مطالعه تجربی پدیده گیر قطعه‌کار در قید و بندها به‌کمک مکانیزم جاساز و سوراخ

وقوع گیر قطعه‌کار در قید و بند ممکن است تمام درجات آزادی آن گرفته شده و گیر اتفاق بیفتد. وقوع گیر می‌تواند منجر به عدم موقعیت‌دهی صحیح قطعه‌کار، آسیب به قطعه‌کار و حتی اجزای قید و بند شود. در پژوهش حاضر، آنالیز تحلیلی و تجربی پدیده گیر قطعه‌کار در قید و بندها با استفاده از مطالعه جاسازی یک قطعه‌کار دارای سوراخ در یک پین انجام شده است. مدل‌سازی تحلیلی بر اساس اصل کمینه اندازه نیروهای عکس‌العمل پایه‌ریزی شده است که با پیاده‌سازی آن در قالب یک مساله بهینه‌سازی، پیش‌بینی وقوع گیر در حالت‌های مختلف قرارگیری جاساز در سوراخ انجام گردیده است. برای اطمینان از صحت مقادیر پیش‌بینی‌شده توسط تئوری، از تحلیل‌های ارائه‌شده در پژوهشهای پیشین نیز استفاده شده است. همچنین، آزمایش‌های تجربی برای صحه‌گذاری بر روی مقادیر بدست‌آمده از تحلیل، اجرا شده و نتایج بدست آمده از آن با پیش‌بینی تئوری مقایسه شده است. برای این منظور، مجموعه آزمایشگاهی مختصِ مکانیزم جاساز و سوراخ با انطباق لقیدار طراحی و ساخته شده است. پس از اجرای آزمایش‌های مرتبط با تعیین ضریب اصطکاک، آزمایش‌های مربوط به تعیین زاویه ورود به گیر و خروج از گیر جاساز در سوراخ با استفاده از انکودر زاویه‌ای اجرا گردید. با مقایسه بین نتایج آزمایش‌های تجربی و پیش‌بینی تئوری پیشنهادی در پژوهش حاضر، بیشینه خطا در اندازه‌گیری زاویه ورود به گیر و خروج از گیر جاساز در سوراخ به ترتیب برابر با 8.2% و 14.4% بدست آمد. این مقادیر خطا، بیانگر دقت و قابلیت اطمینان بالای مقادیر پیش‌بینی‌شده توسط تحلیل پیشنهادی برای وقوع گیر است.

Experimental investigation of the jamming phenomenon in fixturing of workpiece using the peginhole mechanism

The degrees of freedom of the workpiece can be constrained during its loading in the fixture, resulting in the jamming occurrence. It may cause improper workpiece positioning, damage to the workpiece, and even the fixturing elements. In the present study, theoretical and experimental analyses are performed to investigate the jamming phenomenon in fixturing workpiece using the peginhole case study. The theoretical model is established based on the minimum norm principle which resulted in an optimization problem. The jamming occurrence is then predicted by solving this model in different configurations of the peginhole problem. A theoretical model that was developed in the previous study is used to validate the predictions of the suggested theoretical model. The main validation of the theoretical predictions is conducted through the experimental analysis. For this purpose, an experimental setup is designed and fabricated for the peginhole mechanism with the clearance fit. The friction coefficient is first measured using the fabricated setup. Then, the jammingin and jammingout angles of the peg into the prepared hole are measured using a rotary encoder. By comparing the experimental results to the predictions of the suggested theoretical model, the worstcase error values are determined as 8.2% and 14.4% for the jammingin and jammingout angles, respectively. These values represent the accuracy of the suggested mathematical model in the prediction of the jamming occurrence conditions and reliability of its results.