vol. 20 No. 8. - P. 415-427.

51. De Fazio, T.L. Remote center compliance device with partially coil-bound springs", US Patent no. 4.848.757. - 1989.

52. Du, K.L Dynamic analysis of assembly process with passive compliance for robot manipulators / K.L. Du, B.B. Zhang, X. Huang, J. Hu // Proceedings of the 2003 IEEE International Symposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation. - Kobe. - 2003. - P. 1168-1173.

53. Fei, Y. An assembly process modelling and analysis for robotic multiple peg-in-hole / Y. Fei, X. Zhao // Journal of Intelligent and Robotic Systems. - 2003. - Vol. 36 No. 2. - P. 175-189.

54. Goswami, A. Complete Parameter Identification of a Robot from Partial Pose Information / A. Goswami, A. Quaid, M. Peshkin // Proceedings of the 1993 IEEE International Conference on Robotics and Automation. - 1993. - P. 168-173.

55. Hamner, B. An autonomous mobile manipulator for assembly tasks/ B. Hamner, S. Koterba, J. Shi, R. Simmons, and S. Singh // Autonomous Robots. - 2010. -Vol. 28 No. 1. - P. 131-149.

56. Haskiya, W. Robotic assembly: chamferless peg-hole assembly / W. Haskiya, K. Maycock, J. Knight // Robotica. - 1999. - Vol. 17. - P. 621-634.

57. Havlik, S. Passive compliant mechanisms for robotic (micro) devices / S. Havlik // 13th World Congress in Mechanisms and Machine Science, Guanajuato. -2011. - P. 19-25.

58. https://ifr.org/downloads/press2018/Presentation_WR_2020.pdf

59. https://www.ati-ia.com/products/compliance/Compensator_product_desc.aspx

60. https://www.robotics.org/content-detail.cfm/Industrial-Robotics-Industry-Insights/Small-Assembly-Robots-with-Big-Gains/content_id/5708

61. Kilikevicius, S. Dynamic analysis of vibratory insertion process / S. Kilikevicius and B. Baksys // Assembly Automation. - 2011. - Vol. 31 No. 3. - P. 275283.

62. Kluz, R. The repeatability positioning analysis of the industrial robot arm / R. Kluz, T. Trzepiecinski // Assembly Automation. - 2014. - Vol 34. N3. - P.285-295. DOI: 10.1108/AA-07-2013-070.

63. Lau, H.Y.K. A hidden markov model-based assembly contact recognition system / H.Y.K. Lau // Mechatronics. - 2003. - Vol. 13 No. 8. - P. 1001-1023.

64. Liu, Y. Optimal design of remote center compliance devices of rotational symmetry / Y. Liu, M.Y. Wang // Precision Assembly Technologies and Systems: 7th IFIP WG 5.5 International Precision Assembly Seminar, IPAS 2014. - 2014. - Vol. 435, Chamonix. - P. 161-169.

65. Liu, Z. Screw Insertion Method in Peg-in-Hole Assembly for Axial Friction Reduction / Z. Liu, L. Song, Z. Hou, K. Chen, S. Liu and J. Xu // in IEEE Access. -2019. - Vol. 7. - P. 148313-148325. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2946406.

66. Mehrez, A. Multivariate Economic Analysis of Robot Performance Repeatability and Accuracy / A. Mehrez, M. Hu, O.F. Offodile // Journal of Manufacturing Systems. - 1996. - Vol 15. N4. - P 215-226.

67. Naresh, M. Vision based grasp planning for robot assembly: International Master's Thesis / Naresh Marturi. - Orebro University. - 2010. - 103p.

68. Poynting, J.H. On the changes in the dimensions of a steel wire when twisted and on the pressure of distorsional waves in steel / J.H. Poynting // Proc. Roy. Soc., Ser. A., London. - 1912, - V. 86, - p534-561.

69. Qiao, H. The concept of attractive region in environment and its application in high-precision tasks with low-precision systems / H. Qiao, M. Wang, J. Su, S. Jia and R. Li // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. - 2015. - Vol. 20 No. 5. - P. 23112327.

70. Rourke, J.M. and Whitney D.E. Remote center compliance device // US Patent no. 4.556.203. - 1985.

71. Sadauskas, E. Peg-bush alignment under elastic vibrations / E. Sadauskas and B. Baksys // Assembly Automation. - 2014. - Vol. 34 No. 4. - P. 349-356.

72. Simunovic, S. An Information Approach to Parts Mating. Sc. D. thesis, M.I.T., Mechanical Engineering Department and C.S. Draper Lab. Rept. T-690, 1979.

73. Son, C. A neural/fuzzy optimal process model for robotic part assembly / C. Son // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2001. - Vol. 41 No. 12. - P. 1783-1794.

74. Son, C. Intelligent control planning strategies with neural network/fuzzy coordinator and sensor fusion for robotic part macro/micro assembly tasks in a partially unknown environment / C. Son // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2004. - Vol. 44 No. 15. - P. 1667-1681.

75. Son, C. Optimal control planning strategies with fuzzy entropy and sensor fusion for robotic part assembly tasks / C. Son // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2002. - Vol. 42 No. 12. - P. 1335-1344.

76. Southern, W.R. The study of a passive accommodation device in robotic insertion processes / W.R. Southern and C.G. Lyons // Journal of Materials Processing Technology. - 2002. - Vol. 124 No. 6. - P. 261-266.

77. Takahashi, J. Passive alignment principle for robotic assembly between a ring and a shaft with extremely narrow clearance / J. Takahashi, T. Fukuda // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. - 2016. - Vol. 21 No. 1. - P. 196-204.

78. Whitney, D.E. Quasi-static assembly of compliantly supported rigid parts / D.E. Whitney // ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. -2016. - Vol. 104 No. 1. - P. 65-77.

79. Whitney, D.E. What is the remote centre compliance (RCC) and what can it do / D.E. Whitney, J.L. Nevins // Proceedings of the 9th International Symposium on Industrial Robots, Washington, DC. - 1986. - P. 135-152.

80. Xia, Y. Dynamic analysis for peg-in-hole assembly with contact deformation / Y. Xia, Y. Yin and Z. Chen // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2006. - Vol. 30. - P.118-128.

81. Zurlo, G. The Poynting effect [Electronic resource] / G. Zurlo, J. Blackwell, N. Colgan, M. Destrade. - 2020. -Access mode:https://www.re-searchgate.net/publication/340793966_The_Poynting_effect

ПРИЛОЖЕНИЕ А: Фрагменты программного кода системы в среде МаШЬ для математического моделирования процесса роботизированной сборки

Шп^ЮП vаrаrgоut = Simulаtiоn(vаrаrgm)

% аssеmbly_prоcеss_simulаtiоn MАTLАB cоdе fоr аssеmbly_prоcеss_simulаtiоn.fig % аssеmbly_prоcеss_simulаtiоn, Ьу ^еИ", crеаtеs а nеw

аssеmbly_prоcеss_simulаtiоn ог rаisеs Ше еxisting % singlеtоn*. gui_Singlеtоn = 1;

gui_Stаtе = struct('gui_Nаmе', mfilеnаmе, ... 'gui_Singlеtоn', gui_Singlеtоn, ...

'gui_ОpеningFcn', @аssеmbly_prоcеss_simulаtiоn_ОpеningFcn, ... 'gui_ОutputFcn', @аssеmbly_prоcеss_simulаtiоn_ОutputFcn, ... 'gui_LаyоutFcn', [] , ... ^ш_Са1Шаск', []); if nаrgin && ischаr(vаrаrgin{1})

gui_Stаtе.gui_Cаllbаck = str2func(vаrаrgin{1}); еnd

if nаrgоut

[vаrаrgоut{1:nаrgоut}] = gui_mаinfcn(gui_Stаtе, vаrаrgin{:}); еlsе

gui_mаinfcn(gui_Stаtе, vаrаrgin{:}); еnd

% Е^ initiаlizаtiоn cоdе - DО КОТ ЕDIT

% — ЕхесШ^ just bеfоrе аssеmbly_prоcеss_simulаtiоn is mаdе visiblе. functiоn аssеmbly_prоcеss_simulаtiоn_ОpеningFcn(hОbjеct, еvеntdаtа, Ьа^^, vаrаrgin)

% Chооsе dеfаult сотта^ linе оutput fоr аssеmbly_prоcеss_simulаtiоn hаndlеs.оutput = hОbjеct;

% Updаtе Ьа^^ structurе guidаtа(hОbjеct, hаndlеs); % Updаtе hаndlеs structurе guidаtа(hОbjеct, hаndlеs);

Ьа^^^го^ = uitаbgrоup('Pаrеnt', hаndlеs.figurе1,'TаbLоcаtiоn', 'tоp');

Ьа^^^аЫ = uitаb('Pаrеnt', hаndlеs.tgrоup, 'Titlе', ' ТаЬ1');

hаndlеs.tаb2 = uitаb('Pаrеnt', Ьа^^^го^, 'Titlе', ' ТаЬ2');

hаndlеs.tаb3 = икаЬСРатеп:', hаndlеs.tgrоup, 'Titlе', ' ТаЬ3');

%Р1асе pаnеls intо еасЬ :аЬ

sеt(hаndlеs.P1,'Pаrеnt',hаndlеs.tаb1)

sеt(hаndlеs.P2,'Pаrеnt',hаndlеs.tаb2)

sеt(hаndlеs.P3,'Pаrеnt',hаndlеs.tаb3)

%Rеpоsitiоn еасЬ pаnеl :о sаmе lоcаtiоn аs pаnеl 1

sеt(hаndlеs.P2,'pоsitiоn',gеt(hаndlеs.P1,'pоsitiоn'));

set(handles.P3,'position',get(handles.P1,'position'));

global n pp n=°;pp=[];

% UIWAIT makes UNI_TAB wait for user response (see UIRESUME) % uiwait(handles.figurel);

% — Outputs from this function are returned to the command line. function varargout = assembly_process_simulation_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)

% varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT);

% Get default command line output from handles structure

varargout{1} = handles.output;

% — Executes on button press in pushbutton3.

function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)

[file,path,indx] = uigetfile('*.xlsx','*.scv');

if isequal(file,0)

disp('User selected Cancel') else

disp(['User selected ', fullfile(path, file),... ' and filter index: ', num2str(indx)])

end

dirFileName = fullfile(path, file); sheet = 1; global pp;

pp = xlsread(dirFileName, sheet) % valueExcel = get(handles.popupmenu1, 'value') - 1 set(handles.uitable1, 'data', pp);

function popupmenu2_Callback(hObject, eventdata, handles) global luachon;

luachon = get(handles.popupmenu2, 'value'); switch luachon case 2

[file,path,indx] = uigetfile('*.xlsx','*.scv'); if isequal(file,0)

disp('User selected Cancel') else

disp(['User selected ', fullfile(path, file),... ' and filter index: ', num2str(indx)])

end

dirFileName = fullfile(path, file); sheet = 1; global pp;

pp = xlsread(dirFileName, sheet) % valueExcel = get(handles.popupmenu1, 'value') - 1 set(handles.uitable1, 'data', pp); case 3

m=str2num(get(handles.edtm,' string'));

r=str2num(get(handles.edtr,'string')); l=(str2num(get(handles.edt2l, ' string')))/2 ; h=str2num(get(handles.edth, ' string')); f=str2num(get(handles.edtf,' string ')); end

% — Executes on button press in pushbuttonl. function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) format short

global A k omega t pp kq luachon n

syms N1 N2

kq=[]

m=str2num(get(handles.edtm,'string')); R=str2num(get(handles.edtr,' string')); l=(str2num(get(handles.edt2l, ' string')))/2 ; h=str2num(get(handles.edth, ' string'));

f=str2num(get(handles.edtf,'string')); [n j]= size(pp);

for i=1:n k=pp(i,2); A=(pp(i,3))/(40); v=(pp(i,4))/(1000); omega=pp(i,5); delta=(pp(i,6))/(1000); R=0.008; r=R-delta/(2); px=0 ;

py= sqrt(((pp(i, 7))A2+(pp(i,8))A2)); pz=pp(i,9);

t=0.175 ;

psi = A*cos(k*t);

psit = -A*k*sin(k*t);

psitt = -A*kA2*cos(k*t);

varphi= A*sin(k*t);

varphit = A*k*cos(k*t);

varphitt = -A*kA2*sin(k*t);

theta = omega*t;

thetat = omega;

thetatt = 0;

pxi = cos(psi)*cos(theta)*px-cos(psi)*sin(theta)*py-sin(psi)*pz; peta= (sin(psi)*sin(varphi)*cos(theta)+cos(varphi)*sin(theta))*px+... (-sin(psi)*sin(varphi)*sin(theta)+cos(varphi)*cos(theta))*py+... cos(psi)*sin(varphi)*pz; pzeta = (sin(psi)*cos (varphi)*cos(theta) - sin(varphi)*sin(theta))* px+... (-sin(psi)*cos(varphi)*sin(theta)-sin(varphi)*cos(theta))*py+cos(psi)*cos(varphi)*pz;;

xiC = 0;

еtаC = -psi*sm(thеtа)*vаrpЫ*r+vаrpЫ*l+cоs(thеtа)*r-R;

zеtаC = -t*v+psi*sm(thеtа)*r+l+cоs(thеtа)*vаrpЫ*r+h;

xiCt = 0; xiCtt = 0;

еtаCt = -psit*vаrpЫ*sm(thеtа)*r-psi*vаrpЫt*sm(thеtа)*r-

psi*vаrpЫ*thеtаt*cоs(thеtа)*r+vаrpЫt*l-thеtаt*sm(thеtа)*r;

еtаCtt = -psitt*vаrphi*sin(thеtа)*r-2*psit*vаrphit*sin(thеtа)*r-

2*psit*vаrphi*thеtаt*cоs(thеtа)*r-psi*vаrphitt*sin(thеtа)*r-2*psi*vаrphit*thеtаt*cоs(thеtа)*r-psi*vаrphi*thеtаtt*cоs(thеtа)*r+psi*vаrphi*thеtаtл2*sin(thеtа)*r+vаrphitt*l-thеtаtt*sin(thеtа)*r-thеtаtл2*cоs(thеtа) *r;

zеtаCt = -v+psit*sm(thеtа)*r+psi*thеtаt*cоs(thеtа)*r+vаrpЫt*cоs(thеtа)*r-vаrphi*thеtаt*sin(thеtа)*r;

zеtаCtt = psitt*sm(thеtа)*r+2*psit*thеtаt*cоs(thеtа)*r+psi*thеtаtt*cоs(thеtа)*r-psi*thеtаtл2* sm(thеtа)*r+vаrpЫtt*cоs(thеtа)*r-2*vаrpЫt*thеtаt*sm(thеtа)*r-vаrphi*thеtаtt*sin(thеtа)*r-vаrphi*thеtаtл2*cоs(thеtа)*r;

vF1xi = ((-psit*psi*sin(thеtа)+thеtаt*cоs(thеtа))*r+psit*l+xiCt)/sqrt(((-

psit*psi*sin(thеtа)+thеtаt*cоs(thеtа))*r+psit*l+xiCt)л2+((vаrphi*psit*sin(thеtа)+psi*vаrphit*s in(thеtа)+psi*vаrphi*thеtаt*cоs(thеtа)+vаrphit*vаrphi*cоs(thеtа)+thеtаt*sin(thеtа))*r+psit*psi *vаrphi*l-vаrphit*l+еtаCt)л2+((psit*sin(thеtа)-

psi*vаrpЫt*vаrpЫ*sm(thеtа)+psi*thеtаt*cоs(thеtа)+vаrphit*cоs(thеtа)-vаrphi*thеtаt*sin(thеtа))*r+psit*psi*l+vаrphit*vаrphi*l+zеtаCt)л2);

vF1еtа =

((vаrphi*psit*sin(thеtа)+psi*vаrphit*sin(thеtа)+psi*vаrphi*thеtаt*cоs(thеtа)+vаrphit*vаrphi*c оs(thеtа)+thеtаt*sin(thеtа))*r+psit*psi*vаrphi*l-vаrphit*l+еtаCt)/sqrt(((-psit*psi*sin(thеtа)+thеtаt*cоs(thеtа))*r+psit*l+xiCt)л2+((vаrphi*psit*sin(thеtа)+psi*vаrphit*s in(thеtа)+psi*vаrphi*thеtаt*cоs(thеtа)+vаrphit*vаrphi*cоs(thеtа)+thеtаt*sin(thеtа))*r+psit*psi *vаrphi*l-vаrphit*l+еtаCt)л2+((psit*sin(thеtа)-

psi*vаrpЫt*vаrpЫ*sm(thеtа)+psi*thеtаt*cоs(thеtа)+vаrphit*cоs(thеtа)-vаrphi*thеtаt*sin(thеtа))*r+psit*psi*l+vаrphit*vаrphi*l+zеtаCt)л2);

vF1zеtа = ((psit*sin(thеtа)-

psi*vаrpЫt*vаrpЫ*sm(thеtа)+psi*thеtаt*cоs(thеtа)+vаrphit*cоs(thеtа)-vаrphi*thеtаt*sin(thеtа))*r+psit*psi*l+vаrphit*vаrphi*l+zеtаCt)/sqrt(((-psit*psi*sin(thеtа)+thеtаt*cоs(thеtа))*r+psit*l+xiCt)л2+((psit*vаrphi*sin(thеtа)+psi*vаrphit*s in(thеtа)+psi*vаrphi*thеtаt*cоs(thеtа)+vаrphit*vаrphi*cоs(thеtа)+thеtаt*sin(thеtа))*r+psit*psi *vаrphi*l-vаrphit*l+еtаCt)л2+((psit*sin(thеtа)-

psi*vаrpЫt*vаrpЫ*sm(thеtа)+psi*thеtаt*cоs(thеtа)+vаrphit*cоs(thеtа)-vаrphi*thеtаt*sin(thеtа))*r+psit*psi*l+vаrphit*vаrphi*l+zеtаCt)л2);

vF2xi = ((psit*psi*sin(thеtа)-thеtаt*cоs(thеtа))*r-psit*t*v+psit*l-

psi*v+xiCt)/sqrt(((psit*psi*sin(thеtа)-thеtаt*cоs(thеtа))*r-psit*t*v+psit*l-psi*v+xiCt)л2+((-vаrpЫ*psit*sm(thеtа)-psi*vаrpЫt*sm(thеtа)-psi*vаrpЫ*thеtаt*cоs(thеtа)-

vаrpЫt*vаrpЫ*cоs(thеtа)-thеtаt*sm(thеtа))*r-

psit*vаrpЫ*psi*t*v+vаrpЫt*t*v+psit*psi*vаrpЫ*l-vаrpЫt*l+vаrphi*v+еtаCt)л2+((-psit*sm(thеtа)+psi*vаrpЫt*vаrpЫ*sm(thеtа)-psi*thеtаt*cоs(thеtа)-vаrpЫt*cоs(thеtа)+vаrpЫ*thеtаt*sm(thеtа))*r-psit*psi*t*v-vаrphit*vаrphi*t*v+psit*psi*l+vаrphit*vаrphi*l+v+zеtаCt)л2);

vF2еtа = ((-vаrpЫ*psit*sm(thеtа)-psi*vаrpЫt*sm(thеtа)-psi*vаrpЫ*thеtаt*cоs(thеtа)-vаrphit*vаrphi*cоs(thеtа)-thеtаt*sin(thеtа))*r-psit*vаrphi*psi*t*v+vаrphit*t*v+psit*psi*vаrphi*l-

vаrphit*l+vаrphi*v+еtаCt)/sqrt(((psit*psi*sin(thеtа)-thеtаt*cоs(thеtа))*r-psit*t*v+psit*l-

psi*v+xiCt)л2+((-vаrphi*psit*sin(thеtа)-psi*vаrphit*sin(thеtа)-psi*vаrphi*thеtаt*cоs(thеtа)-

vаrpЫt*vаrpЫ*cоs(thеtа)-thеtаt*sm(thеtа))*r-

psit*vаrpЫ*psi*t*v+vаrpЫt*t*v+psit*psi*vаrpЫ*l-vаrpЫt*l+vаrphi*v+еtаCt)л2+((-psit*sm(thеtа)+psi*vаrpЫt*vаrpЫ*sm(thеtа)-psi*thеtаt*cоs(thеtа)-vаrpЫt*cоs(thеtа)+vаrpЫ*thеtаt*sm(thеtа))*r-psit*psi*t*v-vаrphit*vаrphi*t*v+psit*psi*l+vаrphit*vаrphi*l+v+zеtаCt)л2);

vF2zеtа = ((-psit*sm(thеtа)+psi*vаrphit*vаrpЫ*sm(thеtа)-psi*thеtаt*cоs(thеtа)-vаrphit*cоs(thеtа)+vаrphi*thеtаt*sin(thеtа))*r-psit*psi*t*v-

vаrphit*vаrphi*t*v+psit*psi*l+vаrphit*vаrphi*l+v+zеtаCt)/sqrt(((psit*psi*sin(thеtа)-

thеtаt*cоs(thеtа))*r-psit*t*v+psit*l-psi*v+xiCt)л2+((-psit*vаrphi*sin(thеtа)-

psi*vаrpЫt*sm(thеtа)-psi*vаrpЫ*thеtаt*cоs(thеtа)-vаrpЫt*vаrpЫ*cоs(thеtа)-

thеtаt*sm(thеtа))*r-psit*vаrpЫ*psi*t*v+vаrphit*t*v+psit*psi*vаrpЫ*l-

vаrphit*l+vаrphi*v+еtаCt)л2+((-psit*sin(thеtа)+psi*vаrphit*vаrphi*sin(thеtа)-

psi*thеtаt*cоs(thеtа)-vаrphit*cоs(thеtа)+vаrphi*thеtаt*sin(thеtа))*r-psit*psi*t*v-

vаrphit*vаrphi*t*v+psit*psi*l+vаrphit*vаrphi*l+v+zеtаCt)л2);

еq1=m*xiCtt == sin(thеtа)*N2-f*N1*vF1xi-f*N2*vF2xi-

m*(psitt*zеtаC+psitt*vаrphi*еtаC-psitл2*xiC-2*psit*vаrpЫt*vаrpЫ*zеtаC+2*psit*vаrpЫt*еtаC)-

m*(2*psit*zеtаCt+2*vаrpЫ*psit*еtаCt)+cоs(thеtа)*px-sm(thеtа)*py-psi*pz;

еq2=m*еtаCtt == N1-(-psi*vаrphi*sin(thеtа)+cоs(thеtа))*N2-f*N1*vF1еtа-f*N2*vF2еtа-m*(-vаrphitt*zеtаC-psitt*vаrphi*xiC-zеtаC*vаrphi*psitл2-vаrphitл2*еtаC)-m*(-2*vаrpЫt*zеtаCt-2*vаrpЫ*psit*xiCt)+(psi*vаrpЫ*cоs(thеtа)+sm(thеtа))*px+(-psi*vаrphi *sm(thеtа)+cоs(thеtа))* py+vаrphi*pz;

еq3=m*zеtаCtt == -(-psi*sm(thеtа)-vаrpЫ*cоs(thеtа))*N2-f*N 1*vF1zеtа-f*N2*vF2zеtа-m*(-psitл2*vаrphi*еtаC-psitл2*zеtаC-psitt*xiC-vаrphitл2*zеtаC+vаrphitt*еtаC)-m*(2*еtаCt*vаrphit-2*psit*xiCt)+(psi*cоs(thеtа)-vаrpЫ*sm(thеtа))*px+(-psi*sm(thеtа)-vаrpЫ*cоs(thеtа))*py+pz; еqs=[еq2,еq3];

Mаin=sоlvе(еqs, [N1 N2]); fоrmаt shоrt

£2(и)=Маш.Ш;£2(и)=Маш.Ш; fF(i,1)=f2(i,2)-f2(i,1)*(1-(f*dеltа)/(v*t)); fF(i,2)=f»f2(i,2)+f2(i,1)*(f+(dеltа)/(v*t)); Mvе = i-1;

% kq =(1 : Mvе, 1 : 12);

kq^ 1) = pp(i, 1);

kq(i, 2) = pp(i, 2); kq(i, 3) = pp(i, 3); kq(i, 4) = pp(i, 4); kq(i, 5) = pp(i, 5); kq(i, 6) = pp(i, 6); kq(i, 7) = pp(i, 7); kq(i, 8) = pp(i, 8); kq(i, 9) = pp(i, 9); kq(i, 10) = f2(i, 1); kq(i, 11) = f2(i, 2); kq(i, 12) = fF(i, 1); kq(i, 13) = -fF(i, 2); end

set(handles.uitable1, 'data', kq);

% --- Executes during object deletion, before destroying properties. function edta_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edta (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% — Executes during object creation, after setting all properties. function edta_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edta (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called

% — Executes during object deletion, before destroying properties. function edtk Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edtk (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% — Executes during object creation, after setting all properties. function edtk CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edtk (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called function edtv_Callback(hObject, eventdata, handles) % — Executes during object creation, after setting all properties. function edtv_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edtv (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called

function edtdelta_Callback(hObject, eventdata, handles) % — Executes during object creation, after setting all properties.

function edtdelta_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % — Executes during object creation, after setting all properties. function edtm_Callback(hObject, eventdata, handles)

% — Executes during object creation, after setting all properties. function edtm_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % — Executes during object creation, after setting all properties. function edtr_Callback(hObject, eventdata, handles) % — Executes during object creation, after setting all properties. function edtr_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % — Executes during object creation, after setting all properties. function edt2l_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edt2l (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles empty - handles not created until after all CreateFcns called