Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικ. (ΔΕ)

Permanent URI for this collection

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 495
  • Thumbnail Image
    Item
    Open Access
    Ενωμάτωση φωτοβολταϊκών συστημάτων σε κτηριακό κέλυφος : εφαρμογή στην κλιματική ζώνη Β΄
    (2023-01-06) Γεωργούλιας, Δημήτριος; Georgoulias, Dimitrios
    Σκοπό της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η ενεργειακή μελέτη και βελτίωση ενός υποτιθέμενου κτηρίου το οποίο επιλέξαμε να εδράζεται σε περιοχή του νομού Αττικής. Ο νομός Αττικής σύμφωνα με το ΚΕΝΑΚ υπάγεται στη Β΄ κλιματική ζώνη. Θεωρούμε πως το υπό μελέτη κτήριο θα μπορούσε να είναι είτε ένας χώρος γραφείων είτε ένα μηχανουργείο είτε ακόμα και ένας χώρος αποθήκευσης υλικών ευαίσθητων στις ακραίες μεταβολές της θερμοκρασίας. Στόχος μας είναι ο υπολογισμός των θερμικών απωλειών καθώς και των θερμικών κερδών του κτηριακού κελύφους για πέντε διαφορετικά σενάρια μόνωσης που έχουμε καθορίσει. Για τα δύο από τα πέντε σενάρια εκτός από την εξωτερική μόνωση επιλέξαμε και ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών συστημάτων στην τοιχοποιία του κτηρίου. Επίσης, προκειμένου να απλοποιήσουμε τη μελέτη μας κάναμε μερικές παραδοχές που αφορούσαν τα δομικά του στοιχεία και τα εσωτερικά θερμικά κέρδη. Για τη πλήρη ανάλυση του προβλήματος επιλέξαμε στα πρώτα κεφάλαια της διπλωματικής εργασίας να περιγράψουμε την τεχνολογία των φωτοβολταϊκών συστημάτων ξεκινώντας από το φωβολταϊκό φαινόμενο και ολοκληρώνοντας με τις εφαρμογές τους σε Ελλάδα και εξωτερικό. Στη συνέχεια, περιγράψαμε κάποιες βασικές θεωρητικές έννοιες της μετάδοσης θερμότητας καθώς και του ενεργειακού σχεδιασμού κτηρίων. Για το υπολογιστικό κομμάτι βασιστήκαμε στις οδηγίες του ΤΟΤΕΕ από το οποίο λάβαμε τις απαραίτητες μαθηματικές εξισώσεις για τον υπολογισμό των μέσων συντελεστών θερμοπερατότητας, των θερμικών απωλειών καθώς και των θερμικών κερδών. Αρχικά στο σχεδιαστικό πρόγραμμα Sketchup pro 2022 σχεδιάσαμε τη γεωμετρία του υπό μελέτη κτηρίου και στη συνέχεια εισάγαμε τα απαιτούμενα δεδομένα για κάθε σενάριο και τις απαιτούμενες μαθηματικές εξισώσεις σε φύλλο του Microsoft office EXCEL. Έτσι, εξάγαμε τα αποτελέσματα που αφορούν το μέσο συντελεστή θερμοπερατότητας του κτηρίου για κάθε περίπτωση, τις θερμικές τους απώλειες και τα θερμικά κέρδη. Συγκεντρώνοντας τα αποτελέσματα των υπολογισμών καταφέραμε να κάνουμε συγκρίσεις, να παρατηρήσουμε τις μεταβολές των θερμικών απωλειών και των θερμικών κερδών κατά τη διάρκεια ενός έτους και να βρούμε το βέλτιστο σενάριο.
  • Thumbnail Image
    Item
    Embargo
    Robotic machining optimization using digital twins
    (2022) Γέροντας, Χρήστος; Gerontas, Christos
    The use of industrial robots for machining operations has attracted the attention of many industries lately, as they are able to significantly increase the production system flexibility and reduce the production cost, while present several advantages over conventional CNC machines. However, several challenges have slowed down the adoption of robots in machining tasks by industry. Industrial robots are constructed as serial, open kinematic chains, leading to insufficient structural stiffness, which in turn directly affects the machining process accuracy. In addition to this, due to the posture dependency of the robot dynamic behavior, time consuming and costly experiments are required to determine its dynamic behavior over its whole working space with traditional approaches. For this purpose, this work aims to develop a complete Digital-Model for robotic machining that can be used during the process planning stage, providing a tool for virtual commissioning of the process. For the robot arm modelling, the flexible links-flexible joints approach has been selected and the Multi-Body Simulation method combined with a Component Mode synthesis method have been adopted for the simulation of its dynamic behavior. The cutting tool deflections due to robot deformation during the process can be calculated with this model too. Additionally, motivated from the tremendous flexibility and versatility of robotic based machining systems two optimization algorithms have been developed, in an effort to increase process accuracy and efficiency. Specifically, an algorithm that calculates the workpiece optimal placement position with respect to robot stiffness has been developed, acquiring knowledge from the robot stiffness maps we generated using the above-mentioned model. Also, an algorithm calculating the optimal feed-rate of the robot arm during the machining process has been developed, attempting to constraint the contour error by regulating the generating cutting forces without affecting the productivity. Finally, the developed model and algorithms have been applied in two different case study parts to present their capabilities and functionality. Results showed that with the application of the two developed optimization algorithms the process accuracy can be improved up to 45%, compared to the unoptimized process setup.
  • Thumbnail Image
    Item
    Open Access
    Ανάπτυξη πνευματικού δαχτύλου ρομποτικής αρπάγης με ενσωματωμένο αισθητήρα ήχου για αναγνώριση υφής εύκαμπτων αντικειμένων μέσω τριβής
    (2022-10-31) Λαζαρίδης, Βασίλειος; Lazaridis, Vasileios
    Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην κατασκευή ενός πνευματικού δαχτύλου ρομποτικής αρπάγης ικανού να προσεγγίσει τις κινήσεις και τις απτικές ιδιότητες του βιολογικού άκρου, με στόχο την αυτοματοποίηση της διαδικασίας χειρισμού εύκαμπτων αντικειμένων. Πιο συγκεκριμένα, το προτεινόμενο δάχτυλο μιμείται επαρκώς το ανθρώπινο δάχτυλο τόσο στην προσέγγιση της επιφάνειας εργασίας όσο και στην ψηλάφηση και διαφοροποίηση των υφασμάτων. Η προσθήκη αυτή στη βιομηχανία υφασμάτων, συμβάλλει άμεσα στην αύξηση της παραγωγικότητας, συνεπώς και στη μείωση του κόστους των προϊόντων, ενώ συντελεί στην εξάλειψη της χρόνιας καταπόνησης του ανθρώπινου δυναμικού που απασχολείται σε τέτοιου είδους επαγγέλματα. Αρχικά, γίνεται αναφορά στην ανατομία και τη δομή του ανθρώπινου δαχτύλου, ενώ παρουσιάζονται προηγούμενες έρευνες σχετικά με την προσέγγιση τόσο της κίνησης όσο και της ψηλάφησης εύκαμπτων αντικειμένων μέσω διάφορων τεχνητών υποσυστημάτων. Η βιβλιογραφική έρευνα ολοκληρώνεται με την κατηγοριοποίηση των υφασμάτων σύμφωνα με τη δομή και τον τρόπο ύφανσης. Το κυριότερο μέρος, επικεντρώνεται στην διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής του προτεινόμενου δαχτύλου. Παρουσιάζονται τα κριτήρια λειτουργίας και οι σχεδιαστικές προδιαγραφές, με την βοήθεια των οποίων πραγματοποιούνται τα μηχανολογικά σχέδια της τελικής κατασκευής και των τρισδιάστατων καλουπιών που διαμορφώνουν το δάχτυλο. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται λεπτομερώς τα βήματα παρασκευής του και ελέγχεται η ορθή λειτουργία της ενεργοποίησης και του αισθητηρίου. Τέλος, το τεχνητό δάχτυλο συγκρατείται πάνω σε μια αυτοσχέδια διάταξη, ενώ τρίβεται πάνω σε 10 διαφορετικά υφάσματα. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι το προτεινόμενο δάχτυλο διαθέτει μικρό εύρος κίνησης, συγκριτικά με αυτό του ανθρώπου, παρόλο που ενεργοποιείται η κάθε άρθρωση ξεχωριστά. Όσο για την αίσθηση της αφής, το δάχτυλο είναι ικανό να διαφοροποιήσει αντικείμενα με σαφώς διαφορετικές τραχύτητες, ενώ υστερεί στον διαχωρισμό υφασμάτων με παρόμοιες τραχύτητες.
  • Thumbnail Image
    Item
    Open Access
    Development of a deployable origami type robotic arm with 3-D.o.F for space applications and testing of a prototype
    (2022-10-27) Γεωργούσης, Κωνσταντίνος; Georgoussis, Konstantinos
    The exploration and understanding of space are perhaps more important than ever. Despite all of the progress in technology and our knowledge of space it still hides dangers for astronauts and crews, who make trips into space. Also, often the duration of the trips makes them prohibited for humans. For these reasons it is very important to promote the use of robotic systems which will be able to cooperate with humans or work autonomously. One of the big problems when it comes to space missions is the high cost of the mission all around. Another issue is the limited and very precious space that the rocket has. This diploma thesis focuses on the development of a deployable origami type robotic arm with 3 degrees of freedom for space applications. Firstly, there is bibliographic research of some existing robotic arms in space, deployable mechanisms and deployable robots. Then some concept design ideas are given, regarding the mechanism that that makes the arm deployable. Out of those ideas one is selected based on its practicality and overall feasibility. This concept design then goes through a process of improvement in order for it to work more efficient. After this process, a 3d representation is made of both the mechanism and the entire arm. Lastly, the robotic arm is kinematically and statically analyzed and a prototype of the mechanism is constructed via 3d printing.
  • Thumbnail Image
    Item
    Open Access
    Εφαρμογή επαυξημένης πραγματικότητας για υποστήριξη εργαζομένων σε διαδικασίες συναρμολόγησης βασισμένη σε αντίληψη περιβάλλοντος
    (2022-10) Κόντρα, Ευαγγελία; Kontra, Evangelia
    Τα τελευταία χρόνια οι ανάγκες της αγοράς έχουν δημιουργήσει υψηλές απαιτήσεις για τις βιομηχανικές γραμμές παραγωγής. Τόσο η εξατομίκευση όσο και οι ταχέως μεταβαλλόμενες συνθήκες της αγοράς έχουν αυξήσει την πολυπλοκότητα στον τομέα της παραγωγής και έχουν οδηγήσει σε μικρότερους κύκλους ζωής των προϊόντων. Οι επιχειρήσεις αντιμετωπίζουν αυτές τις νέες απαιτητικές συνθήκες μέσω της εφαρμογής τεχνολογιών της Βιομηχανίας 4.0 και μέσω υβριδικών συστημάτων παραγωγής. Στο πλαίσιο αυτό, είναι υποχρεωτικό για τους σύγχρονους χειριστές να διαχειρίζονται τις επαναλαμβανόμενες αλλαγές των προϊόντων και την υψηλή πολυπλοκότητα των σύγχρονων συστημάτων παραγωγής. Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας επικεντρώνεται στην ανάπτυξη και την υλοποίηση μιας εφαρμογής επαυξημένης πραγματικότητας για υποστήριξη του χειριστή σε διαδικασίες συναρμολόγησης με βάση την αντίληψη του περιβάλλοντος. Η εφαρμογή αποτελείται από διάφορα υποσυστήματα, και συγκεκριμένα: α) υποστήριξη επαυξημένης πραγματικότητας βασισμένη σε προτζέκτορα β) εντοπισμός χεριού στηριζόμενος σε σύστημα όρασης για την παρακολούθηση των ενεργειών του χειριστή και για την αλληλεπίδραση μεταξύ ανθρώπου και συστήματος. Το σύστημα εφαρμόζεται σε ένα κελί συναρμολόγησης συνεργασίας ανθρώπου και ρομπότ που προέρχεται από την αυτοκινητοβιομηχανία. Η αποτελεσματικότητα του συστήματος και των υπομονάδων του αξιολογείται ως προς τη χρηστικότητα, την ακρίβεια και την παραγωγικότητα αποδεικνύοντας ότι το σύστημα μπορεί να ανταποκριθεί στις βιομηχανικές απαιτήσεις και να εφαρμοστεί σε γραμμές παραγωγής.