Pomiary ustawienia uchwytów nożowych na pobocznicy głowicy urabiającej kombajnu górniczego z wykorzystaniem widzenia stereoskopowego

• Autorzy: Jagieła-Zając Amadeus , Cheluszka Piotr

Identyfikatory

DOI

10.32056/KOMAG2019.3.2

Warianty tytułu

EN

Measurement of the pick holders position on the side surface of the cutting head of a mining machine with the use of stereoscopic vision

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

O efektywności urabiania skał kombajnami górniczymi decyduje w dużym stopniu układ noży, a więc liczba i sposób ich rozmieszczenia na organie roboczym maszyny urabiającej. Istotne znaczenie ma nie tylko prawidłowy dobór układu noży do danych warunków na etapie projektowania, lecz również zapewnienie zgodności z projektem gotowego wyrobu. Dąży się m.in. dlatego do robotyzacji procesu wytwarzania głowic/organów urabiających kombajnów górniczych. Z punktu widzenia możliwości robotyzacji procesu spawania uchwytów nożowych niezbędna jest ocena w czasie rzeczywistym ustawienia uchwytów nożowych względem powierzchni pobocznicy kadłuba głowicy urabiającej. Dogodnym sposobem jest tu wykorzystanie bezstykowych metod pomiaru, opartych na systemach wizyjnych. W artykule przedstawiono metodę wyznaczania ustawienia uchwytów nożowych względem pobocznicy kadłuba głowicy urabiającej kombajnu chodnikowego, w trakcie ich pozycjonowania, z wykorzystaniem systemu wizyjnego 3D. Przetwarzanie danych zrealizowane zostało w środowisku Matlab z wykorzystaniem bibliotek pakietu Computer Vision Toolbox. Przestawiono model matematyczny opisujący transformację obrazów zarejestrowanych przez kamery, w oparciu o którą wyznaczono rozkład odległości pomiędzy punktami podstawy uchwytu nożowego i pobocznicy kadłuba głowicy urabiającej, dla zadanego ustawienia uchwytu nożowego. Opracowaną metodę pomiaru przetestowano na stanowisku doświadczalnym zbudowanym w Laboratorium robotyki Katedry Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa Politechniki Śląskiej.

EN

The efficiency of rock cutting with mining machines is largely determined by the arrangement of picks, i.e. the number and their arrangement on the working unit of the mining machine. Not only the correct selection of the pick system for given conditions at the design stage is important, but also ensuring compliance with the design of the finished product. Strives, among others therefore, for robotisation of the process of manufacturing cutting heads/drums. From the point of view of the robotisation of the pick holders welding process, it is necessary to assess in real time the position of the pick holders relative to the side surface of the cutting head body. A convenient way is to use contactless measurement methods based on vision systems. The article presents a method of determining the position of pick holders relative to the side surface of the cutting head body of a roadheader, during their positioning, using a 3D vision system. Data processing was carried out in the Matlab software using the libraries of the Computer Vision Toolbox. A mathematical model describing the transformation of images recorded by cameras has been presented. On the basis of this model, the distribution of distances between the pick holder base points and the side surface of the cutting head was determined for a given pick holder setting. The developed measurement method was tested on an experimental stand built in the Laboratory of robotics of the Department of Mining Mechanization and Robotisation at the Silesian University of Technology.

Słowa kluczowe

PL

głowica urabiająca; uchwyty nożowe; widzenie stereoskopowe; pomiary stereometrii

EN

cutter head; pick holders; stereoscopic vision; stereometry measurements

• Wydawca: Instytut Techniki Górniczej KOMAG
• Czasopismo: Maszyny Górnicze
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 37, nr 3
• Strony: 10--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys

Twórcy

autor

Jagieła-Zając Amadeus

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej, Katedra Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa ul. Akademicka 2, 44–100 Gliwice

autor

Cheluszka Piotr

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej, Katedra Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa ul. Akademicka 2, 44–100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Cheluszka P. 2010 Zrobotyzowana technologia montażu uchwytów nożowych na organach roboczych górniczych maszyn urabiających Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa 11(477) strony 11–17.
• [2] Dolipski M., Cheluszka P., Sobota P. 2008 Zrobotyzowane stanowisko do ustawiania uchwytów nożowych na pobocznicy zwłaszcza głowic i organów urabiających kombajnów górniczych oraz sposób ustawiania uchwytów nożowych opis patentowy 216341 [2010, 07, 386580].
• [3] Omosekieji G. 2018 Industrial vision robot with Raspberry Pi using PIXY camera Information Technology Embedded System Engineering.
• [4] Schreer O., Brandenburg N., Kauff P. 2000 A Comparative Study on Disparity Analysis Based on Convergent and Rectified Views BMVC2000.
• [5] Graefe V., Wershofen K. P., Huber J, 1993 Dynamic Vision for Precise Depth Measurement and Robot Control Computer Vision for Industry München.
• [6] Peyman A. 2015 Object Distance Measurement Using a Single Camera for Robotic Applications.
• [7] Nedevschi S., Marita T., Vaida M., Danescu R., Frentiu D., Oniga F., Pocol C., Moga D. Camera calibration method for stereo measurement.
• [8] Szeliski R. 2010 Computer Vision: Algorithms and Applications Springer.
• [9] Wubbena H., Nieves E., Nawab A., Garmann G. 2011 Welcome to Accurate Robotic 3D Vision An educational webinar sponsored by Universal Robotics and Yaskawa Motoman Robotics.
• [10] Fusiello A., Irsara L. 2011 Quasi–Euclidean Epipolar Rectification of Uncalibrated Images Machine Vision and Applications 22 Issue 4 pp 663–670.
• [11] Kyto M., Nuutinen M., Oittinen P. 2011 Method for measuring stereo camera depth accuracy based on stereoscopic vision The International Society for Optical Engineering.
• [12] Takahachi G., Matsuoka R. 2010 Accuracy of measurement using a pair of stereo images acquired by finepix real 3D w1 without controls, International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences (Newcastle upon Tyne UK) Vol XXXVIII Part 5.
• [13] Hartley R., Zissermann A. 2003 Multiple View Geometry in Computer Vision Cambridge University Press.
• [14] Ersu E., Wienand S. 1995 Verfahren zum Bestimmen der Lage eines Körpers im Raum, patent europejski EP 0 763 406 A1 [C.A., 1997, 19, 95114588.7].
• [15] Rzeszotarski D., Strumiło P., Pełczynski P., Wiecek B., Lorenc A. 2005 System obrazowania stereoskopowego sekwencji scen trójwymiarowych Elektronika: prace naukowe 10 strony 165–184.
• [16] Cutolo P., Ferrari V. 2018 The Role of Camera Convergence in Stereoscopic Video See–through Augmented Reality Displays International Journal of Advanced Computer Science and Applications 9 No 8.
• [17] Wright S. 2011 Parallel vs Converged the dabate over stereo camera.
• [18] Fusiello A, Trucco E and Verri A 2000 A compact algorithm for rectification of stereo pairs Machine Vision and Applications 12 Issue 1 pp 16–22.
• [19] Jeżewski S., Jaros M. 2008 Skanowanie trójwymiarowej przestrzeni pomieszczeń Automatyka 12 Zeszyt 3 strony 669–673.
• [20] Makoto Iwamoto 2018 Active pattern projection improves AOI 3D measurement accuracy Vision Systems Design, vision and automation solution for engineers and integrators worldwide 23 no 2 pp 7–10.
• [21] Keselman Y., Dickinson S. 2001 Bridging the Representation Gap Between Models and Exemplars In IEEE Conf. on Comp. Soc. Work. on Models versus Exemplars in Comp. Vis.
• [22] Bernasik J., Mikrut S. 2007 Fotogrametria inżynieryjna (Kraków).
• [23] Gallup M., Frahm J. M., Mordohai P., Pollefeys M. 2008 Variable Baseline/Resolution Stereo CVPR08.
• [24] Cheluszka P., Jagieła–Zając A. 2019 Determining the position of pick holders on the side surface of the working unit of the cutting machine in the robotic technology of their assembly IOP Conference Series: Earth and Environmental Science Volume 261 Number 1.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).