Piri Dávid. Mérőállomás célkövető üzemmódjának pontossági vizsgálata

Átírás

1 Piri Dávid Mérőállomás célkövető üzemmódjának pontossági vizsgálata

2 Feladat ismertetése Mozgásvizsgálat robot mérőállomásokkal Automatikus irányzás Célkövetés Pozíció folyamatos rögzítése Célkövető üzemmód pontosságát kevesen vizsgálták Pontosság vizsgálata gyakorlatias szemlélettel

3 Leica Viva TS15i célkövető üzemmódjának bemutatása Szervomotoros mozgatás 1 szögmérési pontosság ATR LOCK célkövető üzemmód

4 EDM modul (távmérés) Fázismérés elvén működik Modulált, látható (vörös) lézerfény MHz mintavételezés Pontosság: 1 mm ± 1,5 ppm (normál) 3 mm ± 1,5 ppm (folyamatos)

5 ATR modul (automatikus irányzás) Nagyteljesítményű láthatatlan (infravörös) lézerfény CMOS érzékelő Szögérték meghatározása képkoordináták és a távcső geometriája alapján Irány meghatározása csak számítással (<16 ) Keresési ablak

6 ATR LOCK üzemmód (célkövetés) Folyamatos távmérés (EDM) és képkoordináta számítás (ATR). Csak számítással való iránymeghatározás szélesebb tartományban (<130 ). Célpont sebessége maximum 5 m/s (20 méter távolságon). Rögzítés idő alapon ( 0,1 mp) vagy elmozdulás alapján.

7 Pontosságvizsgálat elve Összehasonlító mérések legalább egy nagyságrenddel pontosabb mérőműszerrel. Leica DNA03 digitális felsőrendű szintezőműszer (statikus) Pontosság: ±0,3 ppm Renishaw XL-80 lézer interferométer (dinamikus) Pontosság: ±0,5 μm Mérőállomás: szög- és távolságmérésből 3D koordináták Szintezőműszer: magasságkülönbségek 1D koordináták! Interferométer: távolságkülönbségek Mérőállvány alkalmazásával megvalósítható

8 Mérőállvány követelményei Egyenes vonalban változtatható sebességgel mozgatott kocsi Szerkezet ellen álljon a hajlító és csavaró igénybevételeknek Prizmák és szintezőléc rögzíthető legyen rajta Vízszintes és függőleges elrendezésben is használható legyen Pontosan beállítható helyzet Hordozható (1 emberes)

9 Mérőállvány tervezése Trimble SketchUp Make 15 Tervezés a felhasználandó és beszerezhető anyagok ismeretében Szemléletes tervek a gyártás megkönnyítése végett

10 Mérőállvány gyártása

11 Mérőállvány gyártása

12 Mérőállvány gyártása Menetes tengely hajtja a kocsit és viseli annak súlyát függőleges helyzetben Tömör acél tengelyek biztosítják az egyenes mozgást Zeiss típusú adapterek Áttételes fogaskerekek a kocsi precíz mozgatásához Hegesztett kapcsolatok, a megfelelő stabilitás érdekében

13 Mérőállvány gyártása

14 A kész mérőállvány

15 Mérőállvány ellenőrzése 2. pozíció Eltérés! <0,1 mm! Kitérés! Interferométer által mért távolság +X Mérőállomás által mért, Y irányú távolság 1. pozíció +Y Elvárás: ne legyen olyan nagy kitérés, amely 0,1 mmnél nagyobb hossznövekedést okoz Kitérés nem lehet nagyobb, mint 3,1 mm/50 mm elmozduláson Ellenőrzés egyenesre méréssel, milliméter leolvasással, tizedmilliméter becsléssel

16 Vízszintes kígyózás vizsgálata

17 Magassági kígyózás vizsgálata

18 Mérőállvány vizsgálatának eredménye

19 Pontossági vizsgálat

20 Pontossági vizsgálat Mérés 4 alkalommal Összesen 8 önálló mérési periódus 4-4 mérésvízszintes illetve függőleges elrendezésben

21 Pontossági vizsgálat

22 Eredmények feldolgozása és kiértékelése Feldologzás és számítás Excel és Matlab segítségével. Vízszintes elrendezésnél csak Y, függőleges elrendezésnél csak Z koordináták kiértékelése. Pontosság megállapítása tapasztalati szórás, illetve korrigált tapasztalati szórás segítségével. Hibaterjedési törvényszerűségek alapján gyártói paraméterekből előzetes középhiba számítása.

23 Véletlen kiugrások vizsgálata Véletlenszerűen előforduló, 0,2-0,3 mm nagyságú kiugrások Egyes méréseknél egyáltalán nem jelentkezik Sűrűsége változó, de nagysága egy mérési perióduson belül állandó

24 Véletlen kiugrások magyarázata Távmérésben véletlenszerűen előforduló, kereken ± 1,00 mm nagyságú ingadozás okozza Szögérték nagyságától függ a kiugrások nagysága: sin 0 1 mm = 0 mm sin 90 1 mm = 1 mm EDM modul belső kalibrációja nincs egyértelmű hatással a kiugrásokra Laboratóriumi vizsgálatok szolgáltathatnának magyarázatot

25 Ideális mérési elrendezés

26 Célkövető üzemmódban mért koordináta pontossága Egy helyben álló célpont: ± 0,15 mm. Kis mozgást végző célpont: ± 0,20 mm. Oszcilláló mozgást végző célpont: ± 0,25 mm. Nagy mozgásokat végző célpont: ± 1,20 mm. Speciális mérési elrendezés (> 10 m távolság, < 3 látószög) Egy helyben álló célpont: ± 0,10 mm. Oszcilláló mozgást végző célpont: ± 0,15 mm.

27 Értékelés, összefoglalás A műszer célkövető üzemmódja alkalmas ideális mérési elrendezésben mozgásvizsgálat végrehajtására. Véletlen kiugrások okozta mérési hiba kiküszöbölhető. Kidolgozott módszer és a mérőállvány más robot mérőállomások pontosságvizsgálatára is alkalmas.

28 Köszönöm a figyelmet!