A novel type of piezoactuated micropositioning system - simulation and experimental tests

eng Artykuł w języku angielskim DOI:

wyślij Tomasz Bojko , Maciej Grzanka , Wojciech Rejmer TB-Automation, Kraków

Pobierz Artykuł

Abstract

A study of the novel type of piezoelectric actuated micropositioning system for pick-and-place type applications is reported. The objective of this work is to present mechanical design of micropositioning system, simulation test of main mechanical parts and to verify simulation test by real experiment. It also mentions the study of selected aspects of actuation system based on flexible joints and piezostack actuators, FEA simulations of flexible joints, connections and interactions between mechanical parts, and modular design of micropositioning system is also mentioned. Finally experimental results of individual mechanical modules are reported.

Keywords

FEA simulations, flexures, micropositioner, piezoactuator, positioning system

Nowy typ piezoelektrycznie napędzanego systemu mikropozycjonującego - badania symulacyjne i eksperymentalne

Streszczenie

W artykule zaprezentowano nowy typ piezoelektrycznie napędzanego urządzenia mikropozycjonującego do zastosowania w operacjach typu pobierz-odłóż (pick-and-place). Celem artykułu jest zaprezentowanie konstrukcji mechanicznej, przedstawienie badań symulacyjnych głównych elementów składowych, a także weryfikacja testów symulacyjnych przez eksperyment. Przedstawione zostały także wybrane aspekty układu napędowego, pracującego w oparciu o napęd piezoelektryczny i elastyczne przeguby złączowe typu flexures, a także wybrane aspekty związane z modelowaniem przy pomocy metody elementów skończonych MES, współpracy pomiędzy elementami mechanicznymi, oraz budowa modułowa urządzenia. W podsumowaniu przedstawiono wyniki testów eksperymentalnych wykonanego prototypu.

Słowa kluczowe

elastyczne przeguby złączowe, mikropozycjoner, napęd piezoelektryczny, symulacja MES, system pozycjonowania

Bibliografia

  1. Prusak D., Uhl T., Petko M., Mikrorobotyka Nowy kierunek rozwoju robotyki, „Pomiary Automatyka Kontrola”, 2006, 05-08.
  2. Fatikow S., Rembold U., Microsystem Technology and Microrobotics, Springer 1997.
  3. Petko M., Karpiel G., Prusak D., Martowicz A., Kinematyka nowego typu manipulatora równoległego o trzech stopniach swobody, „Pomiary Automatyka Kontrola”, 2004, 25-28.
  4. [www.yamaha-motor.co.jp/global/industrial/robot/ypx/pdf/index/ypx-feature.pdf] - Yamaha Pick and Place robots (20.11.2012)
  5. Rodriguez A., Bourne D., Mason M., Rossano G., Wang J.J., Failure Detection in Assembly: Force Signature Analysis, CASE, 2010, 210-215.
  6. Prusak D., Uhl T., Novel type of hybrid 3-DOF micromanipulator with piezoelectric actuators - mechanical construction and simulations; Solid State Phenomena, 2009, 19-24.
  7. Stuart T. Smith, Flexures - Elements of elastic mechanisms; G&B, 2003.
  8. Lobontiu N., Compliant Mechanisms, CRC 2002.