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

Testing of an industrial robot’s accuracy and repeatability in off and online environment

Płaczek M., Piszczek Ł.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 3

455--464

EN

The paper discusses issues concerning the accuracy and repeatability tests of the positioning of the Kuka KR 16-2 industrial robot. The results of laboratory tests of an industrial robot, as well as a comparison of robot motion paths in the Robcad environment with the real robot motion paths are presented. In order to register movement paths in the laboratory conditions, the laser tracker Faro Vantage was used. Frequent necessity to correct programs of industrial robots created in the offline environment, is a results, among others, from the insufficient experience of people who carry out programming, the environment in which robots work and the parameters of the robots themselves, and therefore their accuracy and repeatability. It is connected with the extension of the start-up time and high costs. The work describes the measurement method and attempts to determine the influence of the type of route and motion parameters on the accuracy and repeatability of robot. The accuracy of mapping of simulated robot motion in a virtual environment was also verified.

PL

W pracy omówiono zagadnienia dotyczące badań dokładności i powtarzalności pozycjonowania robota przemysłowego Kuka KR 16-2. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych robota przemysłowego, a także dokonano porównania ścieżek ruchu robota symulowanego w środowisku Robcad ze ścieżkami ruchu robota rzeczywistego. W celu rejestracji ścieżek ruchu w warunkach laboratoryjnych zastosowano laserowy tracker Faro Vantage. Częsta konieczność poprawy programów robotów przemysłowych utworzonych w środowisku offline wiąże się z wydłużeniem czasu uruchomienia i dużymi kosztami. W artykule opisano metodę pomiarów oraz podjęto próbę określenia wpływu rodzaju ścieżki dojazdu do punktów pomiarowych i parametrów ruchu na dokładność i powtarzalność pozycjonowania robota. Zweryfikowano także dokładność odwzorowania ruchu robota symulowanego w środowisku wirtualnym.

3

Effect of temperature variation on repeatability positioning of a robot when assembling parts with cylindrical surfaces

Kluz R., Kubit A., Sęp J., Trzepieciński T.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 4

503--513

EN

In this paper, the effect of the errors induced by temperature changes on the repeatability positioning error of an industrial robot is analysed. It has been shown that after the stabilization of the thermal conditions, these errors can be identified with the systematic errors. It has also been shown that if the ambient temperature cannot be sufficiently stabilized, the temperature errors can be described using a normal or uniform probability distribution. Depending on the choice of a point in the robot’s workspace and temperature fluctuations, these errors can comprise a small share of the total error of the robot. Then the total repeatability positioning error can be approximated with sufficient accuracy by a normal probability distribution or it can comprise the dominant component of this error. In this case, the total error can be approximated using a flat normal distribution. It has been shown that, depending on the choice of location in the workspace in which the assembly operation is carried out, it is possible to obtain both different probabilities of assembling the parts correctly and a different effect of errors caused by slight temperature changes on the value of those probabilities. The results found indicate the potential possibility of increasing the reliability of the process by proposing the selection of the location in the robot workspace which has the lowest sensitivity to errors ascribed to changes in temperature.

PL

W niniejszej pracy przeanalizowano wpływ zmiany temperatury na błąd powtarzalności pozycjonowania robota przemysłowego. Wykazano, że po ustabilizowaniu się warunków termicznych błędy te można sklasyfikować jako błędy systematyczne. Wykazano również, że jeżeli w trakcie eksploatacji zrobotyzowanego stanowiska montażowego temperatura otoczenia nie może być wystarczająco ustabilizowana, błędy temperatury można opisać za pomocą jednostajnego rozkładu prawdopodobieństwa i w ten sposób uwzględnić w strukturze całkowitego błędu powtarzalności pozycjonowania. Błędy te na ogół stanowią niewielki udział w całkowitym błędzie robota, wówczas całkowity błąd powtarzalności pozycjonowania robota z dostateczną dokładnością można aproksymować normalnym rozkładem prawdopodobieństwa. W przeciwnym przypadku błąd ten może być przybliżony przy użyciu rozkładu płasko-normalnego. Wykazano że w zależności od wyboru miejsca realizacji zabiegu montażowego w przestrzeni stanowiska można uzyskać zarówno odmienne wartości prawdopodobieństwa połączenia części jak i różny wpływ błędów wywołanych niewielkimi zmianami temperatury na wartość tego prawdopodobieństwa. Uzyskane wyniki badań wskazują na potencjalne możliwości zwiększenia niezawodności procesu poprzez wybór miejsca w przestrzeni roboczej stanowiska charakteryzującego się najniższą wrażliwością na błędy spowodowane zmianami temperatury.

4

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.

5

Badania parametrów robotów przemysłowych, istotnych w procesach technologicznych montażu

Wiśniewski M., Peta K., Piotrowiak A., Ciszak O., Żurek J.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2016

|

nr 2

35--39

PL

W artykule wymieniono obszary zastosowań robotów przemysłowych w montażu z uwzględnieniem tych operacji, które wymagają szczególnej dokładności wykonania. Scharakteryzowano kluczowe parametry robotów, tj. dokładność i powtarzalność pozycjonowania (w tym ich wartości podawane przez producentów), mające istotny wpływ na jakość montażu. Opisano procedurę badania dokładności i powtarzalności pozycjonowania robota przemysłowego Fanuc M16iB oraz przeanalizowano wybrane wyniki badań.

EN

In this paper lists the areas of application of industrial robots in the assembly taking into account these operations, which require special manufacturing precision. It has been characterized the importants parameters of the robot such as the accuracy and repeatability of positioning (including their values given by the producers), having a significant impact on the quality of the installation. Describes the procedure for testing the accuracy and repeatability of positioning of industrial robot Fanuc M16iB and analyzed the selected results.

6

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.