Optimum dimensioning of parallel kinematic structures for production machines

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Jürgen Hesselbach
• Subject Area: Metal-Cutting and Abrasive Manufacturing Engineering
• Term: from 2001 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5346631

Die optimale Dimensionierung der Konstruktionsparameter ist ein entscheidendes Kriterium für den Einsatz paralleler Strukturen im Bereich der Fertigungsmaschinen. Im Gegensatz zu der Optimierung in der Robotertechnik ergibt sich hier ein viel breiteres Anforderungsprofil, welches in gewählten Vorzugsrichtungen bzw. fast im gesamten Arbeitsraum erfüllt werden muss. In diesem Forschungsprojekt soll ein schematisches Verfahren zur Maßsynthese entwickelt werden, das es erlaubt, die geometrischen Parameter der Strukturen hinsichtlich gegebener Zielgrößen optimal anzupassen. Es existieren bereits einige Ansätze zur aufgabenspezifischen Optimierung von Parallelstrukturen, die sich allerdings entweder auf einzelne Strukturen oder eine geringe Anzahl von Zielgrößen beschränken. Dieses Ansätze werden aufgegriffen und entsprechend erweitert. Die angestrebte Vorgehensweise setzt sich aus insgesamt vier Schritten zusammen: Erstellung anforderungsspezifischer Zielgrößen, Parametrierung und Kinematik, Aufstellen von Abhängigkeitsverhältnissen zwischen den Zielgrößen und den geometrischen Parametern. Gerade im Hinblick auf das geforderte gleichmäßig hohe Niveau der Anforderungen/Zielgrößen im gesamten Arbeitsraum besteht hier noch erhebliches Handlungspotential. Das Maßsyntheseverfahren soll nicht nur für die gängigen Parallelstrukturen (z.B. TRIPOD, HEXAPOD) anwendbar sein, sondern auch die Optimierung neuartiger Strukturansätze, wie z. B. hybrider, redundanter oder zwangsgeführter Strukturen, ermöglichen.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1099: Production Machines with Parallel Kinematics
• International Connection: Canada, Romania
• Participating Persons: Professor Dr. Jorge Angeles; Dr.-Ing. Hanfried Kerle; Professor Dr.-Ing. N. Plitea