Ein neues System zur Evaluierung und Optimierung parallelkinematischer Mechanismen

Abstract:
Parallelkinematische Mechanismen stellen Übertragungsglieder in der Getriebetechnik dar und werden heute z.B. im Werkzeugmaschinenbau eingesetzt. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber seriellen kinematischen Strukturen ist die Möglichkeit, sämtliche Antriebe gestellfest zu montieren und eine rein passive Struktur aus Stäben und Gelenken für die Bewegungsumsetzung zu nutzen. Diese Strukturen lassen sich dadurch besonders gut miniaturisieren. Die Auslegung eines parallelen Mechanismus bedarf einer Analyse der kinematischen Zusammenhänge im gesamten Arbeitsraum, um singuläre Stellungen zu identifizieren. Hier wird eine in C++ entwickelte Software zur Optimierung einer großen Klasse von parallelen Mechanismen vorgestellt, die auf dem diskreten Abtasten der angetriebenen Gelenke beruht. Die kinematischen Zusammenhänge müssen nicht in analytischer Form vorliegen, da deren Lösungen durch Näherungsverfahen ermittelt werden. Kennwerte wie das Übertragungsverhalten, die Kräfte in Streben und Gelenken sowie die Lage von singulären Stellungen werden ermittelt und können zur Optimierung der Dimensionierung herangezogen werden.