מעבדה בנושא המחלקה להנדסת מכונות מכניזם פיקה ועוקב 362-1
Transcription
מעבדה בנושא המחלקה להנדסת מכונות מכניזם פיקה ועוקב 362-1
n otto deB Gal המחלקה להנדסת מכונות מבוא להנדסת מכונות 362-1-1163 מעבדה בנושא מכניזם פיקה ועוקב וקינמטיקה של זרוע רובוטית מגישי הדו"ח.1 : .ת.ז. . .2 .ת.ז. . .3 .ת.ז. . . קבוצה: תאריך ביצוע המעבדה: \ \ .שם המדריך : תאריך הגשת המעבדה: \ \ . . מפתח לבדיקת הדו"ח פיקה ועוקב רובוט ניקוד סעיף מטרות הניסוי 5 3 עקרון פיקה ועוקב 5 סוגים ושימושים 5 עקרון פעולת מערכת הניסוי 10 חישוב פיקות וקנ"מ 15 תוצאות מחשב 5 תאור שגיאות הניסוי 5 שרטוט סקיצה וציון דג"ח 8 פיתוח משוואת האילוץ 5 מציאת הקבועים והפונקציות 4 הסבר מנגנון בקצה הזרוע 5 מסקנות 10 5 סיכום 5 5 65 35 סה"כ: שם הבודק וחתימה: . 1מתוך 8 הערות n otto deB Gal המחלקה להנדסת מכונות מבוא להנדסת מכונות 362-1-1163 מעבדה בנושא מכניזם פיקה ועוקב וקינמטיקה של זרוע רובוטית חלק – 1מכניזם פיקה ועוקב א .מטרת הניסוי .1הכרת מכניזם פיקה ועוקב על מימושיו השונים. .2הכרת מערכות מכאניות המשתמשות במכניזם פיקה ועוקב. ב .מהלך המעבדה .1יערך דיון עם המדריך להכרת מכניזמים שונים הפועלים על עיקרון פיקה ועוקב ,ונבחין בין מימושים שונים ותכונותיהם. .2נכיר את מערכת הניסוי ,ועל הקשר בין צורת הפיקה לבין הרישום המתקבל מהרשם. .3נבצע רישום של שלוש פיקות שונות בעזרת הרשם. .4נבצע קריאה ופיענוח של פלט הרשם ,וננסה לשחזר את צורת הפיקה המקורית. ג .הוראות ביצוע הדו"ח .1מטרת הניסוי. .2הסבר מהי פיקה ומהו עוקב. .3אלו סוגי פיקות ואלו סוגי עוקבים קיימים. .4תנו 3דוגמאות של מערכות שעובדות על עיקרון של פיקה ועוקב מסוגים שונים. .5הסבר את תהליך ביצוע הניסוי ותן סקיצה כללית של המערכת. .6הסבר כיצד מתקבל הגרף המתאר את הפיקה במערכת הניסוי ומה גרף זה מציג. .7מה חשיבות קנה המידה בגרף? .8נתח הגרפים המתקבלים בניסוי -שרטט את הפיקות ,ותן סקיצות של הפיקות לצורך השוואה ,יש לצרף את תוצאות הרשם לדו"ח. .9בהשוואת הסקיצות לעיבוד התוצאות: מהם הגורמים לסטיות/שגיאות הנובעים מהפיקה ? מהם הגורמים לסטיות/שגיאות הנובעים ממערכת הניסוי ? .10מסקנות. .11סיכום. 2מתוך 8 n otto deB Gal המחלקה להנדסת מכונות מבוא להנדסת מכונות 362-1-1163 מעבדה בנושא מכניזם פיקה ועוקב וקינמטיקה של זרוע רובוטית ד .הוראות בטיחות .1יש לשים להמנע מהפלת הפיקות על הרצפה. .2יש להזהר מתפיסת אצבעות ,ביגוד או שיער במערכות הפיקה והעוגב המוצגות לדוגמא. .3אין לשנות את ווסט המתח המזין את המנוע. .4יש לנתק את המערכת מהחשמל בגמר הנסוי :מנוע ורשם. ה .ספרות : Pergamon Press Inc . 1988 "Mechanics and Design of Cam Mechanisms" by Fan Y. Chen 3מתוך 8 מעבדה בנושא מכניזם פיקה ועוקב וקינמטיקה של זרוע רובוטית n otto deB Gal המחלקה להנדסת מכונות מבוא להנדסת מכונות 362-1-1163 חלק – 2קינמטיקה של זרוע רובוטית א .מטרת הניסוי הכרות עם מערכת רובוטית ולמידת אופן פעולתה. ב .ציוד זרוע רובוטית .Minimover-5 ג .רקע תאורטי רובוט – זוהי מערכת מכנית של חוליות המחוברים בפרקים ,אשר בעזרת שליטה ובקרה על דרגות החופש של המערכת ניתן לבצע תנועות מתוכננות מראש בצורה מדויקת .העברת התנועה מבוצעת כמובן על-ידי רכיבים מכניים נוספים כגון גלגלי שיניים ,כבלים ,מיסבים וכו'. דרגת חופש – דרגות חופש של מערכת הינן מספר הפרמטרים שיש להגדיר על-מנת לתאר את מצב המערכת .על מנת להגדיר את מצבו של מוט ABהמונח על המישור ,איור ,1עלינו לדעת את מיקומה של נקודה Aב ) ,(X,Yואת זווית נטייתו של המוט ביחס לאופק .אנו אומרים כי למוט המונח על מישור יש שלוש דרגות חופש .נשים לב כי במקום הזווית ניתן היה להגדיר את מיקומה של נקודה Bכדרגת החופש השנייה. Y B X A XA איור :1סכמת מוט על מישור 4מתוך 8 YA n otto deB Gal המחלקה להנדסת מכונות מבוא להנדסת מכונות 362-1-1163 מעבדה בנושא מכניזם פיקה ועוקב וקינמטיקה של זרוע רובוטית ד .הכנה מוקדמת על הסטודנט לפתח מערכת משוואות המאלצות תנועה במסלול מוגדר על-פי הוראות המדריך. אנו מעוניינים שקצהו של הרובוט בעל שתי דרגות החופש ,כפי שמתואר באיור ,2ינוע לאורך המסלול הישר בזווית k ביחס לאופק .על-מנת לאלץ תנועה הזו ,עלינו לחשב את הקשר/התלות בין שתי דרגות החופש ו -ולהביע קשר זה בצורה: Af1 ( Bf 2 ( C )) D , כאשר A, B, C, Dקבועים התלויים בפרמטרי הבעיה ,ו f1, f2 -הן פונקציות כלשהן .יש להתיחס אל l2 , l1, kכאל פרמטרים ידועים. y מסלול x l1 l2 k איור :2סכמת רובוט בעל 2דרגות חופש 5מתוך 8 n otto deB Gal המחלקה להנדסת מכונות מבוא להנדסת מכונות 362-1-1163 מעבדה בנושא מכניזם פיקה ועוקב וקינמטיקה של זרוע רובוטית ה .מהלך הניסוי .1הסטודנט ילמד את דרגות החופש של הרובוט בליווי מדריך .בעזרת לחצני הבקרה של דרגות החופש המופיעים על צג המחשב ,הסטודנט ילמד על תנועת הרובוט ואפשרויות השליטה בדרגות החופש השונות )ראה איור א 1בנספח(. התבונן במערכת המכנית המניעה את זרועות הרובוט תוך כדי לחיצה על כפתורי הבקרה. .2בליווי מדריך ,יש להביא את הרובוט למצב התחלתי ) .(Homeמצב זה מוגדר על-ידי הבאת קצה הטוש בזרוע הרובוט אל הנקודה המצוירת על המגש .בנוסף יש לאפס את משתני המיקום בתוכנה על ידי לחיצה על כפתור "איפוס". .3הסטודנט יקבל את ערך הפרמטר kמהמדריך וימדוד את l1ואת . l2נזין ,בליווי המדריך ,את הערכים המספריים והפונקציות שפותחו בבית למחשב השולט ברובוט ,ונבדוק אם אכן הושגה התנועה הנדרשת .בשלב הזה אני מיישמים האילוץ שחושב בסעיף ד'. ו .הוראות ביצוע הדו"ח .1מטרת הניסוי. .2שרטטו סקיצה של הרובוט וציינו את כל דרגות החופש השונות. .3הציגו בצורה מסודרת וברורה את משוואת האילוץ שפתחתם בבית. .4מהם הקבועים A, B, C, Dוהפונקציות f1, f2הנדרשים להשגת אילוץ התנועה המבוקש. .5הסבירו ,בליווי איור/ים ,את מנגנון העברת התנועה בקצה זרוע הרובוט )הדיפרנציאל(. .6מסקנות. .7סיכום ז .הוראות בטיחות .1יש להניע את הרובוט רק באמצעות מנועיו הפנימיים!! אסור להפעיל עליו עומס כאשר הוא נייח ,או במהלך תנועתו. .2יש לוודא כי מסלול תנועת הרובוט פנוי ממכשולים. .3יש לכבות את המחשב והרובוט בסוף הנסוי ,ולהוציא את ספק הכח מהחשמל. ח .ספרות .1שגב ר" ,.דינמיקה של חלקיקים וגופים קשיחים" ,מקראה -אוניברסיטת בן-גוריון1993 , .2שגב ר" ,.כמומילון" ,אורט2005 , 6מתוך 8 n otto deB Gal המחלקה להנדסת מכונות מבוא להנדסת מכונות 362-1-1163 מעבדה בנושא מכניזם פיקה ועוקב וקינמטיקה של זרוע רובוטית נספח א' איור א .1תאור הזרוע הרובוטית בתוכנת המחשב וכפתורי השליטה בדרגות החופש השונות. 7מתוך 8 n otto deB Gal המחלקה להנדסת מכונות מבוא להנדסת מכונות 362-1-1163 מעבדה בנושא מכניזם פיקה ועוקב וקינמטיקה של זרוע רובוטית איור א .2מסך הזנת פונקציית האילוץ לביצוע התנועות המבוקשות. 8מתוך 8