Robotisoidun hionnan suorituskykyanalyysi vaativan geometrian viimeistelyssä
Nordström, Juhani (2019)
Diplomityö
2019
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019050915019
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019050915019
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoitteena oli analysoida ja arvioida sekä tuottaa analyyttista vierailutietoa robotisoidun hionnan jatkokehitystyön perusteeksi hiontaprosessille määrätyillä laatuvaatimuksilla. Käytännön kokeiden mittaustulosten perusteella vertailtiin manuaalisesti ja robotisoidusti suoritettavan hionnan materiaalin poiston määrää sekä kahden eri robottijärjestelmän suorituskykyä. Suorituskyvyn vertailu kohdistui robottikäsivarsien tarkkuuteen ja käytettyihin ohjausmenetelmiin. Robotisoidun hiontaprosessin tärkeimpien tekijöiden ja robottikäsivarren suorituskyvyn tunnistamiseksi suoritettiin uusimpien tieteellisien julkaisujen tiedonhaku.
Käytännön kokeissa mitattiin koekappaleiden pinnankarheutta ja materiaalin poiston määrää. Koetulokset tarjoavat tarpeellista tietoa jatkotutkimuksia varten ja niiden perusteella voidaan kehittää robotisoitua sekä manuaalista hiontaa.
Saatujen tuloksien perusteella robotin integroitu voimaohjausmenetelmä yhdistettynä offline-ohjelmointiin ei ole optimaalinen toteutustapa robotisoidulle materiaalin poistolle. Robottikäsivarren paikoituksen toistotarkkuuden arvo näyttäisi olevan yhteydessä radan toistotarkkuuteen. Lisäksi optinen 3D-skannaus ei sovellu suurta tarkkuutta vaativiin materiaalin poiston mittauksiin johtuen titaanioksidin levittämisen epätarkkuudesta. The aim of this thesis was to analyze, evaluate and produce analytical comparative data to support further development of robotized grinding process in compliance with grinding process quality requirements. Both robotized and manually executed material removal rate and two different robot systems performance characteristics were compared based on practical test results. Performance comparison focused on robot arms accuracy and used control methods. Literature research were made to identify key factors in the robotized grinding process and performance characteristics.
In practical experiments, the surface roughness and material removal rate were measured. Results give valuable information for further researches and can also be used to improve manual grinding process.
Based on results, integrated force control method combined to offline-programming is not optimal approach to implement robotized material removal application. Robot arm position repeatability seems to correlate to path repeatability. In addition, using optical 3D-scanning method in accurate material removal rate measurements is not recommended due to the inaccuracy in the titanium oxide spraying.
Käytännön kokeissa mitattiin koekappaleiden pinnankarheutta ja materiaalin poiston määrää. Koetulokset tarjoavat tarpeellista tietoa jatkotutkimuksia varten ja niiden perusteella voidaan kehittää robotisoitua sekä manuaalista hiontaa.
Saatujen tuloksien perusteella robotin integroitu voimaohjausmenetelmä yhdistettynä offline-ohjelmointiin ei ole optimaalinen toteutustapa robotisoidulle materiaalin poistolle. Robottikäsivarren paikoituksen toistotarkkuuden arvo näyttäisi olevan yhteydessä radan toistotarkkuuteen. Lisäksi optinen 3D-skannaus ei sovellu suurta tarkkuutta vaativiin materiaalin poiston mittauksiin johtuen titaanioksidin levittämisen epätarkkuudesta.
In practical experiments, the surface roughness and material removal rate were measured. Results give valuable information for further researches and can also be used to improve manual grinding process.
Based on results, integrated force control method combined to offline-programming is not optimal approach to implement robotized material removal application. Robot arm position repeatability seems to correlate to path repeatability. In addition, using optical 3D-scanning method in accurate material removal rate measurements is not recommended due to the inaccuracy in the titanium oxide spraying.