V doktorski disertaciji predstavljamo raziskavo vpliva manipulacije z robotom na
izmerjeno negotovost dimenzij izdelkov. Delo obravnava robotsko merilno celico
namenjeno statističnim procesnim meritvam. Z robotizacijo meritev v proizvodnih
procesih robot postane del merilnega sistema in njegove lastnosti neposredno vplivajo
na proces meritev. V sklopu doktorske disertacije je robot ter manipulacija z robotom
obravnavana kot vplivni element na negotovost meritev dimenzij objektov.
Prvo poglavje predstavlja vpogled v statistične procesne meritve trenutno uporabljene v kosovni proizvodnji. Prikazani so kriteriji zmogljivosti merilnih sistemov in
sistemov za vodenje proizvodnega procesa. Trenutno stanje robotizacije proizvodnih
meritev in temeljna vprašanja disertacije zaključujejo uvodno poglavje.
Drugo poglavje predstavlja uporabljen eksperimentalni sistem – robotsko celico
namenjeno statistični procesni kontroli. Poudarjene so ključne lastnosti uporabljenega sodelujočega robota UR5e in primerjalno-merilnega robot Renishav Equator 300
(PME). Poglavje se nadaljuje z opisom dveh obravnavanih geometrijsko in dimenzijsko
različnih tipov serijskih produktov. Šestim najbolj kritičnim dimenzijskim karakteristikam, vsebovanih v vsakodnevno statistično procesno kontrolo, sledi opis izvajanja in
vrednotenja procedur analize merilnega sistema (MSA). Najbolj pogosti rezultati MSA
so parameter sposobnosti Cg, standardni odklon in razpon meritev R v primeru vrednotenja sposobnosti merila ter parameter ponovljivosti in primerljivosti GRR (ang.
repeatability and reproducibility) pri verifikaciji sposobnosti merilnega procesa. Sledi
teoretični prikaz merilne negotovosti in meroslovne sledljivosti v praksi.
Izhodiščno vprašanje, ali ima manipulacija z robotom vpliv na dimenzijske meritve,
je obravnavano v tretjem poglavju disertacije. V definiranih devetih različnih scenarijih manipulacije z robotom, od nič manipulacije do polne robotske manipulacije, je
bil robot uporabljen kot manipulator za prenašanje in vstavljanje merilnih objektov
v PME. Posamezen scenarij manipulacije z robotom vsebuje tri serije meritev s po
25 ponovitvami manipulacije z robotom in dimenzijskih meritev s PME. Vpliv manipulacije z robotom je obravnavan na podlagi procedure 1 MSA statistične analize.
Poleg obravnave kompleksnosti robotske manipulacije sta bila ločeno obravnava način
delovanja (diskretno dotikanje in skeniranje) in vzorčenja PME. Z višanjem kompleksnosti robotske manipulacije (dodajanje daljših gibov, večje spremembe v orientaciji
in večkratna prijemanja) raztros meritev narašča, medtem ko razlika v raztrosu pri
dveh načinih delovanja in pri različnemu številu vzorčnih točk PME ni bila zaznavna.
V četrtem poglavju je posebna pozornost usmerjena v obravnavo trajektorije vrha
robota. Izpostavljen je način interpolacije giba robota (linearen gib oziroma gib po
sklepih), različne hitrosti giba, dolžina giba in število aktivnih sklepov za izvedbo
robotskega giba. Prepoznan je vpliv na točnost in natančnost vrha robota. Napaka
točnosti in natančnosti vrha robota je zaznana posredno preko raztrosa meritev dimenzij, večji raztros meritev dimenzij je posledica variabilnosti lege vstavljenega merilnega
objekta v ležišču merilnika. Zajeti dimenzijski podatki so analizirani s proceduro 1
analize MSA, statistične neodvisnosti posameznih vplivnih parametrov trajektorije pa
so nadalje obravnavane z metodo analize variance (ANOVA). Vsak izpostavljen para-
meter ima vsaj minimalen vpliv na točnost in natančnost robota oziroma na negotovost
meritev dimenzij.
Zadnje poglavje je namenjeno obravnavi operaciji robotskega prijemanja. Za opazovanje spremembe orientacije objekta je zasnovan optični merilni sistem z dvema
linijskima laserskima senzorjema. Poleg dimenzijskih meritev so opazovane razlike v
vseh treh kotih orientacije pri samo dotiku in izpenjanju z robotom. Zasuk okoli vertikalne osi osno-simetričnega objekta je izrazitejši izpenjanju s primerjavo samo dotika.
Zasuka okoli preostalih dveh osi nista izrazita. Glede na spremembe med dotikom in izpenjanjem so razlike v zaznanih zasukih med različnimi apliciranimi silami prijemanja
praktično zanemarljive.
|