۲۲۱۴۰پ
per
کنترل مسیر حرکت پروب جاروبی دستگاه CMM مکانیزم موازی با چهار درجه ی آزادی
Scanning probe path control of the parallel mechanism CMM with four degree of freedom
/علی رحیمی ایلخچی
: فنی مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۸
، افشاری
۱۷۵ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
ساخت و تولید
۱۳۹۷/۱۱/۱۷
تبریز
دستگاه های اندازه گیری مختصات، نقشی اساسی را در زمینه ی اندازه گیری، بازرسی، کنترل کیفی و مهندسی معکوس محصولات صنعتی ایفا می کنند .به همین دلیل تمایل گسترده ای جهت افزایش کارایی این دستگاه ها از طرف صنعتگران پدید آمده است .از طرف دیگر ربات های صنعتی نیز جایگاه ویژه ای برای خود در جهان اتوماسیون تدارک دیده اند .به طوریکه همه روزه شاهد پیشرفت های چشمگیری در زمینه های رباتیک هستیم .ربات های صنعتی مکانیزم موازی، جزو بدیع ترین زمینه های رباتیک برای تحقیق و پژوهش در سال های اخیر به شمار می آیند .کار پژوهشی حاضر سعی دارد روشی ارائه نماید که طی آن یک نمونه ی اولیه ی دستگاه سی ام ام با مکانیزم موازی قادر باشد پروب جاروبی خود را بر روی سطح قطعه کار مورد ارزیابی حرکت دهد و اطلاعات بدست آمده از پروب را در واحد کنترلی خود ذخیره نماید .برای این منظور از یک ساعت اندازه گیری دیجیتال با تفکیک پذیری یک میکرو متر، به عنوان پروب دستگاه سی ام ام مذکور استفاده شده است .افزون بر این چهار عدد الکترو موتور پله ای به همراه راه انداز های مربوطه، برای به حرکت در آوردن بازو های ربات موازی که حامل پروب اندازه گیری هستند، استفاده شده است .طرفه آن که پروب دستگاه، علاوه بر جمع آوری اطلاعات از سطح قطعه کار داده های خود را به واحد کنترلی، که مشتمل بر دو عدد میکرو کنترلر با ریز پردازنده ی ای وی آر می باشد ارسال می کند .ارسال دستورالعمل های حرکتی از سوی واحد کنترلی به محرکه های دستگاه نیز با تکنیک کنترل حلقه باز انجام می پذیرد .روش کار بدین صورت می باشد که پروب باید در یک مقطع از سطح قطعه کار حرکت جاروبی انجام دهد .ابتدا مسیر را به صورت تکه های کوچک تقسیم بندی می گردد .سیستم کنترلی در ابتدای هر مرحله داده ی ارسالی از پروب را بررسی می نماید و برای ادامه ی مسیر خود تصمیم گیری می کند .در مرحله ی اول ابتدا سینماتیک معکوس مکانیزم موازی با زبان برنامه نویسی سی پلاس پلاس کد نویسی شد و در برنامه حرکتی اعمال گردید .سپس داده های ارسالی از ساعت اندازه گیری، توسط یک دستگاه اسیلوسکوپ بررسی شد .هر بیت از داده ی ارسالی به طریق مقایسه ی آن با ۱۷ داده ی مختلف ساعت اندازه گیری رمز گشایی گردید .سپس در زبان سی پلاس پلاس برنامه ای نوشته شد که از طریق آن بیت های ارسالی از ساعت را به داده ی عددی تبدیل نماید .اجرای این برنامه و ذخیره سازی و در نهایت ارسال داده های یاد شده به میکروکنترلر ای وی آر۲۵۶۰ ، در میکروکنترلر ای وی آر۳۲۸ ، انجام گرفت .نهایتا الگوریتمی برای ارسال سیگنال های لازم به الکترو موتور ها برای هدایت سکوی متحرک طراحی شد، که طبق آن سکوی متحرک مسیری را طی می نماید که نوک پروب همواره در تماس با سطح قطعه کار با باشد .در نهایت با استفاده از این الگوریتم و واحد کنترلی یاد شده، ربات قادر است در روی سطح قطعه کار حرکت جاروبی انجام دهد و مسیری را طی نماید که نوک پروب همواره در تماس با سطح قطعه کار باشد .سطوحی در امتداد افق و امتدادهایی با زاویه ی ۳ و ۵ درجه نسبت به افق توسط دستگاه مورد ارزیابی قرار گرفتند .هر کدام از آزمایش ها برای سنجش میزان تکرار پذیری ۵ بار تکرار شدند .آزمایش های قطعه کار با سطحی در امتداد افق حداکثر میزان خطای ۰.۳ میلیمتر را نشان داد .در امتداد ۳ درجه با افق حداکثر خطای ۱۰ درصد بدست آمد .نتایج بدست آمده در آزمایش قطعه کاری با زاویه ی ۵ درجه نسبت به افق، زاویه ی سطح قطعه کار را با خطای ۱۲ درصد نشان داد
Developments of different fileds of industry in recent years, have caused more endivours made by activiests of technology arena, in order to make most of the current industrial process, automatic. One of these process is quality control and inspection of products. CMM machines play an important role in metrology, inspection, quality control and reverse engineering of production. Because of this reason, a great tendency is growing between manufacturers, to expand the performance and abilities of these machines. On the other side, industrial robots have excelled good position for themselves in industrial fields. So that we are witnessing great developments in robotic every day. Industrial robots with parallel mechanism, are the most newfound filde for research in recent years. In this thesis we are going to present a method through which a CMM machine with paralle mechanism, be able to move its touch scanning probe, on the surface of work piece, the data obtained from mentioned surface be saved in controller unit of machine. A digital indicatore have been used as touch scanning probe of this machine. And four stepper motors beside their appropriate drivers are used to move the links and joints which move the probe. The special aspect of this method is that the probe of this machine is used to determine the path of moving in addition to gathering data from the surface of work piece.This is done by sending the data of surface of the workpiece into the controller unit of robot, which consists of two AVR microcontroller, and upon these data the controller unit decide the next step of moving. Open loop control is used in this process. For a glance of this method I should say that, the probe should scan a profile on the surface of the workpiece, the control unit divides the path into short steps. And at each step the probe, passes one piece of the path. At the start of each step the control unit inspects the data sent from probe, then decides for the next step of the path. The inverse kinematics are surveyed at the first section of research. After solving the equations related to the inverse kinematics, they have been translated into c++ codes. The data sent by the indicatore is a combination of zeros and ones of bits stream. Interpretation and translating them into c++ codes which are legible for microcontrollers and sending this data into the microcontroller, is the next part of our job in this thesis. The last part of this job was to devise an algorithm through which the appropriate signals for stepper motors be sent. So that the probe passes a rout which it's node be in touch with the surface of the workpiece in all over the path
Scanning probe path control of the parallel mechanism CMM with four degree of freedom
رحیمی ایلخچی، علی
Rahimi Ilkhchi , Ali :
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
