کمینه سازی وزن و انرژی کرنشی صفحه بالا در ماشین ابزار سازه فضایی با روش بهینه سازی توپولوژی

ماشین ابزار به عنوان اصلیترین افزار براده برداری، تغییر شکل و سایر فرآیندهای کاهش جرم از قطعات شناخته میشود. با شناخته شدن بهینه سازی در تولید، ایجاد تفکر ماشین ابزار سبک تر ماشین ابزار بهتر و از سوی دیگر استفاده از سازه های فضایی مشبک در ساختمانها و سازه ها طراحان ماشین ابزار را بر آن داشت که از این شیوه طراحی جهت ارتقای کیفی و کمی ماشین آلات خود استفاده کنند. شروع این تغییرات با مشبک سازی سازه ماشین ابزار شروع شد. سپس سازه ماشین ابزارها متشکل از ابزارهای چندوجهی شد . درنهایت امروزه سازه های مفصلی رباتیک آخرین نسل این سازه از ماشین ابزار است. در ماشین ابزار با سازه فضایی، هر یک از محورها بهصورت مستقل کنترل می شوند و این امکان را به فرآیند تولید میدهد که بهسادگی و با دقت بالا، قطعات پیچیده تولید شوند. همچنین، با توجه به ماهیت سازه فضایی، این ماشین ابزار قابلیت تحمل تنش های بالا و سرعت بالایی را دارد که در فرایند تولید قطعات پیچیده بسیار مهم است. یکی از اجزاء اصلی این ماشین صفحه بالا است، این قطعه مهارکننده نشیمنگاه مفاصل و ابزار است. کاهش جرم این قطعه سبب کاهش مصرف انرژی و توان موردنیاز در محرکهای ماشین است. در این مطالعه صفحه بالا از جنس فولاد ساختمانی در نظر گرفتهشده و با توجه به نیروهای اعمالی حاصل از ماشینکاری در نرم افزار Abaqus ۶.۱۳ مورد بهینه سازی توپولوژی قرار گرفت. این امر موجب کاهش ۳۰ درصدی حجم، توام با کاهش تنش و انرژی کرنشی در قطعه شد.

Keywords:

ماشین ابزار , سازه فضایی , سازه چندضلعی , ربات استوارت.