Расчет проектных характеристик роботизированной платформы для изготовления и ремонта элементов конструкции космических аппаратов в условиях орбитального полета

Авторы

Ашимов И. Н.

ПАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С. П. Королёва», ул. Ленина, д. 4А, г. Королёв, Московская обл., Россия, 141070

e-mail: ilyas.ashimov@rsce.ru

Аннотация

Предлагается использование роботизированной платформы с интегрированной проволочной электродуговой аддитивной технологией для оперативного изготовления и ремонта изделий. Описываются задачи, которые необходимо решить для разработки такой платформы: расчет кинематических и динамических характеристик многозвенного манипулятора, численное моделирование установки для оценки прочностных характеристик, разработка состава и средств для аддитивного производства и ремонта изделий. Результаты математического и численного моделирования подтверждают эффективность предложенного подхода и его применимость для решения поставленной задачи.

Ключевые слова:

роботизированная платформа, электродуговая аддитивная технология, 3Д-печать в космосе, космический манипулятор, ремонт конструкций на космической станции

Библиографический список

1.      Ашимов И.Н., Папазов В.М. Анализ применения проволочных технологий 3D-печати в условиях космического пространства // Космическая техника и технологии. 2023. № 1(40). С. 19–28. EDN: PVNTLR
2.     Ашимов И.Н., Течкина Д.С., Папазов В.М. Исследование элемента конструкции пилотируемого космического комплекса, изготовленного методом проволочной электродуговой технологии аддитивного формирования // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 4. С. 67–84. DOI: 10.34759/vst-2022-4-67-84 EDN: XYEBCB
3.      Климов В.Г. Сравнение методов восстановления геометрии пера лопаток турбины из жаропрочных сплавов // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С. 86–97. EDN: VPEKLD
4.      Kisarev A.V., Kobernik N.V. Study on formation of aluminum alloy thin wall produced with WAAM method under various thermal conditions // 3rd International Biannual Conference “Electron Beam Welding and Related Technologies” (12–15 November 2019; Moscow, Russian Federation). DOI: 10.1088/1757-899X/759/1/012014
5.      Veiga F., Suarez A., Aldalur E., Bhujangrao T. Effect of the metal transfer mode on the symmetry of bead geometry in WAAM aluminum // Symmetry. 2021. Vol. 13. No. 7: 1245. DOI: 10.3390/sym13071245
6.      Чумаков Д.М. Перспективы использования аддитивных технологий при создании авиационной и ракетно-космической техники // Труды МАИ. 2014. № 78. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=53682
7.      Трубашевский Д.С. Переход к проволочным аддитивным технологиям – тренд или необходимость? // 3DTODAY. 2019. URL: https://3dtoday.ru/blogs/ddmlab/perekhod-k-provolochnym-tekhnologiyam-trend-ili-neobkhodimost
8.      Japanese Experiment Module Remote Manipulator System // Japanese Experiment Module (KIBO). 2008. URL: http://iss.jaxa.jp/en/kibo/about/kibo/rms/
9.      Remote Manipulator System (Canadarm2) // NASA. 2018. URL: https://web.archive.org/web/20210108161916/https://www.nasa.gov/mission_pages/station/structure/elem....
10.      Papadopoulos E., Aghili F., Ma O., Lampariello R. Robotic Manipulation and Capture in Space: A Survey // Frontiers in Robotics and AI. 2021. Vol. 8: 686723. DOI: 10.3389/frobt.2021.686723 EDN: USIIGR
11.      Special Purpose Dextrous Manipulator // NASA. 2019. URL: https://blogs.nasa.gov/spacestation/15427202591_0a4a3167aa_z/
12.      ARC Mate 100iD – Робот дуговой сварки // FANUC. URL: https://www.fanuc.eu/ru/ru/роботы/страница-фильтра-роботов/дуговая-сварка/arcmate-100id
13.      Борисов О.И., Громов В.С., Пыркин А.А. Методы управления робототехническими приложениями: Учеб. пособие. – СПб.: Университет ИТМО, 2016. – 108 с.
14.      Чернухин Ю.В. Введение в робототехнику: Учеб. пособие. – Таганрог: ТРТИ, 1990. – 46 с.
15.      Лесков А.Г., Бажинова К.В., Селиверстова Е.В. Кинематика и динамика исполнительных механизмов манипуляционных роботов: Учеб. пособие. – Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. – 102 с.
16.      Колюбин С.А. Динамика робототехнических систем: Учеб. пособие. – СПб.: Университет ИТМО, 2017. – 117 с.
17.      Огородникова О.М. Компьютерный инженерный анализ в среде ANSYS Workbench. – Екатеринбург: Техноцентр компьютерного инжиниринга УрФУ, 2018. – 350 с. URL: https://cae.urfu.ru
18.      Structural Analysis Guide. ANSYS Release 12.1, SAS IP, Inc, 2009. URL: https://studylib.net/doc/8399675/structuralanalysis-guide?ysclid=lbp3sy2513506209222
19.      Безмозгий И.М., Софинский А.Н., Чернягин А.Г. Моделирование в задачах вибропрочности конструкций ракетно-космической техники // Космическая техника и технологии. 2014. № 3(6). С. 71–80. EDN: TEMDRT
20.      First metal 3D printing on Space Station // ESA.2024. URL: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2024/06/First_metal_3D_printing_on_Space_Station