Współrzędnościowa, bezdotykowa metoda pomiaru położenia i średnicy otworu w warunkach warsztatowych

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_224/31

send Piotr Dutka, Maciej Mrowiec Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

Download Article

Streszczenie

Artykuł prezentuje metodę bezdotykowego wyznaczania położenia środka otworu i pomiaru średnicy za pomocą triangulacyjnego czujnika pomiarowego zamontowanego na flanszy robota przemysłowego. Dla opracowania wyników pomiaru zastosowano arkusz kalkulacyjny oraz metodę obliczeniową korzystającą z uogólnionego, zredukowanego gradientu (GRG). Ponadto przedstawiono metodę kalibracji polegającą na wyznaczeniu systematycznego błędu występującego podczas wykrywania krawędzi mierzonego otworu. Zidentyfikowano składowe opóźnienia występujące w torze pomiarowym i ich wpływ na niepewność pomiaru otworu. Metodę zilustrowano przykładem pomiaru otworów wykonanych w odlewie głowicy cylindrów silnika spalinowego.

Słowa kluczowe

metoda uogólnionego zredukowanego gradientu, niepewność pomiaru, wielopunktowy pomiar współrzędnościowy

Coordinate Method of Contactless Measurement and Evaluation of Center and Radius of a Hole in Workshop Conditions

Abstract

The paper presents coordinate method of contactless measurement and evaluation of center and radius of a hole. The measurement process was done in workshop conditions by industrial robot with mounted triangulation distance sensor on robot arm. Estimation of measurement data was done using MS Excel spreadsheet program and using Generalized Reduce Gradient method (GRG method) offered by MS Solver analysis tool. The calibration method and setting down systematic error was shown. Furthermore, the components of signal time lag in measurement chain were identifying. The presented method was illustrated by measurement of glow plug holes in cylinder head of diesel engine.

Keywords

Generalized Reduce Gradient method, measurement uncertainty, multipoint coordinate measurement

Bibliography

  1. Stryczek R., Dutka P., The analysis of signal disruptions from an optical triangulation measurement sensor, “Measurement Automation Monitoring”, Vol. 62, No. 2, 2016, 62–65.
  2. Dutka P., Metoda wyznaczenia TCP narzędzia dla triangulacyjnej głowicy pomiarowej współpracującej z robotem przemysłowym, „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 20, Nr 3, 2016, 65–70, DOI: 10.14313/PAR_221/65.
  3. KEYENCE, High-speed, high-accuracy laser displacement sensor, LK-G5000 Series, user’s manual (2010).
  4. KUKA Roboter GmbH, Trainer Guide, Use and Programming of Industrial Robots, V1, en.pdf, training guide (2013).
  5. KUKA Roboter GmbH, e6c77545-9030-49b1-93f5-4d17c92173aa_Spez_KR_AGILUS_sixx_en.pdf, Product specification (2014).
  6. Kuts V., Tahemaa T., Otto T., Sarkans M., Lend H., Robot manipulator usage for measurement in production areas, “Journal of Machine Engineering”, Vol. 16, No. 1, 2016, 57–67.
  7. Sidzina M., Wróbel I., Wykorzystanie robota przemysłowego do precyzyjnego skanowania tłoczników, „Pomiary Automatyka Kontrola”, Vol. 56, Nr 3, 2010, 272–274.
  8. http://www.solver.com/excel-solver-grg-nonlinear-solving-method-stopping-conditions.html, online 09.12.2016.
  9. Stadnicki J., Teoria i praktyka rozwiązywania zadań optymalizacji, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2006.
  10. http://www.algorytm.org/geometria-obliczeniowa/okrag-przechodzacy-przez-dane-trzy-punkty.html, online 12.01.2017.
  11. Mrowiec M., Badanie niepewności pomiarów średnicy otworów i czopów, wykonane laserem pomiarowym zainstalowanym na robocie przemysłowym, praca dyplomowa niepublikowana, archiwum ATH, 2017.