Randomized Optimal Design of Parallel Manipulators

This work intends to deal with the optimal kinematic synthesis problem of parallel manipulators under a unified framework. Observing that regular (e.g., hyper-rectangular) workspaces are desirable for most machines, we propose the concept of effective regular workspace, which reflects simultaneously requirements on the workspace shape and quality. The effectiveness of a workspace is characterized by the dexterity of the mechanism over every point in the workspace. Other performance indices, such as manipulability and stiffness, provide alternatives of dexterity characterization of workspace effectiveness. An optimal design problem, including constraints on actuated/passive joint limits and link interference, is then formulated to find the manipulator geometry that maximizes the effective regular workspace. This problem is a constrained nonlinear optimization problem without explicitly analytical expression. Traditional gradient based approaches may have difficulty in searching the global optimum. The controlled random search technique, as reported robust and reliable, is used to obtain an numerical solution. The design procedure is demonstrated through examples of a Delta robot and a Gough-Stewart platform. Note to Practitioners-The kinematic/dynamic performance of a parallel manipulator highly depends on its geometry, e.g., link lengths, positions of fixed actuator, shape and size of end-effector. In designing a parallel manipulator, it is a crucial step to determine the best geometry that satisfies practical design requirements. For a general parallel manipulator, this paper provides a unified framework to formulate the optimal design problem by considering some key kinematic criteria, regularity and volume of workspace and dexterity. The latter one is closely related to stiffness and control accuracy. Since the optimal design problem is a nonlinear optimization problem without analytic expression, traditional gradient based search algorithms have difficulty to solve the problem. The controlled random search technique is used to search the global optimum. The design procedure is applicable for general parallel manipulators. Other design criteria, such as stiffness and accuracy, can be readily included in the design formulation

Diseño e implementación de un equipo de recubrimiento por spray térmico

1 recurso en línea (1 archivo de texto, 1 archivo con anexos) : ilustraciones color, figuras, tablas.La industria de los recubrimientos de piezas mecánicas tiene gran acogida a nivel mundial, su fin es generar técnicas que brinden protección a estructuras con problemas como la corrosión, el desgaste y la pérdida de energía. La ingeniería moderna ha creado diferentes técnicas de recubrimientos según sea la necesidad, una de ellas es la proyección térmica, un método que ha mostrado excelentes resultados para proteger diversas estructuras y reducir costos de mantenimiento. En los recubrimientos de proyección térmica las partículas se funden total o parcialmente en una llama oxiacetilénica y luego son aceleradas para que impacten un sustrato y se adhieran mecánicamente, allí se aplanan y forman laminillas, llamadas splats, dando origen al recubrimiento. Se ha desarrollado un sistema automatizado que suple las necesidades de aplicación de recubrimientos para atender a parámetros de calidad. El equipo diseñado e implementado contempla el diseño mecánico de la planta, la unidad de control, el equipo de dosificación, el dispositivo de proyección térmica y la interfaz hombre máquina para el control de posición, velocidad y aceleración requeridas en la aplicación óptima del recubrimiento, la cual se realiza a partir de la combinación de movimientos horizontal y vertical para el desplazamiento de la antorcha de proyección y un sistema de giro donde se fija el elemento a recubrir; la sensórica involucrada proporciona la información para el análisis de temperatura de deposición, el espacio de trabajo y las posiciones de referencia. La calidad del recubrimiento se establece a través de pruebas de laboratorio con equipos de microscopia óptica, microscopia electrónica de barrido y dureza.Bibliografía y webgrafía: páginas 126-128.PregradoIngeniero Electromecánic