Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A moment-matching based method for the analysis of manipulator’s repeatability of positioning with arbitrarily distributed joint clearances

Wang Wei, Wang Jin, Fu Jian-Hui, Lu Guo-Dong

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 1

10--20

EN

The joint clearance can be the mainly concern factor in the analysis of repeatability of positioning for a manipulator. Traditionally, the joint clearance is empirically assumed to be uniform or normal variables. This hasty treatment may be not accurate enough when the precise statistic information of variables cannot be obtained. To handle the reliability evaluation problem with arbitrarily distributed joint clearances, a moment-matching based method is proposed. The highly nonlinear performance function is firstly established by the forward kinematics and then a second order Taylor expansion is performed on this function for the order reduction. Based on the maximum entropy principle, the Lagrange multipliers method is employed to derive a best-fit probability density function (PDF) with consideration of the first four moments-matching restrictions. This study shows that the prosed method can acquire a better accuracy and efficiency compared with the first order second moment method (FOSM), first order reliability method (FORM) and Monte Carlo simulation (MCS). A serial manipulator is applied as an example to demonstrate the new method.

PL

Luzy na przegubie manipulatora mogą stanowić główny czynnik wpływający na analizę powtarzalności pozycjonowania manipulatora. Tradycyjnie przyjmuje się empirycznie podbudowane założenie, że luz na przegubie jest zmienną jednorodną lub normalną. Takie ujęcie może jednak nie być wystarczająco dokładne w przypadku, gdy nie można uzyskać precyzyjnych informacji statystycznych na temat zmiennych. Aby rozwiązać problem oceny niezawodności przy dowolnie rozłożonych luzach na przegubie, zaproponowano metodę opartą na dopasowywaniu momentów. W pierwszej kolejności, obliczono za pomocą kinematyki prostej, wysoce nieliniową funkcję stanu granicznego, a następnie wyznaczono szereg Taylora drugiego rzędu dla tej funkcji w celu obniżenia rzędu. Opierając się na zasadzie maksymalnej entropii, zastosowano metodę mnożników Lagrange'a w celu wyprowadzenia najlepiej dopasowanej funkcji gęstości prawdopodobieństwa (PDF) z uwzględnieniem pierwszych czterech ograniczeń dopasowania momentów. Badanie to pokazuje, że przedstawiona metoda pozwala uzyskać wyższą trafność i skuteczność niż metoda pierwszego rzędu drugiego momentu (FOSM), metoda analizy niezawodności pierwszego rzędu (FORM) czy symulacja Monte Carlo (MCS). Zastosowanie nowej metody zilustrowano na przykładzie manipulatora szeregowego.

2

A Low-Cost Vision System in Determination of a Robot End-Effector's Positions

Lisowski W., Kohut P.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2017

|

R. 21, nr 4

5--13

EN

Vision systems are commonly used in robotics. The most often, they are applied as sensory systems, but they can also be used for experimental determination of a manipulator end-effector’s pose. In this paper, application of an exemplary low-cost vision system for position measurement was tested. The considered vision system was composed of a pair of CMOS cameras. The applied experiment procedure consisted in recording of a set of pictures captured after consequent approaches of a robot end-effector (grasping a cube with markers on it) to the command pose repeatedly from the same direction. Processing of the pictures led to determination of position of the markers. Analysis of position measurement precision contained: determination of spatial distribution of consequently captured positions, assessment of quality of the captured pictures according to a set of 4 indicators, and comparison of measurement techniques employing the considered vision system and a professional measurement system (for this purpose the experiment was repeated with use of a laser tracker and a local estimate of the unidirectional positioning repeatability RP was determined). The reported investigation indicated that low-cost stereovision systems might be successfully applied for a robotic manipulator position measurement with accuracy of approximately 0.1 mm, which is often satisfactory in the engineering practice. Surprisingly, analysis of the achieved experimental results led to reasonable estimation of the RP value (approx. 0.02 mm according to the robot’s manufacturer).

PL

Systemy wizyjne są powszechnie stosowane w robotyce. Najczęściej pełnią rolę układów sensorycznych, chociaż mogą być też użyte do pomiaru pozycji chwytaka/narzędzia robota. W artykule przestawiono przykład zastosowania niskokosztowego systemu wizyjnego do pomiaru położenia chwytaka. Wykorzystany system wizyjny składał się z pary aparatów z matrycą CMOS. Przeprowadzony eksperyment polegał na rejestracji serii statycznych obrazów po dojściu chwytaka robota (przenoszącego sześcian wzorcowy z zestawem markerów) do pozycji zadanej, powtarzalnie z tego samego kierunku. Analiza precyzji wyznaczania pozycji sześcianu wzorcowego obejmowała: wyznaczenie rozkładu przestrzennego kolejnych pozycji sześcianu, oceny jakości zarejestrowanych obrazów za pomocą 4 kryteriów oraz porównania techniki pomiarowej wykorzystującej rozważany układ wizyjny i profesjonalny system pomiarowy (w tym celu powtórzono pomiar z wykorzystaniem trakera laserowego i lokalnie wyestymowano jednokierunkową powtarzalność pozycjonowania – RP). Analiza wyników przeprowadzonych badań pokazała, że niskokosztowy system stereowizyjny może być pomyślnie zastosowany do pomiaru położenia chwytaka robota z dokładnością około 0,1 mm. Taka dokładność jest często wystarczająca w warunkach przemysłowych. Dodatkowo, wyniki pomiaru pozwoliły dobrze oszacować powtarzalność pozycjonowania robota RP, która dla typu wykorzystanego robota wynosi 0,02 m.

3

Badania dokładności pozycjonowania pionowego centrum obróbkowego

Miko E., Jarema M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 1

63-65

PL

Przeprowadzono analizę układu odczytu pozycji w osiach X, Y i Z pionowego centrum obróbkowego. W pomiarach wykorzystano płytki wzorcowe, jako wzorzec długości oraz układ rejestrujący składający się ze sterownika obrabiarki oraz sondy pomiarowej stanowiącej wyposażenie dodatkowe. Obliczenia przeprowadzono zgodnie z PN -ISO 230-2. Stwierdzono, że w przypadku pomiarów dokładności i powtarzalności pozycjonowania testowana obrabiarka spełnia parametry deklarowane przez producenta a nawet znacznie je przewyższa. Bardzo dobre wyniki osiągnięto podczas badania powtarzalności pozycjonowania. Tak wysoki poziom powtarzalności (zaobserwowany 0,0016mm, deklarowany 0,005mm) autorzy tłumaczą tym, że testowana obrabiarka jest maszyną praktycznie nową. Badania przeprowadzono po 6 miesiącach używania obrabiarki w warunkach laboratoryjnych. Zastosowana metoda badawcza może być wykorzystywana do przeprowadzania okresowych kontroli stanu obrabiarek CNC pod kątem dokładności i powtarzalności pozycjonowania.

EN

The paper analyzes the accuracy of a readout system measuring the positions of a vertical milling centre along the X-, Y- and Z- axes. The tests were conducted using gauge blocks as length standards and a measuring system including a machine tool controller and an optional touch probe. The calculations were performed in accordance with the PN -ISO 230-2 standard. With regard to the accuracy and repeatability of positioning, the vertical milling centre meets or even exceeds the parameters set by the producer. Very good results were achieved particularly during the repeatability tests. The high level of repeatability of up to 0.0016mm, which is much more than the declared value 0.005, is probably due to the fact that the milling centre is new. The tests were conducted after six months of use under laboratory conditions. The method applied during the tests is suitable for periodic inspection of CNC machine tools when checking the accuracy and repeatability of positioning.