title: Κινηματική ανάλυση, σχεδιασμός και εφαρμογές ψηφιακού διδύμου για ρομποτικό βραχίονα
title: Kinematic analysis, design and applications of digital twin for a robotic manipulator
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Γαντούρ, Καρίμ
Publisher: name: Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής
Year: 2022
Subjects: Ρομποτικός βραχίονας
Κινηματική ανάλυση
Σχεδιασμός ρομπότ
Προγραμματισμός ρομπότ
Ψηφιακό δίδυμο
Προσομοίωση ρομποτικού βραχίονα
Προσομοίωση
Ρομπότ

description: Με την εμφάνιση της τέταρτης βιομηχανικής επανάστασης η χρήση των ρομποτικών βραχιόνων αυξάνεται συνεχώς στο τομέα της παραγωγής για διάφορες εργασίες ,όπως συλλογή και τοποθέτηση , διαδικασία συγκόλλησης, βαφή και διαδικασίες χειρισμού. Με στόχο την ελαχιστοποίηση του κόστους εργασίας και την βελτιστοποίηση της παραγωγικής διαδικασίας. Η μεγαλύτερη πρόκληση που υπάρχει κατά τη ρύθμιση του ρομποτικού βραχίονα είναι η σωστή τοποθέτηση του βραχίονα στο χώρο στην επιθυμητή θέση και προσανατολισμό, για να επιτευχθεί αυτό υπάρχουν δύο είδη κινηματικής ανάλυσης, η ευθεία και αντίστροφη. Η κινηματική ανάλυση αποτελεί έναν σημαντικό εργαλείο για το λειτουργικό σχεδιασμό μιας ρομποτικής εφαρμογής. Έτσι, για να βελτιωθεί η απόδοση ενός ρομποτικού βραχίονα απαιτείται η κατάλληλη ανάλυση της κινηματικής συμπεριφοράς του και ο σωστός σχεδιασμός, μελετώντας το βραχίονα περί υλικό κατασκευής και αντοχής σε ψηφιακό περιβάλλον. Κατά συνέπεια η παρούσα έρευνα επικεντρώνεται στην έννοια του βέλτιστου σχεδιαστικού προφίλ λαμβάνοντας υπόψη παραμέτρους σχεδιασμού, που καθιστούν αποτελεσματικό και αξιόπιστο έναν ρομποτικό βραχίονα. Σήμερα, για να επιτύχουμε την επιθυμητή βελτίωση, αξιοποιούμε εργαλεία μοντελοποίησης και προσομοίωσης που χρησιμοποιούνται ευρέως σε τέτοιες εφαρμογές, για τη διευκόλυνση και την επιτάχυνση των διαδικασιών σχεδιασμού. Όπως, η δομική ανάλυση, η δυναμική προσομοίωση, βελτιστοποίηση για τον κατάλληλο σχεδιασμό και συνολική βελτίωση της δομής του ρομπότ. Η σύγχρονή τεχνολογία του ψηφιακού διδύμου αποτελεί ισχυρό εργαλείο για την περιγραφή, την ψηφιακή απεικόνιση της συμπεριφοράς και τον έλεγχο ενός πραγματικού ρομποτικού συστήματος. Η συγκεκριμένη τεχνολογία βρίσκει μεγάλη εφαρμογή στην βιομηχανία 4.0, για την απαίτηση δημιουργίας ενός δυναμικού μοντέλου ενός συστήματος εντός ορισμένου προσομοιωτή. Επιπλέον, εφαρμογές που περιλαμβάνουν λειτουργίες από κατασκευή εξαρτημάτων, συναρμολόγηση μερών, παλετοποίηση και τον ρομποτικό χειρισμό. Στην περίπτωση ρομποτικής εφαρμογής θεωρείται σημαντικό εργαλείο για την συγκριτική ανάλυση του συστήματος μέσω της ψηφιακής απεικόνισης, διότι με το πέρασμα του χρόνου ένα ρομποτικό σύστημα τείνει να μειωθεί η επαναληψιμότητα του για διάφορους λόγους. Επίσης, από το λογισμικό προσομοίωσης του ψηφιακού διδύμου υπάρχει η δυνατότητα ελέγχου του ρομποτικού συστήματος σε πραγματικό χρόνο, για εκτίμηση αποκλίσεων από τις προδιαγραφές του ψηφιακού μοντέλου. Συγκεκριμένα, στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας σχεδιάστηκε ένας ρομποτικός βραχίονας με τη χρήση τρισδιάστατου σχεδιαστικού προγράμματος (SolidWorks), όπου και έγινε η μοντελοποίηση του βραχίονα. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται μια προσομοίωση στον ψηφιακό προσομοιωτή CoppeliaSim του σχεδιαζόμενου βραχίονα σε βιομηχανικό περιβάλλον εκτελώντας ορισμένη βιομηχανική εφαρμογή, ως ψηφιακό δίδυμο.