Bu öğeden alıntı yapmak, öğeye bağlanmak için bu tanımlayıcıyı kullanınız:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50790| Başlık: | Розробка та дослідження конструкції механізму живлення для подачі штучних заготовок до багатоцільового верстату |
| Diğer Başlıklar: | Development and study of the design of a feeding mechanism for supplying individual blanks to a multipurpose machine tool |
| Yazarlar: | Штик, Богдан Ігорович SHTYK, Bogdan |
| Affiliation: | ТНТУ імені Івана Пулюя, гр. МВм-61 |
| Bibliographic description (Ukraine): | Штик Б.І. Розробка та дослідження конструкції механізму живлення для подачі штучних заготовок до багатоцільового верстату : кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „133 — галузеве машинобудування“ / Б.І. Штик. — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 104 с. SHTYK Bogdan. Development and study of the design of a feeding mechanism for supplying individual blanks to a multipurpose machine tool // Shtyk Bogdan: Thesis work for obtaining the educational qualification of Master degree of specialty 133 - Industrial machinery engineering / Supervisor: R. A. Sklyarov. Ternopil : Faculty of Engineering of Machines, Structures and Technologies, Department of Machine Tool and Instrument Design, Group MVm-61 : TNTU, 2025. - 104 p. |
| Bibliographic reference (2015): | Штик Б. І. Розробка та дослідження конструкції механізму живлення для подачі штучних заготовок до багатоцільового верстату // Штик Богдан Ігорович : кваліфікаційна робота магістра : 133 галузеве машинобудування / кер. Р. А. Скляров. Тернопіль : факультет інженерії машин, споруд та технологій, кафедра конструювання верстатів інструментів та машин, група МВм-61 : ТНТУ, 2025. - 104 с. |
| Yayın Tarihi: | 24-Ara-2025 |
| Submitted date: | 24-Ara-2025 |
| Date of entry: | 29-Ara-2025 |
| Yayıncı: | ТНТУ |
| Country (code): | UA |
| Place of the edition/event: | Тернопіль |
| Supervisor: | Скляров, Руслан Анатолійович Skliarov, Ruslan |
| Committee members: | СТАШКІВ, Микола Ярославович STASHKIV, MYKOLA YAROSLAVOVYCH |
| UDC: | 621.9 |
| Anahtar kelimeler: | 133 маніпулятор функціональна модель механізм живлення промисловий робот механізм повороту структурна схема functional model manipulator feeding mechanism industrial robot rotation mechanism structural diagram |
| Özet: | Метою роботи є розробка конструкції механізму живлення з електромеханічним приводом, який забезпечує автоматизовану подачу штучних заготовок до багатоцільового верстата з високою точністю позиціонування та стабільністю руху.
В представленій кваліфікаційній роботі проведено патентно-інформаційні дослідження щодо механізмів живлення для багатоцільових верстатів. Запропоновано технічно обґрунтовану конструкцію механізму живлення, розроблено його кінематичну схему та виконано розрахунок привідної системи. Сформовано функціональну модель механізму та уніфіковану структурну схему електромеханічного приводу. Побудовано математичну модель виконавчого органу, реалізовано слідкуючі контури керування та здійснено моделювання динаміки системи в середовищі VisSim. Висвітлено питання безпечної експлуатації промислових маніпуляторів, а також розглянуто організаційну структуру цивільного захисту. The aim of the study is to develop a feeding mechanism design with an electromechanical drive that ensures automated delivery of discrete workpieces to a multi-purpose machine tool with high positioning accuracy and motion stability. This qualification work presents patent and information research on feeding mechanisms for multi-purpose machine tools. A technically substantiated design of the feeding mechanism is proposed, its kinematic scheme is developed, and the drive system is calculated. A functional model of the mechanism and a unified structural diagram of the electromechanical drive have been constructed. A mathematical model of the actuator is developed, tracking control loops are implemented, and system dynamics are simulated in the VisSim environment. The work also addresses safety aspects of industrial manipulator operation and examines the organizational structure of civil protection. |
| Content: | ЗМІСТ ПРИЙНЯТІ СКОРОЧЕННЯ 8 ВСТУП 9 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ12 1.1 Огляд та аналіз проблематики кваліфікаційної роботи 12 1.2 Інформаційно-патентний пошук 14 1.2.1 Аналіз робіт за тематикою дослідження 14 1.2.2 Аналіз засобів автоматизації завантажувально-розвантажувальних робіт 19 1.2.3 Класифікація промислових роботів, застосовуваних у системах подачі заготовок 20 1.2.4 Конструктивно-компонувальні схеми механізмів живлення 22 1.2.5 Компонувальні схеми механізмів живлення для роботи з призматичними заготовками 26 1.2.6 Конструктивні схеми механічної системи та її основні рухи 28 1.2.7 Огляд конструкцій механізмів живлення за системою координат та функціональним призначенням 30 1.3 Висновки по розділу, постановка мети та задач дослідження 35 2 ПРОЄКТНИЙ РОЗДІЛ 37 2.1 Опис та обґрунтування конструкції механізму живлення 37 2.2 Кінематична схема проєктованого механізму живлення 39 2.3 Розрахунок механізму повороту основи 43 2.4 Автоматизований розрахунок елементів черв’ячної передачі 49 2.5 Розрахунок захоплюючого пристрою механізму живлення 52 2.5.1 Конструктивно-функціональний опис механізму 52 2.5.2 Розрахунок контактних зусиль у механічному захоплювачі 54 2.5.3 Розрахунок зусилля приводу та контактних напруг 55 2.5.4 Розрахунок контактних напружень у зоні взаємодії губок із заготовкою 57 2.6 Висновки до проєктного розділу 58 3 НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 59 3.1 Методика та план проведення наукових досліджень 59 3.2 Розробка моделі об‘єкта досліджень 60 3.3 Формування функціональної схеми механізму живлення 62 3.3.1 Функціональна схема слідкуючого кола механізму повороту 62 3.3.2 Функціональна схема слідкуючого кола механізму підйому 63 3.3.3 Функціональна схема слідкуючого кола механізму висування 64 3.4 Уніфікована структурна схема електромеханічного приводу 65 3.5 Уніфікована структурна схема слідкуючої системи маніпулятора 70 3.6 Аналіз точності та коригування слідкуючої системи 72 3.6.1 Оцінка похибки в сталому режимі та структура коригувального елемента 72 3.6.2 Синтез коригувальної ланки та моделювання скоригованого сервоприводу 73 3.6.3 Введення коригувальної ланки в модель 75 3.7 Обговорення та аналіз отриманих результатів* (*опубліковані результати досліджень подані в додатках) 78 3.8 Висновки до дослідного розділу 78 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 79 4.1 Небезпеки які виникають при використанні маніпуляторів 79 4.2 Методи і засоби захисту людини від механічних небезпек при експлуатації роботизованих виробничих систем 81 4.3 Єдина державна система цивільного захисту 83 4.4 Висновки до 4 розділу 85 ВИСНОВКИ 87 ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ 91 ДОДАТКИ 99 |
| URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50790 |
| Copyright owner: | © Штик Богдан Ігорович, 2025 |
| References (Ukraine): | 11. Аніщенко М. В. Промислові роботи : навч. посібн. для студентів освітньої програми «Електропривод, мехатроніка та робототехніка» першого (бакалаврського) рівня вищої освіти / М. В. Аніщенко. – Харків : НТУ «ХПІ», 2025. – 464 с. 12. Біньковська А. Б., Стипанович М. О., Кузьминих В. В. Система керування електроприводом робота з двигуном постійного струму // Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету. – 2024. – Вип. 105. – С. 7–12. – DOI: 10.30977/BUL.2219-5548.2024.105.0.7. – Режим доступу: http://bulletin.khadi.kharkov.ua/article/view/306451 13. Богдановський М. В. Аналіз основних похибок та оцінка точності функціонування промислових роботів // Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології. – 2020. – № 2 (86). – С. 67–72. 14. Гагалюк А. В., Скляров Р. А. Генетичні алгоритми в генеративному дизайні. Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій : матеріали Міжнар. наук.-техн. конф. до 60-річчя ТНТУ ім. І. Пулюя та 175-річчя з дня народження І. Пулюя, 14–15 травня 2020 р. Тернопіль : ТНТУ, 2020. С. 56–57. 15. Гагалюк А., Крупа В. Моделювання станини токарного верстата з використанням методу топологічної оптимізації. Вісник ТНТУ. Тернопіль : ТНТУ, 2023. Т. 111, № 3. С. 67–75. 16. Деталі машин: курс лекцій / Н. І. Хомик, А. Д. Довбуш,. О. П. Цьонь. – Тернопіль : ФОП Паляниця В. А., 2016. – 160с. 17. Кобельник В. Р., Кривий П. Д. Методика дослідження кінематичної точності механізму подач вертикально-свердлильних верстатів на прикладі верстата моделі 2Н118. Процеси механічної обробки в машинобудуванні : зб. наук. пр. Житомир : ЖДТУ, 2010. Вип. 8. С. 99–108. 18. Ковбашин В. І., Пік А. І. Інженерна графіка : навч. посіб. – Тернопіль : Підруч. і посіб., 2023. 240 с. 19. Ковбашин В. І., Пік А. І., Балабан С. М. Моделювання технічних форм засобами Solidworks в курсі «Інженерна графіка та CAD системи». Сучасні проблеми моделювання. 2024. Вип. 26. С. 143–148. http://magazine.mdpu.org.ua/index.php/spm/article/view/3285. 20. Кривий П. Д., Кобельник В. Р., Крупа В. В., Тимошенко Н. М. Метод оцінювання статичної точності кінематичних ланцюгів подач консольних фрезерних верстатів. Прогресивні технології в машинобудуванні : зб. наук. пр. Львів-Плай : Львів, 2020. С. 103–105. 21. Крижанівський В. А., Кузнєцов Ю. М., Валявський І. А., Скляров Р. А. Технологічне обладнання з паралельною кінематикою: Навчальний посібник для ВНЗ. Під ред. Ю. М. Кузнєцова. Кіровоград : 2004. 449 с. 22. Крупа В. В. Теорія технічних систем: особливості побудови створення та розвитку: навчальний посібник. Тернопіль : Осадца Ю. В., 2023. 308 с. 23. Кузнецов Ю. М., Луців І. В., Дубиняк С. А. Теорія технічних систем. Київ–Тернопіль : 1997. 310 с. 24. Кузнєцов Ю. М., Скляров Р. А. Прогнозування розвитку технічних систем: навч. посібник / під ред. Ю. М. Кузнєцова. Київ: ТОВ «ЗМОК» ПП «ГНОЗІС», 2004. 323 с. 25. Мезенцева І. О. Безпека виробничих процесів і устаткування : навчальний посібник для студентів спеціальності 263 – Цивільна безпека, освітня програма – Охорона праці. Частина І. Організаційні та технічні заходи безпеки трудового процесу / І. О. Мезенцева. – НТУ “ХПІ”, Харків, 2022. − 246с. 26. Михайлов Є. П. Навчальний посібник з дисципліни «Маніпулятори та промислові роботи» : для студ. бакалаврів / Є. П. Михайлов, В. М. Лінгур : Одес. нац. політех. ун-т. – Одеса, 2019. - 233 с. 27. Немировська О. В., Турпак В. С. Промислові роботи: стан та розвиток // Інформаційні технології і автоматизація – 2021: матеріали XIV Міжнародної науково-практичної конференції (Одеса, 21–22 жовтня 2021 р.). – Одеса: ОНАХТ, 2021. – С. 313–315. 28. Охорона праці та цивільний захист [Електронний ресурс]: Курс лекцій: навч. посіб. для здобувачів ступеня бакалавра освітніми програмами «Електронні мікро- і наносистеми та технології» та «Мікро- та наноелектроніка» спец. 153 «Мікро- та наносистемна техніка» ФЕЛ / КПІ ім. Ігоря Сікорського ; уклад.: О. І. Полукаров, Н.Ф. Качинська. – Електрон. текст. дані (1 файл). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024. – 241 с. 29. Павленко І. І., Годунко М. О. Аналіз впливу характеристик захватних пристроїв промислових роботів на силові їх навантаження // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: збірник наукових праць. – Кіровоград: КНТУ, 2008. – Вип. 20. – С. 150–154. 30. Павленко І. І., Годунко М. О. Конструктивна та силова структура захватних пристроїв промислових роботів // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. – 2006. – Вип. 20. – С. 44–49. 31. Павленко І. І., Годунко М. О. Особливості визначення діапазону утримуваних деталей захватними пристроями промислових роботів // Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: міжвідомчий науково-технічний збірник. – Кіровоград: КНТУ, 2006. – Вип. 36. – С. 44–49. 32. Павленко І. І., Годунко М. О., Кіріченко І. Д. Загальна методика розрахунку та проектування конструкцій захватних пристроїв промислових роботів // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: збірник наукових праць. – Кіровоград: КНТУ, 2013. – Вип. 26. – С. 67–70. 33. Павленко І. І., Мажара В. А. Конструктивна структура двозахватних пристроїв промислових роботів // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. – 2006. – Вип. 20. – С. 292–296. 34. Павленко І. І., Мажара В. А., Носуленко В. І., Годунко М. О. Дослідження продуктивності РТК з використанням промислових роботів, встановлених на обладнанні // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. – 2012. – Вип. 25, ч. І. – С. 8–13. 35. Павленко І. І., Попруга П. В. Алгоритм та програмний модуль побудови кінематичних схем промислових роботів // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. – 2016. – Вип. 29. – С. 139–143. 36. Павленко І. І., Сабірзянов Т. Г., Попруга П. В. Комп’ютеризований аналіз варіантів кінематичних схем промислових роботів // Конструювання, експлуатація та виробництво сільськогосподарських машин. – 2012. – Вип. 42, ч. І. – С. 212–215. 37. Павленко І. І., Сторожук М. О., Вахніченко Д. В., Годунко М. О. Кінематична структура промислових роботів // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. – 2011. – Вип. 24, ч. І. – С. 297–301. 38. Петраков Ю. В. Теорія автоматичного управління в металообробці. (Навчальний посібник) Міністерство освіти України, Київ, Інститут змісту і методів навчання, 1999. – 224 с. 39. Петраков Ю. В. Теорія автоматичного управління технологічними системами. Лабораторно-комп’ютерний практикум [Електронний ресурс] : навч. посіб. для здобувачів ступеня бакалавра за освіт. програмою «Технологія машинобудування» спец. 131 Прикладна механіка / Петраков Ю. В., Гладський М .М. ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024. – 83 с. – Назва з екрана. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/72536 40. Петраков Ю. В. Управління процесами різання на верстатах з ЧПК: монографія ─ Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, Вид-во «Політехніка», 2025. ─ 296 с. 41. Поліщук Л. К. Верстатні комплекси. Проектування роботів та маніпуляторів. Частина 1 : навчальний посібник / Поліщук Л. К. – Вінниця : ВНТУ, 2018. – 132 с. 42. Поліщук М. М., Ткач М. М. Гнучка рука промислового робота // Current Challenges of Science and Education: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference (November 13–15, 2023). – Wloclawek: Izdevnieciba “Baltija Publishing”, 2023. – С. 193–199. 43. Проць. Я. І. Захоплювальні пристрої промислових роботів: Навчальний посібник . – Тернопіль: Тернопільський державний технічний університет ім. І. Пулюя, 2008. – 232с. 44. Робототехнічні системи: проєктування і моделювання [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології» / М. М. Поліщук, М. М. Ткач; КПІ ім. Ігоря Сікорського. Електронні текстові дані (1 файл: 41,6 Мбайт). Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. 112 с. 45. Скляров Р. А. Вибір бази порівняння при прогнозуванні стратегії підвищення якості технологічного обладнання. Матеріали наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя механіко-технологічного факультету «Прогресивні матеріали та технології в машинобудуванні, будівництві та транспорті», 16 травня 2011 р., Тернопіль. Тернопіль : 2011. С. 111–112. 45. Скляров Р. А. Вибір бази порівняння при прогнозуванні стратегії підвищення якості технологічного обладнання. Матеріали наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя механіко-технологічного факультету «Прогресивні матеріали та технології в машинобудуванні, будівництві та транспорті», 16 травня 2011 р., Тернопіль. Тернопіль : 2011. С. 111–112. 46. Скляров Р. А., Гагалюк А. В. Дослідження перехідних процесів типових динамічних ланок на прикладі інтегруючоїї та аперіодичної першого порядку. Методичні вказівки до лабораторної роботи №2 з курсу «ТАК» для студентів денної та заочної форми навчання. Тернопіль - 2016. - 9 с. 47. Скляров Р. А., Гагалюк А. В. Знайомство з програмою математичного моделювання динамічних систем Vissim, створення найпростіших моделей. Методичні вказівки до лабораторної роботи №1 з курсу «ТАК» для студентів денної та заочної форми навчання. Тернопіль - 2016. - 24 с. 48. Скляров Р. А., Шанайда В. В. Прогнозування технічних характеристик металорізальних верстатів з використанням нейронних мереж. Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку. Матеріали XXІІІ Міжнародної науково-технічної конференції 28 – 31 травня 2025 року / за заг. ред. В. Д. Ковальова. — Краматорськ-Тернопіль-Свалява: ДДМА, 2025. 264 с., С. 252. 49. Скляров Р. А., Шанайда В. В., Савчук М. А. Дослідження перехідних процесів електропривода металорізального верстата з використанням інформаційних технологій / Р. Скляров, В. Шанайда, М. Савчук // Вісник ТНТУ. — 2011. — Том 16. — № 1. — С.117-125. 50. Скляров Р. А., Штик Б. І. Розробка структурної схеми та моделювання слідкуючої системи механізму живлення багатоцільових верстатів // Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІV міжнар. наук.-техн. конф. молодих учених та студентів, (Тернопіль, 11–12 груд. 2025 р.) / М-во освіти і науки України, Терн. нац. техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль : ФОП Паляниця В. А., 2025. – С. 124–126. 51. Скляров Р., Гагалюк А. Використання методу нейронних мереж для прогнозування металорізальних верстатів. Матеріали ⅩⅪ наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя (Машинознавство та машинобудування), 16–17 травня 2019 р., Тернопіль. – Тернопіль : 2019. С. 34. 52. Скляров Р., Шанайда В. Використання багатофункціонального пакету MathCad при прогнозуванні параметрів металорізальних верстатів. Збірник тез доповідей ⅩⅥ наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя. Тернопіль : 2012. С. 69. 53. Трет’як А. В. Основи робототехніки: навчальний посібник для студентів спеціальностей 133 «Галузеве машинобудування», 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка», 174 «Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка» / А. В. Трет’як, А. М. Кльон. – Полтава, видавництво національного університету «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка», 2024. – 135 с. 54. Четвержук Т. І., Полінкевич Р. М., Редько Р. Г. Скляров Р. А., Системний підхід як основа автоматизації проектування та модернізації токарного верстатного обладнання. Прикладні науково-технічні дослідження : матеріали V міжнар. наук.-прак. конф., 5–7 квіт. 2021 р. – Академія технічних наук України. Івано-Франківськ : Видавець Кушнір Г. М., 2021. С. 157–159. 55. Шанайда В. В. Пакет MathCAD в інженерних розрахунках. Тернопіль : Вид-во ТДТУ, 2001. 163 с. 56. Яглінський В. Узагальнена динамічна модель промислового робота // Машинознавство. – 2009. – № 3 (141). – С. 22–26. |
| References (International): | 1. AI Sheng, Chen Yitao. Multifunctional Gripper Design at the End of the Robot // Instrumentation. – 2022. – Vol. 9, No. 4. – P. 17–25. 2. Bassalat F. Design of Automated Collaborative Robot Work Cell for Industrial Manufacturing [Електронний ресурс]. — Metropolia University of Applied Sciences, 2025. — 73 p. — Режим доступу: https://www.theseus.fi/bitstream/10024/889485/2/Bassalat_Fayez.pdf 3. Bikas H., Manitaras D., Souflas T., Stavropoulos P. Process-Driven Layout Optimization of a Portable Hybrid Manufacturing Robotic Cell Structure [Електронний ресурс] // Eng. — 2024. — Vol. 5, No. 2. — P. 918–931. — DOI: https://doi.org/10.3390/eng5020049 4. Cylindrical robot type [Електронний ресурс] // All On Robots. – Режим доступу: https://allonrobots.com/cylindrical-robot/ 5. Cylindrical robot: the best uses and applications [Електронний ресурс] // Standard Bots. – 2025. – Режим доступу: https://standardbots.com/blog/cylindrical-robot-the-best-uses-and-applications 6. Kim H.-S., Kim G.-S. 5-Axis Robot Design for Loading and Unloading Workpieces [Електронний ресурс] // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. – 2023. – Vol. 24. – P. 2279–2289. – Режим доступу: https://link.springer.com/article/10.1007/s12541-023-00874-9 7. Shanaida, V., Lazaryuk, V., Skliarov, R. Software module for project analysis in mechanical processing and welding of frame structures. CEUR Workshop Proceedings, 3896, 2024. pp. 532-539. https://ceur-ws.org/Vol-3896/short12.pdf 8. Spherical robots [Електронний ресурс] // CFP Robotics. – Режим доступу: https://robot.cfp.co.ir/en/robots/spherical 9. The Difference Between Cartesian, Six-Axis, and SCARA Robots [Електронний ресурс] // Machine Design. – 2021. – Режим доступу: https://www.machinedesign.com/mechanical-motion-systems/article/21831692/the-difference-between-cartesian-six-axis-and-scara-robots 10. Volodymyr Shanaida, Ruslan Skliarov, Valeriy Lazaryuk. Mathematical models for the analysis of the parameters of channels in the planning of mechanical processing and welding operations/ Proceedings ITTAP’2023: 3rd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems, November 22–24, 2023, Ternopil, Ukraine, Opole, Poland. 2023, 3628, pp. 43-54. https://ceur-ws.org/Vol-3628/paper12.pdf |
| Content type: | Master Thesis |
| Koleksiyonlarda Görünür: | 133 — галузеве машинобудування |
Bu öğenin dosyaları:
| Dosya | Açıklama | Boyut | Biçim | |
|---|---|---|---|---|
| Штик_Б_КРМ.pdf | кваліфікаційна робота магістра | 2,81 MB | Adobe PDF | Göster/Aç |
DSpace'deki bütün öğeler, aksi belirtilmedikçe, tüm hakları saklı tutulmak şartıyla telif hakkı ile korunmaktadır.
Yönetim Araçları