This thesis describes the design, operation, and performance of an automatic system which can be used to plot isodose curves such as are used in radiation therapy. The system consists of an apparatus to move an ionization chamber by remote control along rectangular axes so that the position of curves of equal per cent dose relative to any chosen reference point in the field are found and recorded automatically. The apparatus consists of a commerical servo system which operates from the output of an accurate dose comparator to control motion of the ionization chamber along one axis so that it hunts to locate the set per cent dose in the field to be plotted. A second manually-controlled drive system is used to provide a scan motion of the ionization chamber along the second axis. The drive systems are linked by two pairs of synchros to a plotting pen which records the path of the probe. The system is capable of producing an adequate set of isodose curves for a field in two hours or less with an accuracy of better than one-half per cent of the maximum dose in the field. / Science, Faculty of / Physics and Astronomy, Department of / Graduate

[pt] Esta pesquisa visa ao desenvolvimento de um protótipo de traçadora gráfica, para desenhar sobre uma superfície rígida na posição vertical. A principal aplicação desta traçadora é no segmento de comunicação visual para anúncios em grandes superfícies. Com a intenção de atingir alto grau de flexibilidade nesta utilização, a traçadora é concebida para trabalhar em coordenadas polares, dispensando um quadro fixo composto de várias guias lineares como seria o caso de uma traçadora x, y. Numa primeira parte, apresenta-se o layout básico, a construção do protótipo e as equações cinemáticas que governam o movimento. Em seguida, é feita uma análise estática da traçadora e do momento máximo requerido para movimentar o braço, visando à correta especificação dos atuadores. Com base nas equações geométricas utilizadas, foi elaborado um algoritmo de traçado que contempla as não linearidades inerentes ao problema.Vários testes com figuras geométricas foram realizados, para a avaliação do protótipo. / [en] The present research aims the development of an experimental prototype of a plotterdesigned to work on a vertical plane. In order to achieve maximum flexibility to work on site, the plotter was conceived to operate in polar coordinates with a single fixed point.This concept simplifies transportation and assemblage of the plotter at the working location. The work discusses the kinematical equations for pen displacent, static and dynamic equation for torque evaluation as well as some design challenges which had to be overcome in order to make the plotter operational and reliable. Experimental results concerning precision and drafting velocity are presented in the work and final comments on further design improvements of the plotter are discussed in the last part.

Typescript, etc. / Digitized by Kansas Correctional Industries

In today’s society, CNC machines are used for various purposes. In this project, a CNC plotter is created to analyze how the performance of the plotter differs when using two different motors: a DC motor controlled by a potentiometer in the horizontal direction and a stepper motor in the vertical direction. A CNC plotter is built and used to do tests in order to answer the research question. The results show that a DC motor with a potentiometer is more precise than a stepper motor and the mean value of the relative errors in the vertical direction is always higher. The values differ with 1 percentage point to 3 percentage points. The difference in the performance of the two motors depend on several factors and one of the main factors is considered to be the fact that the stepper motor sometimes skips steps. / I dagens samhälle används CNC-maskiner för olika ändamål. I detta projekt skapades en CNC-plotter för att analysera hur plotterns prestanda skiljer sig vid användning av två olika motorer: en DC motor kontrollerad av en potentiometer i horisontell riktning och en stegmotor i vertikal riktning. En CNC-plotter byggdes och användes för genomförande av tester för att kunna svara på forskningsfrågan. Resultaten visar att en DC motor med en potentiometer är mer exakt än en stegmotor och medelvärdet av de relativa felen i vertikala riktningen är alltid högre. Värdena skiljer sig från 1 procentenhet till 3 procentenheter. Skillnaden i prestanda för de två motorerna beror på flera faktorer och en av huvudfaktorerna anses vara det faktum att stegmotorn ibland hoppar över steg.

In today’s society, CNC machines are used for various purposes.In this project, a CNC plotter is created to analyzehow the performance of the plotter differs when using twodifferent motors: a DC motor controlled by a potentiometerin the horizontal direction and a stepper motor in thevertical direction. A CNC plotter is built and used to dotests in order to answer the research question. The resultsshow that a DC motor with a potentiometer is more precisethan a stepper motor and the mean value of the relative errorsin the vertical direction is always higher. The valuesdiffer with 1 percentage point to 3 percentage points. Thedifference in the performance of the two motors depend onseveral factors and one of the main factors is considered tobe the fact that the stepper motor sometimes skips steps. / I dagens samhälle används CNC-maskiner för olika ändamål.I detta projekt skapades en CNC-plotter för att analyserahur plotterns prestanda skiljer sig vid användning avtvå olika motorer: en DC motor kontrollerad av en potentiometeri horisontell riktning och en stegmotor i vertikalriktning. En CNC-plotter byggdes och användes för genomförandeav tester för att kunna svara på forskningsfrågan.Resultaten visar att en DC motor med en potentiometer ärmer exakt än en stegmotor och medelvärdet av de relativafelen i vertikala riktningen är alltid högre. Värdena skiljersig från 1 procentenhet till 3 procentenheter. Skillnaden iprestanda för de två motorerna beror på flera faktorer ochen av huvudfaktorerna anses vara det faktum att stegmotornibland hoppar över steg.

CNC machines are used with plenty of different implementations, one of which is in this project where a polar CNC machine was used to draw mesmerizing patterns on a table with fine sand. This construction read G-code and converted it to polar coordinates. The capabilities of what the plotter could draw were tested, everything from ODE plots to custom-made patterns and drawings with the help of Sandify. Although the patterns were drawn properly with small errors the ODE was too difficult to draw because it required a smaller magnetic ball and an even more precise system than what was used. This machine also generated noise at roughly 33 dB when it was in use. / CNC-maskiner används med massor av olika implementationer, en av dem är i det här projektet där en polar CNC maskin användes för att rita fascinerande mönster på ett bord fylld med fin sand. Denna konstruktion läste in G-kod och konverterade det till polära koordinater. Förmågan av vad maskinen kunde rita testades, allt från ODE grafer till specialtillverkade mönster och ritningar med hjälp av Sandify. Aven om de olika mönstren ritades ordentligt men med mindre små fel var ODE för svårt att rita på grund av att det krävde en mindre magnetisk kula och ännu mer noggrannhet jämfört med detta system. Denna maskin alstrade också ljud på cirka 33 dB under användning.

Capítulo 1 - Estabelece-se considerações à respeito de possíveis configurações para o Traçador Automático de Gráficos. Procura-se definir uma configuração básica. Capítulo 2 - Com a configuração básica escolhida e, de posse das características principais dos componentes presentes na configuração adotada, define-se o processador. Capítulo 3 - Apresentam-se as principais rotinas utilizadas para saída gráfica no Sistema IBM 1130. Elabora-se, de posse das características especificadas para a Interface, as novas rotinas que permitirão o acionamento do Traçador Automático de Gráficos através de cartões perfurados. Capítulo 4 - Mostra-se como utilizar o novo Sistema. Apresentando-se saídas gráficas obtidas no Sistema IBM 1130 e Traçador Automático de Gráficos. Sugere-se novas técnicas para melhorar o rendimento do Sistema. Apêndice - Apresentam-se as características dos componentes básicos, diagramas rem blocos e formas de ondas necessárias ao trabalho. Nota - Os números entre parêntesis correspondem às referências bibliográficas consultadas. / Sem abstracts.

Capítulo 1 - Estabelece-se considerações à respeito de possíveis configurações para o Traçador Automático de Gráficos. Procura-se definir uma configuração básica. Capítulo 2 - Com a configuração básica escolhida e, de posse das características principais dos componentes presentes na configuração adotada, define-se o processador. Capítulo 3 - Apresentam-se as principais rotinas utilizadas para saída gráfica no Sistema IBM 1130. Elabora-se, de posse das características especificadas para a Interface, as novas rotinas que permitirão o acionamento do Traçador Automático de Gráficos através de cartões perfurados. Capítulo 4 - Mostra-se como utilizar o novo Sistema. Apresentando-se saídas gráficas obtidas no Sistema IBM 1130 e Traçador Automático de Gráficos. Sugere-se novas técnicas para melhorar o rendimento do Sistema. Apêndice - Apresentam-se as características dos componentes básicos, diagramas rem blocos e formas de ondas necessárias ao trabalho. Nota - Os números entre parêntesis correspondem às referências bibliográficas consultadas. / Sem abstracts.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo experimental do funcionamento do protótipo de uma traçadora gráfica de grande porte, desenvolvida no Departamento de Engenharia Mecânica da PUC-RJ. São detalhadas as características cinemáticas e dinâmicas do modelo de posicionamento adotado. As respostas de traçados são analisadas em função de diversas variáveis. É feito um estudo sobre rampa de aceleração e sua influência na qualidade do traçado. Finalmente, é apresentado um algoritmo, de traçamento de arcos de círculo, que permite maior versatilidade no seu funcionamento. / [en] An experimental study of the performance of a large scale plotter developed and built at the Mechanical Engineering Department of PUC-RJ is undertaken. After analysis of the kinematical solution, the study is concerned with the dynamical response of the pen positioning system. The need of acceleration ramps becomes clear and their influence on the drawing quality is compared for several time delays. Finally, an algorithm for drawing circles and arcs based on a look-up table is presented. This algorithm is suitable for reducing data transfer between the controlling computer and the plotter.

The purpose of this project is to build a Pen Plotter machine and implement IoT control. The project aims to analyze the technical aspects that are affected by the implementation of IoT. The work in this project involves the construction of the electro-mechanical design and software used in the Pen Plotter. The project resulted in a working Pen Plotter prototype, which was controllable via IoT. The implementation of IoT made the construction of the Pen Plotter more complex and required additional components such as an SD card, Wi-Fi module and a second micro-controller. At the same time, the machine was easier to operate. The conclusion of the project is that while there are benefits of implementing IoT in terms of simplified control, it is hard to customize the functionality of the Pen Plotter. / Syftet med detta projekt är att designa och bygga en skrivmaskin som är styrbar via IoT. Projektets syfte är att undersöka vilka tekniska aspekter som påverkas av att implementera IoT. Projektet har involverat designen av skrivmaskinen och programmering av mjukvaran till mikrokontrollerna. Resultatet av projektet är en fungerande skrivmaskin prototyp som är kontrollerbar via IoT. Implementationen av IoT medför att flera extra komponenter behövs, blanda annat SD-kort, internetmodul och en extra mikrokontroller. Detta gör prototypen mer komplicerad att bygga. Slutsatsen av detta projekt är att IoT kontrollen har sina fördelar som exempelvis lättare användning, men funktionerna som IoT medför kan vara svåra att modidifiera.