طراحی الگوریتم های میانیابی مسیر آزاد ابزار و اجتناب از تکینگی در کنترل میز هگزاپاد ماشین ابزار

در این تحقیق مساله میانیابی منحنی ها و سطوح آزاد در ماشین ابزار هگزاپاد ارائه شده است. میانیاب ارائه شده قادر است تغییرات سرعت را به شکلی قابل کنترل در زمان واقعی و در یک بازه زمانی میانیابی محدود کند. مساله ای که انگیزه اصلی در این تحقیق بوده است، مساله غیرخطی بودن سینماتیک مستقیم مکانیزم استوارت است که خطای سینماتیکی را در حین میانیابی ایجاد می کند. همچنین مساله تقارن در فضای کاری و مسیرهای متقارن مورد بررسی قرار گرفته است. نشان داده شده است که فضای کاری ماشین هگزاپاد ساخته شده و استفاده شده در این تحقیق دارای سه محور تقارن است، که مسیرهای متقارن نسبت به آنها مشخـص می شوند. رابطه تحلیلی محاسبه خطای سینماتیکی و مشتق آن ارائه شده است. یافتن ریشه معادله مشتق خطای سینماتیکی ارائه شده را می توان برای محاسبه زمان رخداد مقدار بیشینه استفاده کرد. از مدل تحلیلی و تقریبی ارائه شده در این تحقیق برای بررسی خطای سینماتیکی مسیرهای مختلف و اثری که پارامترهای مسیر بر این خطا می گذارند، استفاده شده است. به منظور محاسبه خطای سینماتیکی بیشینه به شکلی ساده تر و سریع تر، روشی بر پایه شعاع متوسط دایره میانی ارائه گردیده است. از روابط ارائه شده برای کنترل و محدود کردن خطای سینماتیکی ناشی از غیرخطی بودن مکانیزم در زمان واقعی در یک بازه زمانی میانیابی استفاده شده است. همچنین مساله میانیابی مسیر عاری از تکینگی در این تحقیق مطالعه شده است. آزمایش هایی به منظور صحت سنجی عملکرد روش های ارائه شده و کنترلر طراحی شده، انجام شده است. میانیاب ارائه شده در آزمایش های عملی برای چند منحنی و یک سطح nurbs بکار گرفته شده است. میانیاب ارائه شده قادر است خطای سینماتیکی ناشی از غیرخطی بودن مکانیزم را محدود کند. در پایان عملکرد میانیاب های ارائه شده در آزمایش های عملی با نتایج شبیه سازی و تحلیلها مقایسه شده است.