Μελέτη και κατασκευή συστήματος κίνησης, μετρήσεων και ελέγχου σε τρισδιάστατο καρτεσιανό ρομποτικό μηχανισμό

Τσάπας, Παναγιώτης; Tsapas, Panagiotis

dc.contributor.author	Τσάπας, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Tsapas, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2020-02-03T12:31:22Z
dc.date.available	2020-02-03T12:31:22Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49752
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17450
dc.rights	Default License
dc.subject	Καρτεσιανό	el
dc.subject	Ρομπότ	el
dc.subject	Σερβοκινητήρας	el
dc.subject	Σερβοενισχυτής	el
dc.subject	Αυτόματος	el
dc.subject	Motion	en
dc.subject	Controller	en
dc.subject	Servodrive	en
dc.subject	Servomotor	en
dc.subject	PLC	en
dc.title	Μελέτη και κατασκευή συστήματος κίνησης, μετρήσεων και ελέγχου σε τρισδιάστατο καρτεσιανό ρομποτικό μηχανισμό	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αυτόματος έλεγχος	el
heal.classification	Automation control	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-04
heal.abstract	Η ταχύτατη εξέλιξη των βιομηχανικών αυτοματισμών, των ηλεκτρονικών ισχύος και των συστημάτων μετάδοσης κίνησης γενικότερα, τις τελευταίες τρεις δεκαετίες, έχει οδηγήσει σε ραγδαία μετάλλαξη της εγχώριας βιομηχανίας, καθώς εισέρχονται πλέον συστηματικά και με όλο και μικρότερο κόστος, οι ρομποτικοί μηχανισμοί και τα συστήματα NC (Numerical Control) στα μέσα παραγωγής, αυξάνοντας έτσι την ταχύτητα παραγωγής, την ακρίβειά της και μειώνοντας σημαντικά το κόστος της. Σε πολλές περιπτώσεις αυτό που προτιμάται είναι η αναβάθμιση παλαιότερων μοντέλων καρτεσιανών ρομποτικών συστημάτων, λόγω του σημαντικά μικρότερου κόστους σε σχέση με την αγορά νέου εξοπλισμού αλλά επειδή και τα μηχανολογικά μέρη των ρομπότ είναι σε καλή κατάσταση. Τα παλαιά μοντέλα που λειτουργούσαν με υδραυλικά συστήματα κίνησης και είχαν αναλογικές μεθόδους οδήγησης αντικαθίστανται πλέον με σερβοκινήτηρες και η οδήγησή τους γίνεται μέσω δικτύου χωρίς παρεμβολές από τυχόν ηλεκτρικούς θορύβους και με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια. Ο στόχος της παρούσας διπλωματικής είναι η αναβάθμιση του υδραυλικού καρτεσιανού CNC ρομπότ, που είναι τοποθετημένο στο Εργαστήριο των Δυναμικής & Κατασκευών της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του Ε.Μ.Π., από υδραυλικό σύστημα κίνησης οδηγούμενο με αναλογικά σήματα σε σύστημα με ηλεκτρικούς σερβοκινήτηρες οδηγούμενο από έναν κεντρικό ελεγκτή (Motion Controller) όπου θα προστεθεί παράλληλα και μία εκτυπωτική κεφαλή κονιάματος (μπετόν). Σκοπός είναι στο τέλος της διπλωματικής εργασίας να μπορεί το καρτεσιανό ρομπότ να εκτυπώνει τρισδιάστατα σχέδια από κονίαμα, τα οποία θα έχουν φορτωθεί στον κεντρικό ελεγκτή από έναν υπολογιστή. Ο κεντρικός ελεγκτής θα δέχεται το σχέδιο που θα πρέπει να αποτυπώσει το ρομπότ σε μορφή G-Code. Θα προγραμματιστεί κατάλληλα ώστε να μπορεί να μεταφράζει τον G-Code σε καρτεσιανές κινήσεις μηχανής για να φέρει εις πέρας τη διαδικασία του χτισίματος-εκτύπωσης. Παράλληλα ο χρήστης θα μπορεί να επιβλέπει την λειτουργία του ρομπότ μέσω ενός Η/Υ και ενός συστήματος HMI (Human Machine Interface) το οποίο θα υλοποιηθεί και προγραμματιστεί παράλληλα. Η υλοποίηση/αναβάθμιση ενός τέτοιου συστήματος κίνησης προϋποθέτει τη σωστή μελέτη των απαιτούμενων δυνάμεων του ρομπότ, των συστημάτων μετάδοσης κίνησης που θα χρησιμοποιηθούν αλλά και κατάλληλο προγραμματισμό του κεντρικού ελεγκτή. Όλα τα παραπάνω θα αναλυθούν, θα επεξηγηθούν και θα υλοποιηθούν εντός των επόμενων κεφαλαίων.	el
heal.abstract	The rapid development of industrial automation, power electronics and transmission systems in general over the last three decades has led to a rapid transformation of the domestic industry, as robotic mechanisms and CNC machines are increasingly being introduced into production facilities at ever less cost. Increasing production speed, accuracy and significantly reducing production costs. In many cases, is preferred the upgrading of older Cartesian robotic models (Gantry Robots), due to significantly lower costs in relation to the purchase of new equipment, but also because the mechanical parts of the robots are in good condition. Old models that operated with hydraulic drive systems and analog motion control are now replaced by servo drives and driven through a bus network without interference from electrical noise. The aim of this diploma thesis is to upgrade the hydraulic Cartesian CNC robot, which is located in the Laboratory of Dynamics & Constructions of the Mechanical Engineering School of the NTUA, from a hydraulic drive system driven by analog signals in a system with electric servomotors driven by a Motion Controller and at the same time a concreting printhead will be added to the CNC machine. The target is at the end of the diplomatic process, the Cartesian robot to be able to print three-dimensional patterns of mortar that will be downloaded into the central controller by a computer software. The motion controller will accept the design that the robot should print in G-Code format. It will be programmed to translate the G-Code into cartesian machine movements to complete the building-printing process. At the same time, the user will be able to supervise the operation of the robot via a PC and a Human Machine Interface (HMI) that will be programmed at the same time. The implementation / upgrading of such a motion controlled system requires a proper study of the required robot forces and dynamics, of the drive systems to be used and the proper programming of the motion controller. All of the above will be analyzed, explained and implemented within the next chapters.	en
heal.advisorName	Κορρές, Γεώργιος
heal.committeeMemberName	Σπιτάς, Βασίλειος
heal.committeeMemberName	Γεωργιλάκης, Παύλος
heal.committeeMemberName	Κορρές, Γεώργιος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	141 σ.
heal.fullTextAvailability	false