Piri Dávid Mérőállomás célkövető üzemmódjának pontossági vizsgálata
Feladat ismertetése Mozgásvizsgálat robot mérőállomásokkal Automatikus irányzás Célkövetés Pozíció folyamatos rögzítése Célkövető üzemmód pontosságát kevesen vizsgálták Pontosság vizsgálata gyakorlatias szemlélettel
Leica Viva TS15i célkövető üzemmódjának bemutatása Szervomotoros mozgatás 1 szögmérési pontosság ATR LOCK célkövető üzemmód
EDM modul (távmérés) Fázismérés elvén működik Modulált, látható (vörös) lézerfény 100-150 MHz mintavételezés Pontosság: 1 mm ± 1,5 ppm (normál) 3 mm ± 1,5 ppm (folyamatos)
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
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.
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
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)
Mérőállvány tervezése Trimble SketchUp Make 15 Tervezés a felhasználandó és beszerezhető anyagok ismeretében Szemléletes tervek a gyártás megkönnyítése végett
Mérőállvány gyártása
Mérőállvány gyártása
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
Mérőállvány gyártása
A kész mérőállvány
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
Vízszintes kígyózás vizsgálata
Magassági kígyózás vizsgálata
Mérőállvány vizsgálatának eredménye
Pontossági vizsgálat
Pontossági vizsgálat Mérés 4 alkalommal Összesen 8 önálló mérési periódus 4-4 mérésvízszintes illetve függőleges elrendezésben
Pontossági vizsgálat
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.
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
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
Ideális mérési elrendezés
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.
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.
Köszönöm a figyelmet!