CZ306118B6 - Způsob měření a vyhodnocení prostorového pohybu konstrukčních celků s využitím snímačů vzdálenosti a zařízení k jeho provádění - Google Patents
Způsob měření a vyhodnocení prostorového pohybu konstrukčních celků s využitím snímačů vzdálenosti a zařízení k jeho provádění Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306118B6 CZ306118B6 CZ2014-981A CZ2014981A CZ306118B6 CZ 306118 B6 CZ306118 B6 CZ 306118B6 CZ 2014981 A CZ2014981 A CZ 2014981A CZ 306118 B6 CZ306118 B6 CZ 306118B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- measured
- planes
- plane
- distance
- sensors
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 23
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 3
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Pro vyhodnocování prostorového pohybu zkoumaného objektu (2) se zaznamenává šest nezávislých veličin v podobě posuvů měřených bodů (4) anebo úhlů (5, 17) natočení zjišťovaných na třech navzájem kolmých měřených rovinách (14) za použití referenčního ortogonálního souřadného systému, který je po dobu měření nehybný. Takto zjištěné veličiny jsou následně využity pro stanovení okamžité polohy kteréhokoliv bodu (4) zkoumaného objektu (2). Zařízení zahrnuje snímače (1, 6) vzdálenosti, měřicí aparaturu, která zahrnuje 2D snímače (1) vzdálenosti a/nebo kombinaci 2D snímače (1) vzdálenosti a dva 1D snímače (6) vzdálenosti upevněné v držácích (8) senzorů prostřednictvím aretačního zařízení (10) a držáky (8) jsou uchyceny do stojanu (9). Měřená data jsou pomocí datových kabelů přenášena do řídicí jednotky (11) se softwarovým vybavením (12).
Description
Způsob měření a vyhodnocení prostorového pohybu konstrukčních celků s využitím snímačů vzdálenosti a zařízení k jeho provádění
Oblast techniky
Vynález se týká stanovení polohy a/nebo změny polohy zkoumaného objektu v prostoru a vyhodnocení jeho obecného pohybu.
Dosavadní stav techniky
Dokonalá znalost prostorového pohybu konstrukčních celků je velmi důležitá v nejrůznějších oblastech, zejména ve strojírenském průmyslu. Každé tuhé těleso v prostoru má 6 stupňů volnosti, jeho poloha je dána šesti souřadnicemi (tři polohové a tři úhlové). Při určování, zda dochází ke změně jeho polohy nebo orientace, je tedy třeba měřit alespoň 6 veličin. Měří se jedna nebo několik vzdáleností mezi jedním nebo více délkovými měřicími systémy, např. laserovým interferometrem, a referenčním bodem uspořádaným na tělese, případně jsou měřeny úhly mezi spojnicemi měřicí systém-referenční bod vzájemně mezi sebou nebo vzhledem k základně (rámu) apod. Stanovení polohy nebo orientace tělesa je pak prováděno řešením geometrických závislostí mezi měřenými veličinami, např. triangulací.
V přihlášce vynálezu PV 2003-2108 je popsán způsob a zařízení pro určení polohy objektu v prostoru, prostřednictvím alespoň jednoho referenčního elementu na objektu nebo na základně a prostřednictvím alespoň dvou měřicích systémů pro měření vzdálenosti a/nebo úhlů k referenčnímu elementu a/nebo mezi sebou. Hodnoty všech výchozích neproměnných rozměrů jsou předem stanoveny a mezi veličinami měřenými měřicími systémy nebo výchozími neproměnnými rozměry je alespoň jedna vzdálenost, přičemž se pro každou určovanou polohu objektu změří takový počet veličin, který je větší než počet stupňů volnosti objektu v prostoru s tím, že naměřené veličiny jsou využity pro stanovení polohy objektu. Měřicí systémy jsou realizovány např. laserovými interferometry, optickými kamerami nebo prostými laserovými sledovači. Předmětný patent je založen na měření většího počtu veličin, než je počet stupňů volnosti zkoumaného objektu, což vlastní měření prodražuje.
V přihlášce užitného vzoru PÚV 2008-19878, je popsáno zařízení pro měření polohy a/nebo změny polohy tělesa. Takovýmto tělesem může být například prací jednotka automatické pračky nebo jiný za provozu vibrující konstrukční celek za účelem zjišťování změn místa a orientace tělesa vibrujícího v prostoru. Zařízení obsahuje minimálně šest snímačů vzdálenosti pro měření vzdálenosti mezi fixním bodem a tím bodem na povrchu tělesa, který v okamžiku měření leží vůči fixnímu v určeném směru. Každý ze snímačů vzdálenosti je v kontaktu s nejméně jedním zařízením pro fixaci polohy a směru snímačů vzdálenosti. Zařízení pro fixaci polohy a směru sestává z vodícího sloupu, který je spojen se základnou, přičemž na vodicím sloupu je suvně a/nebo otočně upraven nejméně jeden snímač vzdálenosti. Vysoký počet snímačů představené řešení prodražuje a vlastní proces měření je relativně složitý.
V české přihlášce vynálezu PV 2006-9 je popsán vynález, který se týká způsobu a zařízení pro měření a/nebo kalibraci polohy tělesa v prostoru. Před samotným měřením a/nebo kalibrací polohy tělesa v prostoru je provedena kalibrace zařízení pro měření a/nebo kalibraci polohy tělesa různorodým pohybem tělesa se spojenou platformou. Po spojení platformy měřicího a/nebo kalibračního zařízení s měřeným nebo kalibrovaným tělesem se provádí jejich libovolný pohyb v pracovním prostoru tělesa prostřednictvím pohonů tělesa, přičemž jsou snímány veličiny odpovídající vzájemné poloze jednotlivých členů zařízení a na jejich podkladě je stanovena poloha tělesa v prostoru nebo jeho kalibrace. Počet měřených veličin měřených současně všemi senzory v zařízení při pohybu platformy s měřeným nebo kalibrovaným tělesem je alespoň o jeden vyšší než počet stupňů volnosti zařízení. Zařízení pro měření a/nebo kalibraci polohy tělesa v prostoru
- 1 CZ 306118 B6 podle výše uvedeného způsobu, sestává z alespoň dvou pohyblivých ramen, které jsou jedním koncem kloubově spojeny s rámem a druhým koncem s platformou pro připojení na měřené nebo kalibrované těleso. Zařízení je opatřeno čidly pro snímán vzájemné polohy jednotlivých členů zařízení. Počet čidel pro snímání vzájemné polohy mezi jednotlivými částmi ramene a/nebo mezi jednotlivými částmi ramene a rámem a/nebo platformou a/nebo mezi platformou a rámem je větší než počet stupňů volnosti zařízení.
V americké přihlášce vynálezu US 4639878 je popsán způsob a systém pro automatické určení polohy a uspořádání trojrozměrného tělesa na předem definovaném stanovišti tím, že využívá tři kamery, z nichž každá generuje ne-překrývající rovinu obrazových dat a bez použití strukturovaného světla. Polohy cílových bodů jsou stanovené a zpracované počítačem spolu s kalibračními daty, které odpovídají očekávané poloze tělesa v předem definovaném místě, aby byly poskytnuty údaje týkající se polohy a uspořádání, například karosérie automobilu na montážní lince.
Většina používaných způsobů a zařízení pro měření vibrací tuhých těles či konstrukčních celků je založená na optických metodách. Ty většinou využívají dynamickou fotogrammetrii, digitální korelaci obrazu či metodu interferometrickou. Výhodou těchto metod je možnost měření deformací a vyhodnocení napjatosti na povrchu zkoumaného tělesa. Ovšem používaná zařízení jsou velmi nákladná z důvodu použití dvou drahých rychlých kamer případně laserové techniky a specifického software pro vyhodnocení. Často je navíc nutné před realizací měření na konstrukční celek nanést opticky citlivou vrstvu či síť bodů, jejichž okamžitá poloha se pak měří.
Cílem vynálezu je navrhnout jednoduchý a levný způsob měření a vyhodnocení prostorového pohybu konstrukčních celků, kteiý využívá minimálního počtu snímačů polohy.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo způsobem měření a vyhodnocování prostorového pohybu konstrukčních celků, jehož podstata spočívá v tom, že pro vyhodnocování prostorového pohybu zkoumaného objektu, se zaznamenává šest nezávislých veličin v podobě posuvů měřených bodů anebo úhlů natočení zjišťovaných na třech navzájem kolmých měřených rovinách za použití referenčního ortogonálního souřadného systému, který je po dobu měření nehybný, přičemž takto zjištěné veličiny jsou následně využity pro stanovení okamžité polohy kteréhokoliv bodu zkoumaného objektu.
Podstatou způsobu měření je tedy záznam a vyhodnocení pouze šesti zobecněných posuvů zkoumaného objektu, což odpovídá počtu stupňů volnosti tuhého tělesa v prostoru, přičemž čím více úhlů z těchto 6 -ti veličin je měřeno, tím přesněji je pozice objektu vyhodnocena. Jedná se o jednoduchý princip měření.
Zařízení k provádění způsobu, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje dvojici 2D snímačů vzdáleností, případně jednoho 2D snímače a dvou jednosložkových snímačů vzdálenosti, upevněných v držácích prostřednictvím aretace, kde držáky jsou mechanicky připevněny ke stojanu a 2D snímače jsou prostřednictvím datových kabelů včetně sběrnice dat připojeny k řídicí jednotce PC, ve kterém je instalováno softwarové vybavení.
Za hlavní výhody navrhovaného způsobu podle tohoto vynálezu lze považovat:
• použití malého počtu snímačů polohy vzhledem k tomu, že lze měřit obecný prostorový pohyb tuhého tělesa;
• využití menšího počtu snímačů v porovnání s použitím jednoosých snímačů vzdálenosti a z toho odvíjející se zjednodušení přípravy a realizace měření;
-2CZ 306118 B6 • snížení nákladů na energie při aplikaci popsaného způsobu měření;
• je možno použít libovolný typ snímačů polohy například indukční, ultrazvukové, laserové, podmínkou je dostatečná snímací frekvence;
• v reálném čase je možno získat okamžitou polohu (případně rychlost i zrychlení) kteréhokoliv bodu tělesa, což může pomoci při návrhu dalších konstrukčních prvků a součástí;
• odstranění nutnosti aplikace opticky citlivé vrstvy na snímaný konstrukční prvek oproti použití optických kamer • přesnost vyhodnocení měření spočívající v tom, že ve vyhodnocovací proceduře se neuvažují žádné zjednodušující předpoklady, proto nedochází k zvětšování chyby měření při zpracování získaných signálů.
Objasnění výkresů
Vynález je dále přiblížen pomocí výkresů, kde obr. 1 znázorňuje variantu využití 2ks 2D snímačů vzdálenosti, obr. 2 znázorňuje variantu využití Iks 2D snímače vzdálenosti a 2ks ID snímačů vzdálenosti, obr. 3 znázorňuje variantu využití 2ks 2D snímačů vzdálenosti s přídavným přípravkem s měřenými plochami umístěným na zkoumaném objektu, obr. 4 znázorňuje ortogonální souřadný systém a obr. 5 vývojový diagram.
Příklady uskutečnění vynálezu
Vynález řeší způsob měření a vyhodnocování prostorového pohybu konstrukčních celků, který spočívá v záznamu šesti nezávislých veličin v podobě posuvů (měřených bodů 4) anebo úhlů 5 a 17 natočení zjišťovaných na třech navzájem kolmých měřených rovinách 14 za použití referenčního ortogonálního souřadného systému x, y, z, který je po dobu měření nehybný. Takto zjištěné veličiny jsou následně využity pro stanovení okamžité polohy kteréhokoliv bodu zkoumaného objektu. Podstatou způsobu měření je tedy záznam a vyhodnocení pouze šesti zobecněných posuvů zkoumaného objektu 2, což odpovídá počtu stupňů volnosti tuhého tělesa v prostoru, Přičemž čím více úhlů z těchto 6-ti veličin je měřeno, tím přesněji je pozice objektu 2 vyhodnocena. Jedná se o jednoduchý princip měření.
Způsob měření, který využívá tří navzájem kolmých rovin, tzv. měřené roviny 14 na zkoumaném objektu 2, přičemž pokud nejsou takové roviny k dispozici, je nutné tyto roviny vytvořit. K tomu účelu slouží přípravek 13 pro měření, který měřené roviny 14 obsahuje.
2D snímač 1 vzdálenosti umožňuje stanovit vždy dvě souřadnice bodu či více bodů v jedné rovině. Tato rovina bude dále nazývána profilová rovina. V případě laserových snímačů je profilová rovina tvořena svazkem laserových paprsků. Šířka svazku paprsků v dané vzdálenosti od snímače pak definuje vzdálenost krajních sledovatelných bodů 2D snímače 1, tedy pracovní rozsah snímače. Pro další účely je zaveden pojem referenční roviny, která pak prochází body nacházejícími se v polovině pracovního rozsahu snímače a je zároveň kolmá na profilovou rovinu.
Navrhovaný způsob měření spočívá v následujících krocích.
Na počátku měření jsou 2D snímače 1 vzdálenosti umístěny tak, že profilová rovina je kolmá na průsečnici dvou měřených rovin zkoumaného objektu 2 a referenční rovina snímače, dělicí snímanou oblast na dvě stejně velké části, svírá úhel τ 15 pro první 2D snímač 1 a úhel δ 18 pro druhý 2D snímač 1 v rozmezí 95° až 175° k měřeným rovinám, nejlépe však 135°. Tento úhel se
-3CZ 306118 B6 volí dle očekávaných limitních výchylek objektu jednotlivých měřených rovin a rozsahu použitého 2D snímače 1.
Před započetím měření je nutné odečíst vzdálenosti profilových rovin obou 2D snímačů 1 vzdáleností od průsečnice dvou měřených rovin a získat referenční vzdálenost 16.
2D snímače 1 umožňují obecně stanovit vzdálenosti vybraných měřených bodů 4 na měřených rovinách 14 ve směru kolmém na tyto měřené roviny.
2D snímače 1 vzdáleností zaznamenávají/měří pozici měřených bodů 4 anebo úhly 5 a 17 měřené 2D snímačem 1 v reálném čase.
Měří se vždy 6 veličin, např. dva úhly 5 a 17, a čtyři souřadnice měřených bodů 4_ve zvolených měřených rovinách 14, jak je patrné z obr. 1 a obr. 2.
Zařízení k provádění způsobu zahrnuje dvě primární části. První z nich je hardwarová část, která zahrnuje 2D snímač/e 1 anebo ID snímač/e 6 vzdálenosti umístěných/ém v držácích/ku 8.
Sběr měřených dat, jejich zpracování a vyhodnocování výsledků měření se provádí pomocí druhé primární části, kterou je řídicí jednotka 11 počítače s implementovaným softwarovým vybavením 12. Řídicí jednotka 11 zaznamenává a dále zpracovává libovolné kombinace měřených šesti veličin určujících pozici objektu 2, tedy úhlů 5 a 17 či vzdáleností měřených bodů 4.
Zařízení k provádění způsobu lze zkonstruovat v různých variantách provedení.
Jedna z variant zařízení je znázorněna na obr. 1. Zařízení v tomto provedení zahrnuje dvojici 2D snímačů 1 vzdálenosti, které jsou upevněny v držácích 8 prostřednictvím aretace ]0. Aretace může být realizována například svěmým spojením, zajištění kolíkem, či jiným mechanickým způsobem. Držáky 8 jsou upevněny ke stojanu 9. 2D snímače 1 jsou prostřednictvím datových kabelů včetně sběrnice dat připojeny k řídicí jednotce 11, ve které je instalováno softwarové vybavení 12 umožňující sběr naměřených dat, jejich ukládání a vyhodnocování.
Funkce zařízení variantního řešení dle obr. 1 je následující. Nejprve se provede prostřednictvím aretace 10 ustavení snímačů do požadovaných pozic. 2D snímače f vzdálenosti jsou umístěny tak, aby byly zaměřeny na zkoumaný objekt 2. Z hlediska vyhodnocení je výhodné umístit 2D snímače 1 vzdálenosti takovým způsobem, že profilové roviny jsou navzájem kolmé. V dalším kroku se odečte vzdálenost profilových rovin od počátku ortogonálního souřadného systému xy z pro získání referenční pozice, ke které se vztahují všechny následné výpočty.
Posléze se softwarově nastaví způsob zaznamenávání veličin. Nastavení měřicího hardware (2D snímače 1) se provede tak, aby byly měřeny pouze požadované hodnoty, tj. celkem 6 zobecněných souřadnic - poloha měřených bodů 4 a úhly 5 a 17 v rámci snímaných profilů 3.
Záznam signálů se provádí během vlastního měření a data jsou zpracovávána pomocí software 12 běžícím na řídicí jednotce 11 v reálném čase a ukládají se do datového souboru pro další analýzy.
Vyhodnocení změřených dat, tj. získání polohy libovolného bodu zkoumaného objektu 2 se provádí pomocí softwarové aplikace 12.
Další varianta provedení zařízení je znázorněna na obr. 2. V této variantě provedení zařízení je jeden 2D snímač 1 nahrazen dvěma ID snímači 6. Tyto snímače 6 vzdálenosti jsou umístněné na stojanu 9 pro uchycení držáků 8 snímačů. Nastavení polohy a vzdálenosti 2D snímačů 1 od měřeného objektu 2 je opět realizováno pomocí aretace W. Při využití jednoho 2D snímače 1 vzdálenosti, a dvou ID snímačů 6 vzdálenosti snímají tyto snímače všechny tři měřené roviny 14 konstrukčního prvku (měřeného objektu 2).
-4CZ 306118 B6
Funkce zařízení variantního řešení dle obr. 2 je následující. Nejprve se provede ustavení snímačů do požadovaných pozic. 2D snímač 1 vzdálenosti a ID snímač 6 vzdáleností jsou umístěny tak, aby byly zaměřeny správně na zkoumaný objekt 2, tzn. ID snímače 6 se umístí kolmo na měřené roviny 14 a 2D snímač 1 vzdálenosti se ustaví analogicky jako u prvního variantního řešení. V dalším kroku se odečte vzdálenost profilové roviny 2D snímače 1 a vzdálenosti ID snímačů 6 vzdálenosti od počátku ortogonálního souřadného systému x, y, z a to z důvodu získání referenční pozice, ke které se vztahují všechny následné výpočty. Nastavení zaznamenávaných veličin (6 zobecněných souřadnic) se provádí prostřednictvím softwarového vybavení 12. Nastavení měřicího hardware (tj. 2D snímače 1 vzdálenosti a ID snímačů 6 vzdáleností se provede tak, aby byly měřeny pouze požadované hodnoty, tj. celkem 6 zobecněných souřadnic tj. poloha měřených bodů 4 a úhlů 5 a 17 v rámci snímaného profilu 3. Záznam signálů se provádí během vlastního měření a data jsou zpracovávána pomocí software 12 běžícím na řídicí jednotce 11 v reálném čase a ukládají se do datového souboru pro další analýzy. Vyhodnocení změřených dat, tj. získání polohy libovolného bodu zkoumaného objektu 2 se provádí pomocí softwarového vybavení 12, které je aplikováno v paměti PC a řízeno pomocí řídicí jednotky 11.
Další varianta provedení zařízení je znázorněna na obr. 3. Zařízení je v tomto případě doplněno přípravkem 13, který je umístěn na obecné těleso 7. Přípravek pro měření 13 obsahuje měřené plochy-roviny a je použit pro měření v případě, že zkoumaný objekt 2 neobsahuje tři navzájem kolmé roviny. V dalším je postup shodný s výše popsanou funkcí zařízení.
Příklad vyhodnocení prostorového pohybu tělesa:
Na počátku měření je nutné zvolit referenční ortogonální souřadný systém x, y z, který je po celou dobu měření nehybný (na obr. 4 je tento systém označen souřadnicemi x y z). S výhodou lze volit u prvního variantního řešení ortogonální souřadný systém x, y, z tak, aby dvě ze tří souřadnicových rovin byly rovnoběžné s profilovou rovinou 2D snímače 1.
U druhého variantního řešení je výhodné, aby jedna ze souřadnicových rovin byla rovnoběžná s profilovou rovinou 2D snímače 1. Druhý (pohyblivý) souřadný systém (xyz) je svázán se zkoumaným objektem 2. Před započetím měření je pohyblivý souřadný systém xyz totožný s referenčním souřadným systémem xyz. Pohyblivý souřadný systém xyz se umístí tak, aby dvě souřadné osy (x a y) ležely v rovině dané třemi měřenými body 4.
Při vyhodnocení aktuální pozice zkoumaného objektu 2 se nejprve přepočtou všechny úhly 5 a 17 na pravoúhlé souřadnice bodů 4 ležících v jediné měřené rovině 14. V tomto případě lze vycházet obecně z rovnice přímky dané jedním bodem 4, jehož poloha je stanovena pomocí téhož 2D snímače 1, a směrnicí definovanou odpovídajícím úhlem 5 a 17.
Následně již lze stanovit pozici pohyblivého souřadného systému xyz. Aktuální poloha první roviny souřadnic (x - y) je dána okamžitými souřadnicemi uvažovaných tří bodů (A, B, C). Druhou rovinu souřadnic (x - ž) lze získat z okamžitých souřadnic již jen dvou bodů (A, B) a z podmínky kolmosti k první rovině (x - y). Rovnice třetí roviny souřadnic (y - ž) se nakonec stanoví z okamžité pozice jednoho bodu (A) a podmínky kolmosti k první (x - y) a druhé rovině (x - ž). Průsečík tří rovin souřadnic udává aktuální polohu počátku pohyblivého souřadného systému xyz. Normály získaných tří rovin souřadnic definují polohu souřadných os x, y, ž.
Nakonec je již možné určit polohu kteréhokoliv bodu 4 zkoumaného tělesa 2 v daném okamžiku ze známých relací pro transformaci z jednoho Kartézského souřadného systému do druhého.
Vyhodnocení se provádí sekvenčně dle vývojového diagramu uvedeného na obr. 5. Z informací o pohybu několika bodů 4 na povrchu tělesa 2 je pak možné vyhodnotit maximální výchylky či
-5CZ 306118 B6 vytvářet animace jeho pohybu. Vyhodnocení lze provést také na základě uvažování více než tří bodů 4 při zachování výše popsaného principu využití podmínky kolmosti souřadnicových rovin.
Průmyslová využitelnost
Řešení je možno využít všude tam, kde dochází ke změně polohy nebo orientace zkoumaného objektu v rozmezí rozsahu daných snímačů a to jak při vývoji a výzkumu, tak v různých oblastech strojírenského průmyslu, při vývoji nových řešení či optimalizaci, při technické diagnostice, apod.
Claims (7)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob měření prostorového pohybu konstrukčních celků, vyznačující se tím, že sestává z následujících kroků:- určení nebo vytvoření tří navzájem kolmých ploch na zkoumaném objektu (2) pro získání tří měřených rovin (14)- ustavení snímačů vzdálenosti, z nichž alespoň jeden je 2D snímačem (1) vzdálenosti, kolem zkoumaného objektu (2) tak, že u každého 2D snímače (1) vzdálenosti je jeho profilová rovina kolmá na průsečnici dvou měřených rovin (14) zkoumaného objektu (2) a referenční rovina snímače, dělicí snímanou oblast na dvě stejně velké části, svírá úhel (5) v rozmezí 95° až 175° k měřeným rovinám (14) a každý ID snímač (6) vzdálenosti se umístí kolmo na měřenou rovinu (14) pro záznam šesti nezávislých veličin v podobě posuvů měřených bodů (4) anebo úhlů (5) a (17) zjišťovaných na třech navzájem kolmých měřených rovinách (14)- odečet vzdálenosti profilových rovin snímačů (1) vzdáleností od průsečnice dvou měřených rovin (14)- určení alespoň jednoho měřeného bodu (4) na každé měřené rovině (14), přičemž u 2D snímačů (1) vzdálenosti leží s výhodou měřené body (4) na průsečnici dvou měřených rovin (14)- stanovení délky referenční vzdálenosti (16) vybraných měřených bodů (4) na měřených rovi- nách (14) od příslušného 2D snímače (1) vzdálenosti- měření vzdálenosti měřených bodů (4) snímačem vzdálenosti anebo úhlů (5) a (17) měřených rovin (14) vůči profilové rovině 2D snímače (1) vzdálenosti v reálném čase- vyhodnocení prostorového pohybu zkoumaného objektu (2) z naměřených veličin a stanovení okamžité polohy kteréhokoliv bodu (4) zkoumaného objektu (2).
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že referenční rovina 2D snímače (1) svírá k měřeným rovinám (14) úhel (15) či (18) o velikosti 135°.
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se t í m , že tři navzájem kolmé plochy na zkoumaném objektu (2) se vytvoří doplněním přípravku (13) pro měření, který měřené roviny (14) obsahuje.-6CZ 306118 B6
- 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že nejprve se zvolí referenční ortogonální souřadný systém x, y z, který je po celou dobu měření nehybný, přičemž výhodné je, aby jedna ze souřadnicových rovin byla rovnoběžná s profilovou rovinou 2D snímače (1), zatímco pohyblivý souřadný systém (xyz) je svázán se zkoumaným objektem (2), přičemž na počátku měření je pohyblivý souřadný systém xyz totožný s referenčním souřadným systémem x, y z, přičemž pohyblivý souřadný systém xyz je umístěn způsobem, aby dvě souřadné osy (x a ý) ležely v rovině dané třemi měřenými body (4), načež pro vyhodnocení aktuální pozice zkoumaného objektu (2) se nejprve přepočtou všechny úhly (5) na pravoúhlé souřadnice bodů (4) ležících v jedné měřené rovině (14), poté se stanoví pozice pohyblivého souřadného systému xyz tak, že aktuální poloha první roviny souřadnic (x - ý) je dána okamžitými souřadnicemi uvažovaných tří bodů (A, B, C), přičemž druhou rovinu souřadnic (x - ž) lze získat z okamžitých souřadnic již jen dvou bodů (A, B) a z podmínky kolmosti k první rovině (x - y) a dále se rovnice třetí roviny souřadnic (y - ž) nakonec stanoví z okamžité pozice jednoho bodu (A) a podmínky kolmosti k první (x - ý) a druhé rovině (x - ž), kde průsečík tří rovin souřadnic udává aktuální polohu počátku pohyblivého souřadného systému xyz, takto získané normály tří rovin souřadnic definují polohu souřadných os x, y, ž.
- 5. Zařízení k provádění způsobu, podle kteréhokoliv z předcházejících nároku 1 až 4, vyznačující se tím, že zahrnuje dvojici 2D snímačů (1) vzdáleností jsou v kontaktu s držáky (8) prostřednictvím aretačního zařízení (10) pro fixaci směru a polohy, kde držáky (8) jsou mechanicky spojeny se stojanem (9), přičemž 2D snímače (1) jsou prostřednictvím datových kabelů včetně sběrnice dat připojeny k řídicí jednotce (11), ve které je instalováno softwarové vybavení (12) pro sběr naměřených dat, jejich ukládání a vyhodnocování.
- 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že zahrnuje jeden 2D snímač (1) který je v kontaktu s držákem (8) prostřednictvím aretačního zařízení (10) pro fixaci směru a polohy a dvojici ID snímačů (6) uspořádaných na stojanu (9), přičemž 2D snímač (1) i dvojicelD snímačů (6) jsou propojeny prostřednictvím datových kabelů včetně sběrnice dat a jsou připojeny k řídicí jednotce (11), ve které je instalováno softwarové vybavení (12) pro sběr naměřených dat, jejich ukládání a vyhodnocování.
- 7. Zařízení podle nároků 5a 6, vyznačující se tím, že jako 2D snímače (1) vzdáleností a ID snímače (6) vzdáleností jsou použity laserové snímače.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-981A CZ306118B6 (cs) | 2014-12-31 | 2014-12-31 | Způsob měření a vyhodnocení prostorového pohybu konstrukčních celků s využitím snímačů vzdálenosti a zařízení k jeho provádění |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-981A CZ306118B6 (cs) | 2014-12-31 | 2014-12-31 | Způsob měření a vyhodnocení prostorového pohybu konstrukčních celků s využitím snímačů vzdálenosti a zařízení k jeho provádění |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2014981A3 CZ2014981A3 (cs) | 2016-08-10 |
| CZ306118B6 true CZ306118B6 (cs) | 2016-08-10 |
Family
ID=56611696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-981A CZ306118B6 (cs) | 2014-12-31 | 2014-12-31 | Způsob měření a vyhodnocení prostorového pohybu konstrukčních celků s využitím snímačů vzdálenosti a zařízení k jeho provádění |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ306118B6 (cs) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4639878A (en) * | 1985-06-04 | 1987-01-27 | Gmf Robotics Corporation | Method and system for automatically determining the position and attitude of an object |
| CZ18699U1 (cs) * | 2008-04-18 | 2008-06-30 | Vysoká škola bánská - Technická univerzita Ostrava | Zařízení pro měření polohy a/nebo změny polohy tělesa |
| CZ301255B6 (cs) * | 2003-08-01 | 2009-12-23 | Zpusob a zarízení pro urcení polohy objektu v prostoru | |
| CZ303752B6 (cs) * | 2006-01-04 | 2013-04-24 | CVUT v Praze - fakulta strojní | Zpusob a zarízení pro merení a/nebo kalibraci polohy telesa v prostoru |
-
2014
- 2014-12-31 CZ CZ2014-981A patent/CZ306118B6/cs unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4639878A (en) * | 1985-06-04 | 1987-01-27 | Gmf Robotics Corporation | Method and system for automatically determining the position and attitude of an object |
| CZ301255B6 (cs) * | 2003-08-01 | 2009-12-23 | Zpusob a zarízení pro urcení polohy objektu v prostoru | |
| CZ303752B6 (cs) * | 2006-01-04 | 2013-04-24 | CVUT v Praze - fakulta strojní | Zpusob a zarízení pro merení a/nebo kalibraci polohy telesa v prostoru |
| CZ18699U1 (cs) * | 2008-04-18 | 2008-06-30 | Vysoká škola bánská - Technická univerzita Ostrava | Zařízení pro měření polohy a/nebo změny polohy tělesa |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2014981A3 (cs) | 2016-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| He et al. | A new error measurement method to identify all six error parameters of a rotational axis of a machine tool | |
| Castro et al. | Dynamic calibration of the positioning accuracy of machine tools and coordinate measuring machines using a laser interferometer | |
| Du et al. | Development of a multi-step measuring method for motion accuracy of NC machine tools based on cross grid encoder | |
| US7905031B1 (en) | Process for measuring a part | |
| Linares et al. | Impact of measurement procedure when error mapping and compensating a small CNC machine using a multilateration laser interferometer | |
| Brosed et al. | Laser triangulation sensor and six axes anthropomorphic robot manipulator modelling for the measurement of complex geometry products | |
| Liu et al. | Binocular-vision-based error detection system and identification method for PIGEs of rotary axis in five-axis machine tool | |
| Rahman et al. | Five axis machine tool volumetric error prediction through an indirect estimation of intra-and inter-axis error parameters by probing facets on a scale enriched uncalibrated indigenous artefact | |
| Acero et al. | Verification of an articulated arm coordinate measuring machine using a laser tracker as reference equipment and an indexed metrology platform | |
| US7495773B2 (en) | In situ determination of pixel mapping in interferometry | |
| US20230194240A1 (en) | Coordinate measuring system | |
| Bottalico et al. | Sensor-based calibration of camera’s extrinsic parameters for stereophotogrammetry | |
| JP6747151B2 (ja) | 追尾式レーザ干渉計による位置決め機械の検査方法及び装置 | |
| CN108955553B (zh) | 基于激光数字散斑干涉定位的多点应变测量装置和方法 | |
| CN106959704B (zh) | 三维形貌测量仪的控制方法及其系统 | |
| Iwai et al. | Development of a measuring method for motion accuracy of NC machine tools using links and rotary encoders | |
| JP2015129667A (ja) | 計測装置、および計測装置の校正方法 | |
| CZ306118B6 (cs) | Způsob měření a vyhodnocení prostorového pohybu konstrukčních celků s využitím snímačů vzdálenosti a zařízení k jeho provádění | |
| Pahk et al. | Development of virtual coordinate measuring machines incorporating probe errors | |
| JP4922905B2 (ja) | 回転中心線の位置変動測定方法および装置 | |
| Liu et al. | The application of the double-readheads planar encoder system for error calibration of computer numerical control machine tools | |
| Jaworski et al. | Research on accuracy of automatic system for casting measuring | |
| CZ28316U1 (cs) | Zařízení pro měření a vyhodnocení prostorového pohybu konstrukčních celků s využitím snímačů vzdálenosti | |
| Biro et al. | Integration of a scanning interferometer into a robotic inspection system for factory deployment | |
| Rak et al. | Systematic errors of measurements on a measuring arm equipped with a laser scanner on the results of optical measurements |