تحلیل عددی و تجربی پدیده گیر در موقعیت‌دهی قطعه‌کار با مقطع دایروی بر روی سطح افقی

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

10.22044/jsfm.2024.13739.3803

چکیده

وقوع گیر قطعه‌کار در قید و بند می‌تواند منجر به عدم موقعیت‌دهی صحیح قطعه‌کار، آسیب به قطعه‌کار و حتی اجزای قید و بند شود. هدف از اجرای پژوهش حاضر، بررسی عددی و تجربی وقوع گیر قطعه‌کار با مقطع دایروی در قید و بند با مطالعه مکانیزم قطعه‌کار با مقطع دایروی – اهرم است. برای این منظور، محاسبه مقدار پیمایش قطعه‌کار برای وقوع پدیده گیر و مقایسه نتایج تجربی با پیش‌بینی‌های عددی مدنظر است. لذا، تحلیل عددی پدیده گیر قطعه‌کار با مقطع دایروی بر روی سطح افقی با استفاده از نرم‌افزار آباکوس انجام شده است. برای صحت‌سنجی پیش‌بینی تحلیل‌های عددی، یک مجموعه آزمایشگاهی به همراه سه قطعه‌کار با مقاطع دایروی با قطرهای 40، 50 و 60 میلی‌متر طراحی و ساخته ‌شد. آزمایش‌های تجربی برای اندازه‌گیری ضریب اصطکاک بین قطعه‌کار دایروی، سطح پایه و اهرم انجام شد. پس از اندازه‌گیری ضرایب اصطکاک، مسافت پیمایش قطعه‌کار برای وقوع گیر، با استفاده از روش‌های تصویربرداری و خط‌کشِ مدرجِ نصب ‌شده روی مجموعه آزمایشگاهی و داده‌برداری به کمک انکودرِ زاویه‌ای، اندازه‌گیری شد. با مقایسه بین نتایج آزمایش‌های تجربی و پیش‌بینی تحلیل عددی، بیشینه مقدار خطای مسافت پیمایش‌ قطعه‌کار تا وقوع گیر، برای قطعه‌کار با قطر 40، 50 و 60 میلی‌متر، به ترتیب برابر با 4/12%، 18/6% و 53/8% بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Parvaz, H. (2020). Theoretical and Numerical Analysis of Jamming Phenomenon in Positioning of Circular Workpiece on Horizontal Surface. AUT J. Mech. Eng., 4(4), 553-564.
[2] Parvaz, H., & Bodaghy Aleny, M. (2020). Analysis of workpiece locating error using geometric fixture model: A theoretical and experimental study. AUT J. Mech. Eng., 4(2), 229-240.
[3] Sohrabifard, M., & Nategh, M. J. (2023). Investigation of the stability and contact stiffness of workpiece inside fixture in different machining conditions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: J. Mech. Eng. Science, 09544062231153749.
[4] Clark, J. P., Lentini, G., Barontini, F., Catalano, M. G., Bianchi, M., & O’Malley, M. K. (2019, May). On the role of wearable haptics for force feedback in teleimpedance control for dual-arm robotic teleoperation. In 2019 International Conference on Robotics and Automation (ICRA) (pp. 5187-5193). IEEE.
[5] Zhang, F., Qu, J., Liu, H., & Fu, Y. (2019). A multi-priority control of asymmetric coordination for redundant dual-arm robot. Int. J. Humanoid Robotics, 16(02), 1950008.
[6] Du, F., Wen, K., & Yu, H. (2019). A self-adaptive alignment strategy for large components based on dynamic compliance center. Assembly automation, 39(2), 345-355.
[7] Liu, Z., Song, L., Hou, Z., Chen, K., Liu, S., & Xu, J. (2019). Screw insertion method in peg-in-hole assembly for axial friction reduction. IEEE Access, 7, 148313-148325.
[8] Lewise, K., Dhas, J., & Pandiyarajan, R. (2023, May). Design, fabrication and analysis of linear clamping fixture for friction stir spot welding. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2492, No. 1). AIP Publishing.
[9] Meng, S., Zheng, L., Fan, W., Wang, X., & Zhou, J. (2023). Intelligent layout optimization of reconfigurable flexible fixture for assembling multiple aircraft panels.  Int. J. Adv. Manufac. Tech., 126(3-4), 1261-1278.
 
[10] Kim, C. H., & Seo, J. (2019). Shallow-depth insertion: Peg in shallow hole through robotic in-hand manipulation. IEEE Robotics and Automation Letters, 4(2), 383-390.
[11] H. Parvaz, Theoretical and numerical investigation of workpiece jamming in fixture using block and palm case study, Iran. J. Manufac. Eng.,Vol.6, No. 3, pp. 20-27, 2019 (in Persian)
[12] Ortega-Aranda, D., Jimenez-Vielma, J. F., Saha, B. N., & Lopez-Juarez, I. (2021). Dual-arm peg-in-hole assembly using DNN with double force/torque sensor. Applied Sciences, 11(15), 6970.
[13] Li, W., Cheng, H., Li, C., & Zhang, X. (2021). Robotic Assembly for Irregular Shaped Peg-in-Hole with Partial Constraints. Applied Sciences, 11(16), 7394.
[14] Yamakawa, Y., Matsui, Y., & Ishikawa, M. (2021). Development of a real-time human-robot collaborative system based on 1 khz visual feedback control and its application to a peg-in-hole task. Sensors, 21(2), 663.
[15] Villena Toro, J., Wiberg, A., & Tarkian, M. (2023). Application of optimized convolutional neural network to fixture layout in automotive parts. The Int. J. Adv. Manufac. Tech., 126(1-2), 339-353.
[16] Das, S. K., & Nagesh, P. (2023). Design and Development of Fixture for Flexural Testing of Lumbar Spine. J. The Institut. Engrs (India): Series C, 104(3), 495-501.