Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Automatyzacja pomiarów współrzędnościowych organów roboczych maszyn urabiających z wykorzystaniem skanowania 3D

Cheluszka P.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2016

|

R. 20, nr 3

33--42

PL

Maszyny urabiające należą do podstawowej grupy maszyn roboczych stosowanych w górnictwie podziemnym i powierzchniowym. W przypadku maszyn urabiających na zasadzie skrawania proces urabiania realizowany jest za pomocą organów roboczych wyposażonych w wymienne narzędzia, np. noże osadzone w uchwytach nożowych. Noże te rozmieszczone i ustawione są w przestrzeni w ustalony na etapie projektowania sposób, dostosowany do właściwości urabianego ośrodka skalnego. Pomiary współrzędnościowe sprowadzają się do wyznaczenia sześciu parametrów dla każdego z noży. Ze względu na sposób rozmieszczenia, pomiar bezpośredni tych parametrów nie jest możliwy. Metody pośrednie polegają na pomiarze wielkości wchodzących do definicji funkcji modelujących pomiar. W takim przypadku wygodnym rozwiązaniem zadania metrologicznego, szczególnie pod kątem automatyzacji procesu, jest wykorzystanie metod optycznych, na przykład skanera światła strukturalnego. Metoda ta wymaga zbudowania, dla każdego uchwytu nożowego oraz związanego z nim noża, modelu pomiaru. W przypadku dużej liczby noży jest to proces czaso- i pracochłonnych. Możliwość automatyzacji procesu pomiarowego przedstawiono na przykładzie głowicy urabiającej wysięgnikowych kombajnów chodnikowych, stosowanych do drążenia wyrobisk korytarzowych i tuneli. Omówiono przetwarzanie uzyskanych w trakcie pomiaru danych w celu wyznaczenia zestawu wartości parametrów stereometrycznych opisujących rozmieszczenie i ustawienie w przestrzeni poszczególnych noży oraz związanych z nimi uchwytów nożowych. Wykorzystano do tego funkcjonalność oprogramowania GOM Inspect Professional umożliwiającą budowanie strategii pomiaru za pomocą skryptów w języku Python.

EN

Mining machines belong to the key group of working machines used in underground and surface mining. In case of machines mining by way of cutting, the process is carried out with working units fitted with a specific number of replaceable tools in the form of picks mounted in pickboxes. The picks are arranged and positioned in space in a way defined at the stage of design, adapted to the properties of the rock being excavated. The stereometry of such working units is measured by determining the values of six parameters for each of the picks. Such parameters cannot be measured directly due to the way they are arranged. Measurements are carried out with indirect methods where values are measured which form part of a definition of measurement modelling functions. The use of optical methods, for example a structured light scanner, is a convenient solution to carry out the considered metrological task, especially in view of the automation of this process. For this, however, a measurement model enabling to determine the values of the magnitudes searched for has to be built for each pickbox and for the related pick. This is a time- and work-intensive process in case of a large number of picks, though. The options of the measurement process automation are presented with the example of a cutting head of boom–type roadheaders employed for drilling dog headings and tunnels. The focus was put on the stage of processing the measuring data obtained in the measurement process to establish a set of stereometry parameters values describing the arrangement and position of individual picks and related pickboxes in space. For this purpose, a feature of GOM Inspect Professional software was used enabling to build a measurement strategy based on scripts created in Python language.

2

Zrobotyzowana technologia digitalizacji organów roboczych kombajnów górniczych dla potrzeb kontroli jakości ich wytwarzania

Cheluszka P., Nocoń M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2015

|

R. 56, nr 6

11--23

PL

Proces urabiania kombajnami górniczymi realizowany jest za pomocą organów roboczych wyposażonych w narzędzia urabiające – najczęściej noże skrawające osadzone w uchwytach nożowych. W przypadku urabiania na zasadzie skrawania o skuteczności i efektywności urabiania decyduje w dużym stopniu układ noży, a więc ich liczba oraz sposób rozmieszczenia i ustawienia na pobocznicy organu roboczego. Dlatego układy noży na tego rodzaju organach roboczych optymalizowane są na etapie projektowania dla określonych warunków eksploatacyjnych kombajnu. W celu zapewnienia oczekiwanych przez użytkownika efektów realizacji procesu urabiania niezbędna jest kontrola jakości wytwarzania, szczególnie w aspekcie zgodności rozmieszczenia uchwytów nożowych na pobocznicy z dokumentacją projektową. Stąd rodzi się problem pomiaru stereometrii organów roboczych maszyn urabiających. Skomplikowany zazwyczaj ich kształt sprawia, iż zastosowanie tradycyjnych, stykowych metod pomiarów jest tu mało praktyczne. W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania zautomatyzowanego skanowania 3D dla potrzeb wyznaczenia wartości parametrów stereometrycznych organów roboczych górniczych maszyn urabiających. Automatyzację procesu digitalizacji osiągnięto w wyniku zastosowania robota przemysłowego z zainstalowanym skanerem światła strukturalnego, zintegrowanego poprzez sterownik PLC z pozycjonerem, na którym osadzony jest skanowany obiekt. W pracy omówiono procedurę pomiarową oraz przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów głowicy urabiającej kombajnu AM–50z zrealizowane w celu określenia dokładności jej wykonania.

EN

A process of rock cutting with winning machines is carried out by means of working units fitted with cutting tools – most frequently picks seated in pickboxes. The configuration of picks, i.e. the number, arrangement and setting of a working unit at the side surface, is fundamental for mining effectiveness and efficiency by way of cutting. The configuration of picks on such type of working units is optimised in the phase of design for defined winning machine operating conditions. In order to ensure the results of cutting process performance, manufacturing quality control is indispensable, especially in terms of the conformity of pickboxes arrangement at the side surface to technical documentation. Therefore arises an issue of measuring the stereometry of mining machines working units. As their shape is usually complicated, the application of traditional, contact measurement methods is not very practical here. The article presents the potential uses of automated 3D scanning for the purpose of determining the values of stereometry parameters of mining machines working units. Digitalisation process automation was achieved by applying an industrial robot with a structured light scanner installed, integrated via a PLC with a rotary table onto which the scanned object is mounted. The work discusses a measuring procedure and presents the examples of results of AM–50z roadheader cutter head’s measurements carried out to determine the accuracy of its production.

3

Pomiar stereometrii organów roboczych maszyn urabiających metodą bezstykową

Cheluszka P.

Napędy i Sterowanie

|

2012

|

R. 14, nr 7/8

94--99

PL

W eksploatacji złóż w górnictwie węgla kamiennego, soli, wapienia oraz innych minerałów stosowane są maszyny urabiające na zasadzie skrawania. Stereometria organów roboczych jest istotnym czynnikiem decydującym o skuteczności urabiania oraz efektywności eksploatacyjnej tych maszyn. Z tego względu już na etapie projektowania określana jest ona dla konkretnych warunków eksploatacyjnych. Istotnym elementem procesu wytwarzania organów roboczych maszyn urabiających jest kontrola poprawności rozmieszczenia uchwytów na ich pobocznicy. Pomiary stereometrii metodami stykowymi są tu jednak trudne i cechują się dużą czaso- i pracochłonnością. W artykule przedstawiono możliwości zastosowania metod bezstykowych dla potrzeb pomiaru wartości parametrów stereometrycznych organów roboczych maszyn urabiających. Opracowany matematyczny model pomiaru oraz procedura pomiarowa przetestowane zostały w laboratorium Instytutu Mechanizacji Górnictwa, na utworzonym stanowisku metrologicznym, w trakcie pomiaru stereometrii głowicy urabiającej wysięgnikowego kombajnu chodnikowego. Wyniki tych pomiarów zaprezentowane zostały w niniejszym artykule.

EN

Cutting mining machines are used for extracting deposits in the hard coal, salt and lime mining industry and in other sectors. The stereometry of such machines’ working units is an essential factor decisive for such machines’ cutting efficiency and operational performance and for this reason this parameter is defined for specific operational conditions at the design stage. Therefore, an important stage of the manufacturing process of mining machines working units is to control the correct positioning of pick holders at their side surface. However, measurement with contact methods is difficult and time and labour intensive. The article discusses the potential uses of contactless methods for measuring the stereometry parameters values of mining machines working units. The mathematical measurement model and the measuring procedure established were tested at the laboratory of the Institute of Mining Mechanisation at a measuring stand when measuring the stereometry of a roadheader’s cutting head. This article also presents the results of the measurements.

4

Assessing the measurement uncertainty for the stereometry of mining machines working units used in the mining industry

Cheluszka P.

Archives of Mining Sciences

|

2011

|

Vol. 56, no 1

3-20

EN

The concept of measuring the stereometry of mining machines working units consists in determining the values of the parameters describing the spatial arrangement and setting of the individual pickboxes at their side surface. The measurements carried out with traditional measuring instruments and with direct measurement methods are accompanied by multiple difficulties due to a complex method of arranging and setting the pickboxes at the side surface of working units in mining machines and due to a large number of such measurements. This especially applies to the angles defining the positioning of pickboxes in the space. A convenient method and mathematical model of measuring the stereometry of working units in mining machines using the direct measurement method has been developed for this reason (Cheluszka, 2010). It consists of measuring directly the values of translation coordinates for three non-collinear characteristic measuring points for individual pickboxes which sets a basis for determining, analytically, the values of the stereometric parameters of the working unit in the mining machine sought for using the appropriate mathematical functions. This article evaluates whether the method developed is suitable for measuring the stereometric parameters of working units in mining machines. The method is based on a computer analysis of a complex standard measurement uncertainty of the parameters under consideration. Sensitivity has been determined for the impact on the measurement uncertainty of the values sought for of the stereometric parameters values of mining machines working units, the measurement method's metrological properties and instruments applied. The required values of standard uncertainty of measuring the coordinates of measuring points have also been determined in order to produce the value of a complex standard uncertainty for the measurement of stereometric parameters at the level assumed.

PL

Skomplikowany sposób rozmieszczenia i ustawienia uchwytów nożowych na pobocznicy organów roboczych maszyn urabiających oraz niejednokrotnie duża ich liczba jest przyczyną wielu trudności towarzyszących pomiarom z wykorzystaniem tradycyjnych przyrządów pomiarowy oraz bezpośrednich metod pomiarowych. Dotyczy to zwłaszcza kątów definiujących ustawienie uchwytów nożowych w przestrzeni. Opracowana została dlatego dogodna metoda oraz model matematyczny pomiaru stereometrii organów roboczych maszyn urabiających z wykorzystaniem metody pomiarowej pośredniej (Cheluszka, 2010). Polega ona tu na bezpośrednim pomiarze wartości współrzędnych translacyjnych trzech niewspółliniowych charakterystycznych punktów poszczególnych uchwytów nożowych, co stanowi podstawę dla analitycznego wyznaczenia poszukiwanych parametrów stereometrycznych organu roboczego maszyny urabiającej z wykorzystaniem utworzonego modelu matematycznego. W celu określenia przydatności zaproponowanej metody pomiaru stereometrii organów roboczych maszyn urabiających ze względu na potencjalnie możliwą dokładność realizacji tego procesu przeprowadzono analizę niepewności pomiaru. Oparta ona została o wyznaczenie wartości złożonej niepewności standardowej pomiaru parametrów stereometrycznych (GUM, 1999). W przypadku pomiarów pośrednich, złożoną niepewność standardową poszukiwanej wielkości wyznacza się z prawa przenoszenia niepewności pomiaru, w oparciu o estymację wariancji dla funkcji wielu losowych argumentów (Arendarski, 2006), korzystając z uogólnionej formuły opisanej wzorami (1)-(3). Przeprowadzone badania komputerowe wskazują na to, że niepewność pomiaru parametrów stereometrycznych organów roboczych maszyn urabiających rozpatrywaną tu metodą pomiarową pośrednią zależy z jednej strony od jej właściwości metrologicznych oraz zastosowanego oprzyrządowania. Z drugiej zaś - od umiejscowienia uchwytów nożowych na pobocznicy organu roboczego oraz ich przestrzennego ustawienia. W celu ograniczenia wartości złożonej niepewności standardowej pomiaru parametrów stereometrycznych organów roboczych maszyn urabiających odległości pomiędzy punktami pomiarowymi powinny być możliwe duże. Przyjmując maksymalne dopuszczalne wartości złożonej niepewności standardowej pomiaru parametrów stereometrycznych organów roboczych możliwe jest określenie wymaganej niepewności standardowej pomiaru współrzędnych translacyjnych punktów pomiarowych. Przeprowadzone badanie komputerowe dla różnych konfiguracji wartości parametrów stereometrycznych organów roboczych maszyn urabiających umożliwiły określenie przedziałów zmienności złożonych niepewności standardowych ich pomiaru oraz określenie możliwości redukcji ich wartości.

5

A method of measuring the stereometric parameters of working units of mining machines equipped with conical picks

Cheluszka P.

Archives of Mining Sciences

|

2010

|

Vol. 55, no 4

747-760

EN

The efficiency of mining the rock and other materials with mining machines used in the mining, construction and road industry is largely dependant upon the stereometry of their working units. The stereometry is determined at the design stage using dedicated software, individually for the mining machine's specific working conditions. Inspecting the conformity of pickboxes' arrangement and setting to the working documentation plays an important part in the manufacturing process of working units for mining machines. The inspection generally consists of measuring the stereometric parameters being a set of values determining a position on the side surface and spatial arrangement of each pickbox. The methods currently in use are very time-and work-consuming and feature poor accuracy, especially when measuring angles determining the spatial arrangement of individual pickboxes. The design and operation of the instruments used for this purpose is often complicated. The measurement method and mathematical measurement model established allow to determine, relatively easily, the spatial arrangement and setting of pickboxes at the side surface of working units in mining machines equipped with conical picks (tangential rotary) with the required measuring accuracy using typical measuring instruments used commonly in the metrology of geometric values and in the coordination measuring technique. It is an indirect method based on the measurement of translation coordinates of three non-collinear characteristic measuring points for the pickbox in the three-dimensional space of the measuring station.

PL

Skuteczność realizacji procesu urabiania skał kombajnami górniczymi determinowana jest w istotny sposób stereometrią ich organów roboczych - głowic urabiających - w przypadku kombajnów chodnikowych oraz organów urabiających - w przypadku kombajnów ścianowych. Parametry stereometryczne organów roboczych maszyn urabiających charakteryzujące sposób rozmieszczenia i ustawienia w przestrzeni uchwytów nożowych przyspawanych do ich pobocznicy oraz geometria osadzonych w nich noży mają bowiem istotny wpływ na przebieg procesu skrawania skał. Stereometria głowic (organów) urabiających decyduje w rezultacie w dużym stopniu o wydajności tego procesu, jego energochłonności oraz intensywności zużycia noży. Wpływa ona ponadto na stan obciążenia noży oraz wielkość i charakter obciążenia dynamicznego głównych podzespołów kombajnu, w tym przede wszystkim napędu w układzie urabiania oraz jego ustroju nośnego, decydującego w dużej mierze o trwałości i niezawodności działania tego rodzaju maszyn. Określana jest ona dlatego na etapie projektowania z wykorzystaniem dedykowanego oprogramowania komputerowego indywidualnie dla określonych warunków zastosowania maszyny urabiającej. Istotną rolę w procesie wytwarzania spełnia kontrola zgodności rozmieszczenia i ustawienia uchwytów nożowych z dokumentacją techniczną na każdym etapie produkcji organów roboczych maszyn urabiających, w szczególności zaś w trakcie sczepiania oraz po ich ostatecznym przyspawaniu. Błędy montażowe, czy zastosowanie niewłaściwej technologii spawania uchwytów nożowych mogą bowiem być przyczyną nawet dużych rozbieżności rzeczywistego i nominalnego ich położenia. Skutkować to może nieprawidłowym działaniem organów roboczych, co w rezultacie prowadzić będzie do niskiej skuteczności działania maszyny urabiającej, przeciążania jej napędów i niepożądanych drgań, nadmiernego zużycia energii oraz materiałów eksploatacyjnych, a także zwiększonej awaryjności. Kontrola prawidłowości położenia uchwytów nożowych sprowadza się do pomiaru parametrów stereometrycznych organów roboczych, stanowiących zbiór wielkości opisujących rozmieszczenie na pobocznicy oraz ustawienie w przestrzeni każdego uchwytu nożowego. Pomiar parametrów stereometrycznych organu roboczego maszyny urabiającej polega więc na wyznaczeniu wartości co najmniej sześciu parametrów geometrycznych dla każdego zamocowanego na nim uchwytu nożowego. Parametrami tymi są przy tym (rys. 1): odległość wierzchołka ostrza noża (punktu S) od osi obrotu organu roboczego mierzona w płaszczyźnie obrotu - r, odległość wierzchołka ostrza noża S od płaszczyzny bazowej XY - z, kąt zawarty pomiędzy prostą przechodzącą przez wierzchołek ostrza noża S i punkt T oraz prostą równoległą do osi X leżącą w płaszczyźnie obrotu rozpatrywanego noża - […], oraz trzy kąty charakteryzujące usytuowanie w przestrzeni osi noża (osi gniazda w uchwycie nożowym) oraz płaszczyzny symetrii uchwytu nożowego przechodzącej przez tę oś, to znaczy (rys. 2): kąt ustawienia osi noża [...] - będący kątem nachylenia osi noża (SQ) do płaszczyzny przyłożenia (CFES), mierzony w umownej płaszczyźnie symetrii noża (AQFS), ? kąt odchylenia osi noża […] - określający odchylenie umownej płaszczyzny symetrii noża (AQFS) od płaszczyzny obrotu (ABCS), kąt wychylenia uchwytu nożowego […] - zdefiniowany jako kąt obrotu płaszczyzny symetrii uchwytu nożowego wokół osi noża (SQ) mierzony od umownej płaszczyzny symetrii noża (AQFS).

6

Narosty w zespole urabiania wielonaczyniowych koparek kołowych

Szepietowski W.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2004

|

R. 46, nr 1

26-28

PL

Opisano problem tworzenia się narostów urobku na elementach zespołu urabiania wielonaczyniowej koparki kołowej. Omówiono stosowane sposoby walki z powstawaniem narostów oraz podano zalecane przez normy obliczeniowe wartości obciążeń koła czerpakowego w wyniku ciężaru mogących utworzyć się narostów.

EN

Paper describes problems of accretions accumulations on working units in bucket-wheel excavators. Common mitigation methods for accretions problem are described together with recommended, by calculation norms, load values on bucket wheel resulting from accumulation of accretions.