H-ТӘРІЗДІ 3D-ПРИНТЕРЛЕРДЕГІ БҰРАЛУ ТЕРБЕЛІСТЕРІН БАҒДАРЛАМАЛЫҚ ӨТЕУ АЛГОРИТМДЕРІ (ФИЛЬТРЛЕНГЕН B-СПЛАЙНДАР НЕГІЗІНДЕ)

Мақалада H-тәрізді кинематикасы бар 3D-принтерлердің позициялау жүйелеріндегі бұралу тербелістерін бағдарламалық түрде компенсациялау әдісі ұсынылған, ол қозғалыс траекториясын жоспарлау кезеңінде сүзгіден өткен B-сплайндарды қолдануға негізделген. Зерттеудің өзектілігі Hтәрізді рамалардың конструктивтік ерекшеліктеріне байланысты туындайтын бұралу тербелістерін басуда дәстүрлі механикалық және басқару шешімдерінің шектеулі тиімділігімен айқындалады.
Ұсынылған әдіс басқару траекторияларын B-сплайндық аппроксимациялау функцияларын қолдана отырып аналитикалық түрлендіруге негізделеді, мұнда олардың параметрлері бұралу тербелістерінің спектрлік талдауы негізінде анықталады. Қатаң сандық сүзгілеуге немесе нақты уақыттағы адаптивті басқаруға негізделген қолданыстағы тәсілдерден айырмашылығы, әзірленген әдіс траекторияның геометриялық дәлдігін бұзбай, резонанстық жиіліктерді селективті түрде басуды қамтамасыз етеді. Зерттеу аясында H-тәрізді кинематикалық жүйедегі бұралу тербелістерінің математикалық моделі әзірленіп, оның жиіліктік сипаттамалары талданды және қозғалыстың динамикалық бұрмалануларын компенсациялау үшін B-сплайндық сүзгілеуді қолданудың негіздемесі берілді. Сандық модельдеу нәтижелері тербеліс амплитудасының едәуір төмендеуін және басып шығару басының позициялау қатесінің азаюын растады. Алынған нәтижелер ұсынылған әдістің стандартты траектория жоспарлаушыларға интеграциялауға бағытталған әмбебап алгоритмдік тәсіл екенін көрсетеді және оны аппараттық бөлікті модификацияламай-ақ H-тәрізді кинематикасы бар аддитивті жүйелердің кең ауқымында қолдануға болатынын дәлелдейді.

1. Sculpteo, Inc., The state of 3D printing: the data you need to understand the 3D printing world and build your 3D printing strategy, San Francisco, CA, 2019.

2. Comb J.W. Gantry assembly for use in additive manufacturing system. U.S. Patent Application № 20130078073(A1) / J.W. Comb, W.J. Swanson, J.L. Crotty // Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Of-nice, 2011.

3. Clavel R. Device for the movement and positioning of an element in space, U.S. Patent № 4,976,582. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, 1990.

4. Moyer I.E. CoreXY, 2012. https://corexy.com/theory.html (accessed 27 June 2020).

5. Sollmann K.S. Dynamic modeling of a two-axis, parallel, H-frame-type XY positioning sys-tem / K.S. Sollmann, M.K. Jouaneh, D. Lavender // IEEE/ASME Trans. Mechatronics. – 2010. – № 15(2). – Р. 280-290. https://doi.org/10.1109/TMECH.2009.2020823.

6. Phanomchoeng G. Adaptive Gain Control for a Two-Axis, H-Frame-Type, Positioning System / G. Phanomchoeng, R. Chancharoen // Engineering Journal. – 2017. – № 21(3). – Р. 223-34. https://doi.org/10.4186/ej.2017.21.3.223.

7. Stratasys Inc. 3D printers. http://www.stratasys.com/3d-printers (ac-cessed 27 June 2020).

8. MakerBot 3D printers. https://www.makerbot.com/3d-printers / (ac-cessed 27 June 2020).

9. Creality Ender 4: Review the specs, Al3DP. – 2019. https://all3dp.com/1/creality-ender-4-3dprinter-review / (accessed 27 June 2020).

10. Go J. Fast desktop-scale extrusion additive desktop-scale manufacturing / J. Go, A.J. Hart // Addit. Manufac. – 2017. – № 18. – Р. 276-284. https://doi.org/10.1016/j.addma.2017.10:016.

11. Kraveenthar K. H-Bot mechanism racking issue – 3D printing, YouTube. – 2017. https://www.youtube.com/watch?v=2_wWr66b16Q (accessed 27 June 2020).

12. G. Coetzee, Design analysis: Core XY vs H-Bot. – 2016. https://hackaday.com/2016/02/29/design-analysis-core-xy-vs-h-bot/ (accessed 27 June 2020).

13. Avdeev A.R. Investigation of Kinematics of 3D Printer Print Head Moving Systems / A.R. Avdeev, A.A Shvets, I.S. Torubarov, // 5th Int. Conf. on Industrial Engineering. – 2020. – Р. 461-471. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22041-9_50.

14. Sollmann K.S. Modeling, simulation, and control of a belt-driven, parallel H-frame type two axes positioning system / Sollmann K.S. // Master's Thesis, University of Rhode Island, South Kingstown, Rhode Island, USA. – 2007. https://digitalcommons.uri.edu/theses/607 / (accessed 27 June 2020).