Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT)

Parallelkinematische Mechanismen

Parallelkinematische Mechanismen stellen für bestimmte Anwendungen eine interessante Alternative zu seriellen Mechanismen dar. Durch die  geschlossene Struktur kann bei geringerem Materialeinsatz eine höhere Steifigkeit erreicht werden. Nachteilig bei parallelkinematischen Mechanismen ist die komplexe Steuerung des Tool Center Points. Nachfolgend werden mehrer am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik durchgeführte Methoden vorgestellt, um eine Steuerung zu realisieren:

Selbstentwickelte Beschreibungsmethode:

Um die Steuerung eines beliebigen (parallelkinematischen) Mechanismus zu realisieren, wurde eigens eine Beschreibungsmethode entwickelt, die durch Eingabe der Glied-Gelenk-Parameter (Welche Gelenke in welchem Abstand miteinander verbunden sind) eine funktionsfähige Beschreibung der Kinematik generiert und zur Ansteuerung von Mechanismen verwendet werden kann.

Co-Simulation:

In einer Kooperation mit dem Lehrstuhl für Regelungssysteme (Prof. Liu), Fachbereich Elektrotechnik, wurde eine Co-Simulation (MSC:Adams – Matlab-Simulink) eines Demonstrators durchgeführt.

Demonstratoren:

Folgende Demonstratoren stehen für experimentelle Untersuchungen zur Verfügung:

   1. Scherenkinematik Spidermill

   2. Fußpunkterregter Tripod

Die Demonstratoren dienen als Verifikaionsbasis für die Selbstentwickelte Beschreibungsmethode. Darüber hinaus werden experimentelle Untersuchungen des Übertragungsverhaltens durchgeführt.

MKS:

Die beiden Demonstratoren sind in unterschiedlichen Diskretisierungsstufen in MSC.Adams modelliert. Es besteht die Möglichkeit mit verschiedenen MKS-Programmen (MSC.Adams, SimPack) eine Modellierung beliebiger Strukturen durchführen zu lassen. Dabei ermöglicht ein modularer und parametrischer Modellaufbau eine schnelle Untersuchung verschiedener parallelkinematischer Mechanismen.

Literatur:

  • Sauer, B.; Groß, T.: Ganzheitliche Entwicklung serieller und paralleler Mechanismen durch die Einflussanalyse relevanter Maschinenelemente mit Hilfe einer gekoppelten Mehrkörpersimulation, 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, Technische Universität Ilmenau, 19.-23. September 2005.
  • Groß, Torsten: Ein Beitrag zur Entwicklung und Analyse serieller und paralleler Strukturen, Hochschulschrift Kaiserslautern; 1. Aufl., 08.2007, ISBN 978-3-939432-46-3.
  • Kroneis, J.;Gastauer, T.; Liu, S.; Sauer, B.: Evaluierung einer Trajektorienplanungsstrategie höherer Ordnung für eine Paralelkinematik mit drei Freiheitsgraden unter Verwendung einer co-Simulation zwischen MSC.ADAMS und MATLAB/Simulink, FVA - SimPEP Kongress, 14. – 15. Juni 2007, Würzburg
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