Wyznaczanie pozycji i orientacji łopatki w procesie zrobotyzowanego szlifowania

• Autorzy: Burghardt Andrzej , Kurc Krzysztof , Szybicki Dariusz , Łabuński W.

Warianty tytułu

EN

Determination of the position and orientation of the blade in the process of robotic grinding

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przemysł lotniczy wymaga wysokiej jakości i dokładności wykonania wytwarzanych elementów, stąd konieczne jest zapewnienie jak najlepszej kontroli jakości. Proces inspekcji wykonanego detalu powinien przebiegać w taki sposób, aby wpływ na mierzony element był jak najmniejszy. Idealnym rozwiązaniem mogą być badania z użyciem skanerów optycznych. Jednak ze względu na długi czas pojedynczego pomiaru oraz konieczność nakładania powłoki anty refleksyjnej taki proces nie sprawdza się w produkcji. W pracy zaprezentowano koncepcję zrobotyzowanego stanowiska do pomiaru, orientacji i geometrii łopatki turbiny silnika lotniczego. Stacja składa się z robota przemysłowego wyposażonego w chwytak oraz stanowiska pomiarowego zaopatrzonego w laserowe czujniki odległości. Zmierzone wielkości zostają przesłane z modułu pomiarowego do kontrolera robota za pomocą protokołu transmisji danych. Przesłane dane mogą zostać wyświetlone na panelu operatorskim lub wykorzystane do przygotowania raportu. W porównaniu z pomiarem z wykorzystaniem skanera optycznego cały proces zajmuje znacznie mniej czasu. Na podstawie przygotowanych modeli CAD oraz wykorzystując notację Denavita-Hartenberga, wyznaczone zostały pozycja i orientacja łopatki w odniesieniu do układów współrzędnych robota oraz stanowiska pomiarowego.

EN

The aerospace industry requires high quality and precision of the manufactured parts thus it is necessary to ensure the best possible quality control. The inspection process of the workpiece should be done in such a way that the impact on the measured element is as small as possible. The ideal solution can be research using optical scanners. However, due to the long-time of a single measurement and the need to apply an anti-reflective coating, such process does not work in production. The paper presents the concept of a robotic station for measuring, orientation and geometry of an aircraft engine turbine blade. The station consists of an industrial robot equipped with a gripper and a measuring station equipped with laser sensors of distance. The measured quantities are transferred from the measurement module to the robot controller by means of a data transmission protocol. The transferred data can be displayed on the operator panel or used to prepare a report from a measurement. In comparison with the optical scanner, the entire process takes much less time. Based on the prepared CAD models and using the Denavit-Hartenberg notation, the positions and orientation of the blade were determined in relation to the robot coordinate systems and the measurement position.

Słowa kluczowe

PL

robot przemysłowy; orientacja; pozycja; programowanie robotów; łopatka

EN

industrial robot; orientation; position; robot programming; blade

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 40, nr 71
• Strony: 19--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Burghardt Andrzej

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

autor

Kurc Krzysztof

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

autor

Szybicki Dariusz

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

autor

Łabuński W.

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• 1. Budzik G.: Dokładność geometryczna łopatek turbin silników lotniczych. Rzeszów: Ofic. Wyd. Politechniki Rzeszowskiej, 2013.
• 2. Burghardt A., Szybicki D., Kurc K., Muszyńska M.: Optimization of process parameters of edge robotic deburring with force control. “International Journal of Applied Mechanics and Engineering”, 2016, Vol. 21, No.4, p.987-995.
• 3. Burghardt, A., Kurc, K., Szybicki, D., Łabuński, W.: Zastosowanie skanera 3D do korekcji TCP manipulatora przemysłowego. „Modelowanie Inżynierskie” 2017, t. 33, nr 64, s. 10-16
• 4. Burghardt A., Kurc K., Szybicki D., Obal P.: Zastosowanie wyników analizy obrazów do korekty układu odniesienia obiektu w zrobotyzowanym gnieździe obróbczym. „Modelowanie Inżynierskie”, 2017, t. 34, nr 65, s. 1-18
• 5. Gierlak P., Burghardt A., Szybicki D., Szuster M., Muszyńska M.: On-line manipulator tool condition monitoring based on vibration analysis. “Mechanical Systems and Signal Processing”, Vol. 89, 2017, p. 14-26
• 6. Gierlak P.: Hybrid position/force control in robotised machining. “Solid State Phenomena” Vol. 210 (2014), p. 192-199, Trans Tech Publications, Switzerland.
• 7. Golnabi H.; AsadpourA.: Design and application of industrial machine vision systems. “Robotics and Computer-Integrated Manufacturing” 2007, VI. 23.6, p. 630-637
• 8. Huang H. et ah: Robotic grinding and polishing for turbine-vane overhaul. “Journal of Materials Processing Technology” 2002, Vol. 127.2, p. 140-145
• 9. Niola Vincenzo et ah: A method for the calibration of a 3-D laser scanner. “Robotics and Computer-Integrated Manufacturing”, 2011, 27.2: p. 479-484.
• 10. Song Yixu; Liang, Wei; Yang, Yang: A method for grinding removal control of a robot belt grinding system. “Journal of Intelligent Manufacturing”, 2012, 23.5: p. 1903-1913.
• 11. Wulf O.; Wagner B.: Fast 3D scanning methods for laser measurement systems. In: “International Conference on Control Systems and Computer Science (CSCS14). 2003, p. 2-5.
• 12. Xu Yanling et ah: Real-time seam tracking control technology during welding robot GTAW process based on passive vision sensor. “Journal of Materials Processing Technology”, 2012, Vol. 212.8, p. 1654-1662
• 13. Yilmaz O., Gindy N., Gao J.: A repair and overhaul methodology for aeroengine components. “Robotics and Computer-Integrated Manufacturing” 2010, 26(2), p. 190-201.
• 14. Yixu, Song; Hongbo, Lv; Zehong, Yang: An adaptive modeling method for a robot belt grinding process. In: IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2012, 17.2: p. 309-317.
• 15. Zhang Guifang et ah: 3D curvature grinding path planning based on point cloud data. In: Mechatronic and Embedded Systems and Applications (MESA), 2016 12th IEEE/ASME International Conference on. IEEE, 2016. p. 1-6.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).