Workspace optimization of a six degree of freedom parallel manipulator for micromachining

Abstract

Bu çalışmada, altı serbestlik derecesine sahip paralel bir robotun, çalışma uzayı optimizasyonu yapılmıştır. Bu çalışmada kullanılan robotun yapısı, taban düzlemi üzerine simetrik olarak yerleştirilen üç xy kızağının, üç özdeş bacakla hareketli bir platforma bağlanması şeklinde tanımlanabilir. Robotun kinematik kompozisyonu tanıtılmış ve kinematik diyagramı gösterilmiştir. Oryantasyon çalışma uzayı üç farklı metotla incelenmiştir. XYZ Euler açıları, çalışma uzayının görüntülenmesi aşamasında sağladığı avantajlarla, bu metotlar arasında en uygunu olarak belirlenmiştir. Bu metot kullanılarak oryantasyon çalışma uzayı modellenmiş ve robotun kinematik çevrimleri keşfedilmiştir. İlk optimizasyon, kızak limitleri düşünülmeden gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmaya göre, kullanıcı tanımlı bir sonuç tablosu elde edilmiştir. İkinci optimizasyonda ise kızak limitleri işlemlere katılmış ve maksimum oryantasyon yeteneğinin en iyi değeri, sayısal analiz kullanılarak hesaplanmıştır. Eski konfigürasyona göre 330%' lük bir artış sağlanmıştır.

This work addresses the optimization of the workspace of a six degree of freedom parallel manipulator. In this study, topology of the manipulator is composed of three xy-tables, symmetrically positioned on a circle on a base plane, connected by three legs to a moving platform. Kinematic composition of the manipulator is introduced and kinematic diagram is illustrated. Orientation workspace is investigated using three different orientation representations. XYZ fixed angles representation is selected upon the benefits of its visualization are considered. By using this representation, the orientation workspace is modeled and kinematic circuits of the manipulator are explored. First, optimization is performed without slider limitations. A result table is obtained based on the user defined parameters. Secondly, optimization is performed under slider limitations. The maximal orientation capability is optimized using numerical analysis. The optimized configuration of the manipulator indicates that a 330% increase in orientation capability, compared to the old configuration.