Наукова школа «Технологічне обладнання з паралельною кінематикою»


На кафедрі машинобудування мехатроніки та робототехніки Центральноукраїнського національного технічного університету вже більше двох десятків років діє наукова школа з технологічного обладнання з паралельною кінематикою. За цей період опубліковано сотні наукових праць, серед яких навчальні посібники, наукові статті та патенти, створені (в тому числі з залученням студентів) десятки конструкцій технологічного обладнання на базі паралельної кінематики, як моделей так і повнорозмірних діючих зразків.

На зараз школу очолює доктор технічних наук, професор Андрій Миколайович Кириченко. До складу школи входять також кандидат технічних наук, доцент Андрій Іванович Гречка та кандидат технічних наук, доцент Іван Анатолійович Валявський.

За період існування наукової школи підготовлено одного доктора наук (у 2012 році докторську дисертацію на тему: «Наукові основи створення мехатронних систем просторового переміщення шпинделя багатокоординатних верстатів» захистив Андрій Миколайович Кириченко) та чотирьох кандидатів наук, в тому числі одного іноземця (у 2010 році кандидатську дисертацію на тему: «Розширення функціональних можливостей верстатів-гексаподів шляхом визначення їх раціональних конструктивних параметрів» захистив Іван Анатолійович Валявський, у 2014 році Дмитро Володимирович Вахніченко захистив кандидатську дисертацію на тему: «Обґрунтування параметрів конструкцій верстатів з МПС для обробки деталей осьовим інструментом», а в 2019 Ольга Володимирівна Шелепко на тему: «Підвищення вихідних характеристик багатокоординатних верстатів паралельної структури зі спеціальним робочим органом» та Аль-Ібрахімі Метак на тему: «Забезпечення раціональних умов абразивного різання композиційних карбонових виробів на верстатах паралельної структури»), десятки бакалаврів, спеціалістів та магістрів. Опубліковано понад 100 наукових праць, серед яких 3 навчальні посібники з грифом МОН, наукові статті та ін. Отримано 38 патентів.

В рамках наукової школи були виконані три значні за обсягом держбюджетні НДР та одна госпдоговірна:

  • «Розробка фізичної моделі верстата на основі механізму паралельної структури з системою керування приводами переміщення робочого органа» (номер державної реєстрації 0109U002107, 2009-2010 р.); 
  • «Розробка теорії формування ресурсо- та енергозберігаючого технологічного обладнання на основі просторових механізмів із гексагональними кінематичними структурами» (номер державної реєстрації 0107U002683, 2009-2010 р.);
  • «Теоретичні основи проектування багатокоординатних верстатів і машин з мехатронними стрижневими структурами та комп’ютерно-інтегрованими оптимальними робастними системами керування» (номер державної реєстрації 0113U002333, 2013-2015 р.)
  • «Підвищення ефективності сонячної енергогенерації за допомогою механізмів паралельної структури» (номер державної реєстрації 0124U003519, 2024 р.).

Початком існування школи можна вважати 2001 рік, рік вступу до аспірантури Івана Анатолійовича Валявського (науковий керівник Володимир Андрійович Крижанівський), який напрямом свого дослідження обрав технологічне обладнання з паралельною кінематикою.

У 2003 році результати досліджень Івана Анатолійовича Валявського під керівництвом Володимира Андрійовича Крижанівського були опубліковані у третій частині навчального посібника з грифом МОН, присвяченого агрегатно-модульному технологічному обладнанню. Вперше в Україні в академічному виданні опубліковані матеріали присвячені технологічному обладнанню з паралельною кінематикою.

У 2004 році під авторством В.А. Крижанівського, І.А. Валявського у співавторстві з колегами з НТУУ «КПІ» Кузнєцовим Ю.М. та його учнем Р.А. Скляровим під загальною редакцією д.т.н., проф. Кузнєцова Ю.М. виходить з друку навчальний посібник з грифом МОН: «Технологічне обладнання з паралельною кінематикою».

Нова редакція навчального посібника «Технологічне обладнання з паралельною кінематикою» за авторством І.А. Валявського та у співавторстві з О.В. Лисенко та І.А. Лисенко опублікована у 2023 році. В посібнику розглянуто передумови створення технологічного обладнання з паралельною кінематикою, еволюція та прогнозування їх розвитку. Приведена класифікація, структурні схеми, компоновки та конструкції механізмів існуючого технологічного обладнання з паралельною кінематикою, його кінематика та принципи побудови. Розглянуто особливості форми робочого простору такого обладнання, його математичне та графічне моделювання.

Склад наукової школи

  • Кириченко Андрій Миколайович, д.т.н., професор – керівник
  • Гречка Андрій Іванович, к.т.н., доцент
  • Валявський Іван Анатолійович, к.т.н., доцент

Внесли вклад у розвиток наукової школи

  • Крижанівський Володимир Андрійович, д.т.н., професор
  • Павленко Іван Іванович, д.т.н., професор
  • Пестунов Володимир Михайлович, к.т.н., професор
  • Валявський Анатолій Іванович, к.т.н., доцент
  • Шелепко Ольга Володимирівна, к.т.н., старш. викладач
  • Вахніченко Дмитро Володимирович, к.т.н., старш. викладач
  • Лисенко Олександр Володимирович, к.т.н., доцент
  • Заїка Сергій Миколайович, зав. лаб. кафедри ММР, асистент  
Конструкція верстата-гексапода, розробник Андрій Миколайович Кириченко

Конструкція верстата-гексапода, розробник Андрій Миколайович Кириченко

Робочий орган верстата-гексапода з електрошпинделем і інструментом

Робочий орган верстата-гексапода з електрошпинделем і інструментом

Карданні опори штанг з передачами гвинт-гайка і комплектні електроприводи зміни довжини штанг

Карданні опори штанг з передачами гвинт-гайка і комплектні електроприводи зміни довжини штанг

Обробка деталі з алюмінію на верстаті-гексаподі

Обробка деталі з алюмінію на верстаті-гексаподі

Конструкція верстата-пентапода, розробник Ольга Володимирівна Шелепко
(науковий керівник – Андрій Миколайович Кириченко)

Конструкція верстата-пентапода, розробник Ольга Володимирівна Шелепко (науковий керівник – Андрій Миколайович Кириченко)

Робочий орган верстата-пентапода

Робочий орган верстата-пентапода

Обробка деталі з дерева на верстаті-пентаподі

Обробка деталі з дерева на верстаті-пентаподі