Experimental study applied to an industrial robot by using variable structure controllers and friction compensation

Control of an industrial robot is mainly a problem of dynamics. It includes non-linearities, uncertainties and external perturbations that should be considered in the design of control laws. In this work, two control strategies based on variable structure controllers (VSC) and a PD control algorithm are compared in relation to the tracking errors considering friction. The controller's performances are evaluated by adding an static friction model. Simulations and experimental results show it is possible to diminish tracking errors by using a model based friction compensation scheme. A SCARA robot is used to illustrate the conclusions of this paper.

Characterizing cortical myosin mini-filament regulation, length and its macroscopic implications in cytokinetic dynamics.

Au cours de la cytokinèse, le génome dédoublé est compartimentalisé en deux cellules filles. L’anneau contractile, une structure dynamique, est constitué d’actine, myosine (NMY-II) et d’autres protéines accessoires. NMY-2 est le seul moteur protéique impliqué dans la contraction de l’anneau durant la cytokinèse. Depuis longtemps, il a été considéré que celle-ci glissait le long des filaments d’actine grâce à sa capacité de traction. Récemment, plusieurs études ont découvert que son activité réticulante joue un rôle en cytokinèse et il est connu que la NMY-2 peut s’assembler en filaments bipolaires à partir de dimères. Ainsi, nous postulons que leur dimension (nombre de moteurs ATPasiques) pourrait dicter leur contribution en activité motrice et réticulante. Afin de déterminer la composition des filaments corticaux de NMY-2, nous avons utilisé une technique d'imagerie de molécules individuelles à l’aide de la microscopie TIRF. J’ai trouvé à travers l’analyse statistique de la distribution des NMY-2 mesurés que les filaments sont assemblés à deux dimensions constantes: Des filaments composés de 20 dimères et 30 dimères. La kinase Rho est une activatrice de NMY-2 nécessaire pour les niveaux physiologiques de NMY-2 sur l’anneau contractile, pour des cinétiques et fermeture concentrique de l’anneau. La déplétion de RhoK augmente l’abondance relative des filaments de 20 dimères. Ainsi, RhoK pourrait réguler le recrutement de la NMY et aussi l’assemblage des filaments corticaux de NMY-2. De plus, à l’aide de la microscopie confocale à temps réel, j’ai trouvé que lors de la déplétion de RhoK, il se produit une réduction du recrutement et du délai d’initiation du sillon, une fermeture lente et une augmentation significative de la concentricité de l’anneau. De plus, j’ai mesuré des défauts dans l’organisation corticale de l’anneau contractile en patch. La déplétion de MRCK-1 n’affecte pas l’initiation du sillon, les cinétiques de fermeture, ou la fermeture concentrique de l’anneau. Paradoxalement, la déplétion de MRCK-1 augmente le recrutement cortical de NMY-2, mais quand depleté simultanément avec Rho-K il diminue NMY-2 à l’équateur comparé à la déplétion seule de Rho-K. De plus, la double déplétion, conduit à un phénotype de concentricité de l’anneau, suivie d’un recentrage.

Indigenous knowledges and power in friction with human rights and development discourses : the case of the Witoto Ethnic Safeguarding Plan in the Colombian Amazon

Cette thèse analyse les négociations interculturelles des Gens du Centre (groupe amazonien multi-ethnique) avec les discours universels de droits humains et de développement mobilisés par l’État colombien. L’analyse se concentre sur le Plan de sauvegarde ethnique Witoto chapitre Leticia (ESP), qui est un des 73 plans formulés et implémentés par l’État colombien pour reconnaître les droits des peuples autochtones en danger par le déplacement forcé causé par les conflits armés internes. J’analyse l’ESP à travers la notion de friction (Tsing, 2005) qui fait référence aux caractéristiques complexes, inégalitaires et changeantes des rencontres contemporaines entre les différences des savoirs locaux et globaux. Mon analyse se base aussi sur des approches foucaldiennes et/ou subalternes de pouvoir comme la recherche anticoloniale et de la décolonisation, les perspectives critiques et contre-hégémoniques des droits humains, le post-développement, et les critiques du féminisme au développement. L’objectif de la thèse est d’analyser les savoirs (concepts de loi, de justice et de développement); les logiques de pensée (pratiques, épistémologies, rôles et espaces pour partager et produire des savoirs); et les relations de pouvoir (formes de leadership, associations, réseaux, et formes d’empowerment et disempowerment) produits et recréés par les Gens du Centre au sein des frictions avec les discours de droits humains et du développement. La thèse introduit comment la région habitée par les Gens du Centre (le Milieu Amazone transfrontalier) a été historiquement connectée aux relations inégalitaires de pouvoir qui influencent les luttes actuelles de ce groupe autochtone pour la reconnaissance de leurs droits à travers l’ESP. L’analyse se base à la fois sur une recherche documentaire et sur deux terrains ethnographiques, réalisés selon une perspective critique et autoréflexive. Ma réflexion méthodologique explore comment la position des chercheurs sur le terrain influence le savoir ethnographique et peut contribuer à la création des relations interculturelles inclusives, flexibles et connectées aux besoins des groupes locaux. La section analytique se concentre sur comment le pouvoir circule simultanément à travers des échelles nationale, régionale et locale dans l’ESP. J’y analyse comment ces formes de pouvoir produisent des sujets individuels et collectifs et s’articulent à des savoirs globaux ou locaux pour donner lieu à de nouvelles formes d’exclusion ou d’émancipation des autochtones déplacés. Les résultats de la recherche suggèrent que les Gens du Centre approchent le discours des droits humains à travers leurs savoirs autochtones sur la « loi de l’origine ». Cette loi établit leur différence culturelle comme étant à la base du processus de reconnaissance de leurs droits comme peuple déplacé. D’ailleurs, les Gens du Centre approprient les discours et les projets de développement à travers la notion d’abondance qui, comprise comme une habileté collective qui connecte la spiritualité, les valeurs culturelles, et les rôles de genre, contribue à assurer l’existence physique et culturelle des groupes autochtones. Ma thèse soutient que, même si ces savoirs et logiques de pensée autochtones sont liés à des inégalités et à formes de pouvoir local, ils peuvent contribuer à des pratiques de droits humains et de développement plurielles, égalitaires et inclusives.

Anomalous crossover between thermal and shot noise in macroscopic diffusive conductors

We predict the existence of an anomalous crossover between thermal and shot noise in macroscopic diffusive conductors. We first show that, besides thermal noise, these systems may also exhibit shot noise due to fluctuations of the total number of carriers in the system. Then we show that at increasing currents the crossover between the two noise behaviors is anomalous, in the sense that the low-frequency current spectral density displays a region with a superlinear dependence on the current up to a cubic law. The anomaly is due to the nontrivial coupling in the presence of the long-range Coulomb interaction among the three time scales relevant to the phenomenon, namely, diffusion, transit, and dielectric relaxation time.

Magnetic structure of Li2CuO2: From ab initio calculations to macroscopic simulations

The magnetic structure of the edge-sharing cuprate compound Li2CuO2 has been investigated with highly correlated ab initio electronic structure calculations. The first- and second-neighbor in-chain magnetic interactions are calculated to be 142 and -22 K, respectively. The ratio between the two parameters is smaller than suggested previously in the literature. The interchain interactions are antiferromagnetic in nature and of the order of a few K only. Monte Carlo simulations using the ab initio parameters to define the spin model Hamiltonian result in a Nel temperature in good agreement with experiment. Spin population analysis situates the magnetic moment on the copper and oxygen ions between the completely localized picture derived from experiment and the more delocalized picture based on local-density calculations.

Influence of Interface Surface Geometries In The Tensile Characteristics Of Friction Welded Joints From Aluminium Alloys

Friction welding is a solid state joining process that produces coalescence in materials, using the heat developed between surfaces through a combination of mechanical induced rubbing motion and applied load. In rotary friction welding technique heat is generated by the conversion of mechanical energy into thermal energy at the interface of the work pieces during rotation under pressure. Traditionally friction welding is carried out on a dedicated machine because of its adaptability to mass production. In the present work, steps were made to modify a conventional lathe to rotary friction welding set up to obtain friction welding with different interface surface geometries at two different speeds and to carry out tensile characteristic studies. The surface geometries welded include flat-flat, flat-tapered, tapered-tapered, concave-convex and convex-convex. A comparison of maximum load, breaking load and percentage elongation of different welded geometries has been realized through this project. The maximum load and breaking load were found to be highest for weld formed between rotating flat and stationary tapered at 500RPM and the values were 19.219kN and 14.28 kN respectively. The percentage elongation was found to be highest for weld formed between rotating flat and stationary flat at 500RPM and the value was 21.4%. Hence from the studies it is cleared that process parameter like “interfacing surface geometries” of weld specimens have strong influence on tensile characteristics of friction welded joints

A Comparative Study Of Tensile And Microstructural Characteristics Of Friction Welded Joints And Conventionally Welded Joints Of Aluminium Alloy 6061

Welding of high strength and low weight materials like Aluminium Alloys without any defects by conventional welding techniques is a major challenge in industries. Hence research on solid state welding techniques like Friction stir welding and Friction welding techniques have got much importance in joining of Aluminium alloys. However most of the industries are not changing conventional techniques as skilled workers are available on that area. Most common conventional welding techniques used for joining of Aluminium alloys are Gas welding and Arc welding. Friction welding is a solid-state welding process that generates heat through mechanical friction between a moving and a stationary component with the addition of a lateral force called “upset” to plast ically displace and fuse the materials. In this work, experimental study on tensile and micro structural characteristics of welded joints formed from conventional welding techniques and Rotary friction welding(suitable for weld specimens with circular cross section) has been carried out and the same were compared. The process parameters for arc welding used was 50-70 Amp reverse polarity DC and electrodes of 2.3mm diameter. In Gas welding, the parameters were oxy acetylene neural flame at 3200°C and 3mm electrodes . In the case of friction welding an axial pressure loading of 3Mpa with 5 MPa as upsetting pressure and 500 rpm were used to obtain good welded joints. Tensile characteristic studies of Arc welded joints and Gas welded joints showed 48% and 60 % variations respectively from the maximum load bearing characteristics of parent metal. In the case of friction welded joint, the variation was found to 46%. Micro structural evaluation of conventionally welded joints exhibited clear distinct zones of various weld regions. In the case of friction welded joint micro structural photographs showed comparable features both in parent metal and welded region. Thus the tensile characteristic study and microstructure evaluations proved that friction welded joints are good in both aspects compared to conventionally welded joints.

Analyse und Beschreibung des Innengewindefertigungsverfahrens Gewindefurchen auf Basis eines Modellversuchs

Das Gewindefurchen ist ein spanloses Fertigungsverfahren zur Herstellung von Innengewinden. Es bietet wesentliche Vorteile gegenüber der spanenden Innengewindeherstellung, wie z.B. keine Notwendigkeit zur Spanentsorgung, höhere Festigkeit der Gewindeflanken und eine erhöhte Prozessgeschwindigkeit. Um die Vorteile des Verfahrens unter wirtschaftlichen und technologischen Aspekten besser auszunutzen, bietet die Weiterentwicklung der Werkzeuggeometrie sowohl im makroskopischen als auch im mikroskopischen Bereich ein enormes Potential, welches nicht nur bezüglich der Standzeit bzw. Standmenge und Prozessgeschwindigkeit, sondern auch hinsichtlich der Qualität der erzeugten Gewinde erschlossen werden sollte. Durch die empirische Untersuchung der technischen und physikalischen Eigenschaften am Gewindefurcher sollen der Anformbereich und die Formkeilgeometrie in Abhängigkeit verschiedener Prozessparameter und Werkstoffe verbessert werden, um optimale Bearbeitungsergebnisse hinsichtlich der hergestellten Gewindefurchen und des auftretenden Verschleißes am Gewindefurcher bzw. Formkeils zu erreichen. Die Basis dieser Untersuchungen bildet ein neuartiger Modellversuch, bei dem modifizierte Gewindefurcher verwendet werden, die derart umgestaltet sind, dass von einem üblichen Gewindefurcher durch Umschleifen nur noch ein einzelner Gewindegang am Werkzeug verbleibt. Dadurch ist es möglich, in einer vergrößerten Vorbohrung mit einem Formkeil die einzelnen Umformstufen beim Gewindefurchen separat zu fertigen, die auftretenden Prozesskräfte während des Eingriffs in das Werkstück zu messen und das Bearbeitungsergebnis im Werkstück und den Verschleiß am Formkeil zu bewerten. Weiterhin wird eine rein theoretische Methode beschrieben, mit der die Berechnung der Umformkraft und darauf basierend der Furchmomente am Formkeil bzw. dem ganzen Gewindefurcher möglich ist. Durch die Kenntnis der berechneten Kräfte und Momente am einzelnen Formkeil bzw. dem Gewindefurcher kann bereits in der Konzeptionsphase eines Gewindefurchers eine Anpassung des Werkszeuges an die jeweiligen Bearbeitungsanforderungen durchgeführt werden, wodurch der Entwurf von Gewindefurchern wesentlich wirtschaftlicher realisierbar ist, als durch rein empirische Herangehensweisen.

Análisis de impacto ambiental: friction drilling vs taladrado convencional.

[ES]Se trata de un proyecto en el que se describe y profundiza en el proceso de fabricación denominado friction drilling y donde se compara su impacto ambiental frente al del taladrado convencional utilizando el análisis de ciclo de vida como herramienta.

A note on boundary layer friction in baroclinic cyclones

The interaction between extratropical cyclones and the underlying boundary layer has been a topic of recent discussion in papers by Adamson et al (2006) and Beare (2007). Their results emphasise different mechanisms through which the boundary layer dynamics may modify the growth of a baroclinic cyclone. By using different sea-surface temperature distributions and comparing the low-level winds, the differences are exposed and both of the proposed mechanisms appear to be acting within a single simulation.

The effect of flow field & geometry on the dynamic contact angle

A number of recent experiments suggest that, at a given wetting speed, the dynamic contact angle formed by an advancing liquid-gas interface with a solid substrate depends on the flow field and geometry near the moving contact line. In the present work, this effect is investigated in the framework of an earlier developed theory that was based on the fact that dynamic wetting is, by its very name, a process of formation of a new liquid-solid interface (newly “wetted” solid surface) and hence should be considered not as a singular problem but as a particular case from a general class of flows with forming or/and disappearing interfaces. The results demonstrate that, in the flow configuration of curtain coating, where a liquid sheet (“curtain”) impinges onto a moving solid substrate, the actual dynamic contact angle indeed depends not only on the wetting speed and material constants of the contacting media, as in the so-called slip models, but also on the inlet velocity of the curtain, its height, and the angle between the falling curtain and the solid surface. In other words, for the same wetting speed the dynamic contact angle can be varied by manipulating the flow field and geometry near the moving contact line. The obtained results have important experimental implications: given that the dynamic contact angle is determined by the values of the surface tensions at the contact line and hence depends on the distributions of the surface parameters along the interfaces, which can be influenced by the flow field, one can use the overall flow conditions and the contact angle as a macroscopic multiparametric signal-response pair that probes the dynamics of the liquid-solid interface. This approach would allow one to investigate experimentally such properties of the interface as, for example, its equation of state and the rheological properties involved in the interface’s response to an external torque, and would help to measure its parameters, such as the coefficient of sliding friction, the surface-tension relaxation time, and so on.

Toughness, the shearing of self-mated junctions and friction

Since ductile fracture (rupture) is the process by which junctions are separated and which prevents ever-increasing plasticity and junction growth, it is argued that models of friction ought to include toughness as well as yield strength. An expression for the coefficient of sliding friction is derived using ductile fracture mechanics. The predictions are quite reasonable.