الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۲۷
کد مقاله
TEC27
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
مهندسی معکوس هندسی با استفاده از یک پروفیل لیزر اسکنر نصب شده بر روی یک ربات صنعتی
نام انگلیسی
GEOMETRIC REVERSE ENGINEERING USING A LASER PROFILE SCANNER MOUNTED ON AN
تعداد صفحه به فارسی
۱۶
تعداد صفحه به انگلیسی
۶
کلمات کلیدی به فارسی
: مهندسی معکوس هندسی، سیستم های اندازه گیری سه بعدی، اسکن لیزر، قطعه بندی، رشد ناحیه
کلمات کلیدی به انگلیسی
Geometric Reverse engineering, 3D measurement systems, laser scanning, segmentation, region growing
مرجع به فارسی
ششمین کنفرانس بین‌المللی بالتیک DAAAM مهندسی صنعتی
مرجع به انگلیسی
۶th International DAAAM Baltic Conference INDUSTRIAL ENGINEERING
کشور
مهندسی معکوس هندسی با استفاده از یک پروفیل لیزر اسکنر نصب شده بر روی یک ربات صنعتی
چکیده
اسکنرهای لیزر با ترکیب با ادوات تعیین موقعیت دقیق غالباً در مهندسی معکوس هندسی (GRE) جهت اندازه گیری داده های نقطه ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. ربات صنعتی با عنوان ابزاری برای تعیین موقعیت، قبلاً دارای دقت پایینی بوده است، اما مزیت کنترل عددی، سریع و انعطاف پذیر، آن را به عنوان یک مضمون قابل توجه در زمینه این تحقیق مطرح ساخته است. بر این مبنا ما اقدام به ساخت یک سیستم اندازه گیری بر مبنای اسکنر پروفیل لیزر نمودیم که بر روی یک ربات صنعتی نصب شده است. در این مقاله ما نتایج حاصل شده از تست های عملی بر مبنای داده های نقطه ای را مورد بررسی قرار می‌دهیم. علاوه بر این ما نشان خواهیم داد که چگونه داده های حاصل شده از پروفیلهای لیزری را می‌توان جهت افزایش دقت در بعضی مواقع مورد استفاده قرار داد. در نهایت ما روش جدیدی را برای قطعه بندی مسطح با استفاده از پروفیل های لیزری پیشنهاد خواهیم نمود.
کلمات کلیدی: مهندسی معکوس هندسی، سیستم های اندازه گیری سه بعدی، اسکن لیزر، قطعه بندی، رشد ناحیه
مهندسی معکوس هندسی ربات صنعتی
۱- مقدمه
مهندسی معکوس هندسی(GRE) در زمینه مشکلات مرتبط با ایجاد مدلهای- CAD اشیای حقیقی، از طریق متناسب سازی داده های نقطه سه بعدی که از سطوح آنها اندازه گیری شده‌اند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقدمه ای در این زمینه که غالباً بدان رجوع می‌شود مبحثی می‌باشد که به وسیله وارادای (Varady) مورد بررسی قرار گرفته است. سیستم های اندازه گیری برای این هدف غالباً بر مبنای یابنده های محدوده لیزری در ترکیب با ادوات مکانیکی برای تعیین موقعیت می‌باشند. به منظور بهره گیری در کاربردهای صنعتی، ترجیح داده می‌شود که از ادوات تعیین موقعیت که احتمال کنترل عددی را فراهم می‌آورند استفاده شود بگونه‌ای که بتوان نسبت به بوجود آوردن ابرهای نقطه ای بدون دخالت انسان اقدام کرد. این امر منجر به ایجاد ایده بهره گیری از یک ربات صنعتی به عنوان ابزار تعیین موقعیت شده است.
جهت تست این ایده ما نسبت به طراحی و ساخت یک سیستم اندازه گیری بر مبنای اسکنر پروفیل و یک ربات صنعتی ABB IRB140 با صفحه چرخشی بر مبنای شکل ۱ اقدام نمودیم. جهت مجتمع سازی این دو سیستم و کنترل حرکت اسکنر، ما از سیستم وارکن (Varkon) و سیستم مبنع باز CAD استفاده کردیم. با توجه به سیستم اندازه گیری از این نوع یک نقطه سطح مرتبط با شی به صورت ذیل مشخص خواهد شد:
(۱)
جاییکه موقعیت سه بعدی جاری ابزار ربات می‌باشد که در موقعیت در مسیر محدوده لیزریاب مستقر می‌باشد و d فاصله از به سطح شی می‌باشد. ربات های صنعتی معمولاً دارای دقت کمتری در مقایسه با یابنده های محدوده لیزری می‌باشند و داده های نقطه سه بعدی که بر مبنای معادله ۱ محاسبه شده اند از این طریق به واسطه دقت ربات محدود خواهند شد. با این وجود در صورتی که از یک اسکنر مقطع طولی استفاده شود برخی از عملیات مهندسی معکوس هندسی را می‌توان بدون شامل نمودن جهت گیری ربات انجام داد. اسکنر مقطع طولی نسبت به ایجاد یک پروفیل بر روی سطح شی با بهره گیری از یک لیزر خطی و با استفاده از یک دوربین جهت دریافت تصویر پروفیل اقدام می‌نماید. فرآیند تصویر دو بعدی پس از آن جهت مشخص نمودن پیکسل های داخل تصویر که معرف پروفیل می‌باشد اعمال شده و در نهایت جدول کالیبراسیون جهت مشخص نمودن تصاویر برای یک سیستم مختصات دو بعدی بکار برده می‌شود. به شکل ۲ توجه کنید.
مهندسی معکوس هندسی ربات صنعتی
۲- مهندسی معکوس هندسی بر مبنای ابرهای نقطه‌ای
یک روش متناسب برای مهندسی معکوس هندسی سطوح مسطح، آغاز به کار با یک سری از نقاط هندسی بدون نظم یا دسته بندی نمودن آنها به صورت فضایی می‌باشد، بگونه ای که آنها را بتوان به یک شبکه مثلثی شکل متصل نمود. الگوریتم مثلثی که ما آن را مورد استفاده قرار داده ایم در این بخش مورد کنکاش قرار خواهد گرفت. در وهله بعد جداسازی با جهت مشخص ساختن نواحی مثلث های هم صفحه انجام می‌گردد. در نهایت این سطوح در تناسب با نواحی جداشده قرار می‌گیرند. روش جداسازی یا تفکیک که تناسب خوبی را برای سطوح تخت مهندسی معکوس هندسی دارند تحت عنوان رشد ناحیه خوانده می‌شود. یک نقطه مثلث در ابتدا مشخص شده و مثلث های مجاور پس از آن اضافه می‌گردند تا آنکه یک ناحیه مسطح یا تخت را تشکیل دهند. بر این مبنا ساچی (Sacchi) و همکاران روشی را جهت مشخص نمودن این نقطه ها بر مبنای مقادیر منحنی اسکالر نشان دادند که این مقادیر برای هر مثلث با استفاده از اطلاعات حاصل شده از مثلث های مجاور تعیین می‌گردد. ما از این روش استفاده نموده و یک معیار رشد را بر مبنای مسیر بردارهای معمولی اضافه نمودیم. الگوریتم مهندسی معکوس هندسی که نتیجه این مضمون می‌باشد به صورت مراحل ذیل ضبط گردید:
اتصال نقاط مجاور به یک شبکه مثلثی. این امر نسبتاً آسان می‌باشد چرا که نقاط حاصل شده از اسکالر پروفیل دارای نظم ترتیبی در داخل هر پروفیل می‌باشد و بر این اساس این پروفیل ها که دارای نظم ترتیبی هستند در مسیری که ربات حرکت می‌کنند قرار می‌گیرند.
محاسبه منحنی اسکالر که از طریق مثلث ها با استفاده از الگوریتم ساچی ارزیابی شده است. یک مرحله میانی در این الگوریتم محاسبه بردارهای نرمال تقریبی می‌باشد که این مضمون در مرحله ۳ مشخص خواهد شد.
…
مهندسی معکوس هندسی ربات صنعتی
۳- مهندسی معکوس هندسی بر مبنای پروفیل ها
در این بخش ما نشان می‌دهیم که دقت ۰۵/۰ میلی متر یا دقتی بالاتر از این را می‌توان به هنگامی‌که اقدام به متناسب نمودن خطوط با پروفیل های لیزر می‌نماییم به دست آورد.
علاوه بر این نشان می‌دهیم که چگونه خطوط متقاطع از یک تصویر دوربین را می‌توان جهت اندازه گیری فواصل با دقت بالا مورد استفاده قرار داد.
در سری آزمایشات جدید ما نسبت به بررسی دقت در اندازه گیری شعاع یک دایره نیز اقدام نموده‌ایم. ما یک شی دارای شکل استوانه ای را اندازه گرفته و تصاویر مربوطه را با توجه به قرارگیری ناحیه رأس اسکنر به صورت متعامد با محور سیلندر بدست آوردیم. این استوانه پس از آن به عنوان یک قوس مدور در پنجره اسکن نشان داده شد. ما از یک استوانه فولادی با استفاده نمودیم که با بهره گیری از میکرومتر Mitutoyo (025mm/0.001mm)) اندازه گیری شد و این آزمایش به مدت ۱۰۰ بار با افزایشD در مراحل میلیمتری انجام گرفت تا آنکه پنجره اسکن را تحت پوشش قرار دهد. به منظور آنکه بتوانیم تمایز بین خطاهای سیستماتیک و هریک از ۱۰۰ مرحله فوق الذکر را مشخص کنیم هریک از این مرحله به میزان N=10 بار تکرار گردیده و در هریک از آنها هد اسکنر به میزان ۰۵/۰ میلی متر در مسیر مستقیم یا هم خط با محور استوانه حرکت نمود تا آنکه تأثیر گرد و غبار، ضخامت های تصویر مختلف و یا تأثیرات مشابه را فیلتر نماید. تعداد کل تصاویر آنالیز شده بر این مبنا ۱۰۰۰ مورد بوده است.
مهندسی معکوس هندسی ربات صنعتی
۴- یک روش ترکیبی
تناسب سطح متعارف همانگونه که در بخش ۲ تشریح شد نیازمند اطلاعات چندانی از سیستم اندازه گیری در مقایسه با مختصات سه بعدی نخواهد داشت. در صورتی که ما به پروفیل های لیزر دسترسی داشته باشیم، می‌توان نسبت به اتخاذ یک استراتژی جایگزین اقدام نمود. همانگونه که در بخش ۱۵ نشان داده شد تناسب خط به همراه پروفیل ها را می‌توان با دقت بالایی انجام داد. یک شی با یک یا چند سطوح مسطح باعث افزایش پروفیل ها به یک یا چند بخش خط مستقیم می‌شود. ما عقیده داریم که روش های تفکیک شناخته شده را می‌توان برای یافتن این خطوط بکارگرفت که البته این خطوط از دقت بسیار بالایی برخوردار می‌باشند. به هنگامی‌که یک ربات در مسیر اسکن حرکت می‌کند هریک از پروفیل های بوجود آمده در تناسب با سمت و سوی سه بعدی مشخص شده خواهد بود که در شکل ۷ می‌توان آن را مشاهده کرد. ما هریک از این مسیرها را می‌دانیم اما این موارد با دقت نسبتاً پایین ربات همراه می‌باشند.
این موضوع منطقی می‌باشد که عقیده داشته باشیم که خطای نسبی بین دو جهت گیری متوالی در امتداد یک مسیر اسکن کمتر از میزان دقت کلی ربات خواهد بود. بر این مبنا، این موضوع امکان پذیر خواهد بود تا در صورتی که بخش های خط از دو پروفیل پیاپی به یک سطح خاص تعلق داشته باشد و دارای دقتی باشد که بهتر از دقت کلی ربات است نسبت به بررسی چنین مضمونی اقدام کرد. ۲ خط در سطح مشابه معرف وجود یک سطح مسطح می‌باشد. گروه بندی کلیه خط های تفکیک شده روی نواحی تخت باعث بوجود آمدن بخش هایی مشابه با موردی خواهد شد که در بخش ۲ بر مبنای رشد مبانی تشریح شد.
مهندسی معکوس هندسی ربات صنعتی
۵- نتیجه گیری
ربات صنعتی با اسکنر پروفیل لیزری به عنوان یک جایگزین قابل توجه در کاربردهایی مطرح می‌باشد که در آنها سرعت بالا و انعطاف پذیری در ترکیب با هزینه اندک مد نظر است. جدایی یا تفکیک سطح بر مبنای داده های سه بعدی نیازمند آن می‌باشد تا نقاط به صورت مثلثی درآمده و پارامترهای معمول یا منحنی هر مثلثی را بصورت تقریب ارزیابی نمود. در صورتی که دقت سیستم اندازه گیری در تناسب بالایی با اندازه کوچکترین سطحی باشد که ما در صدد آن می‌باشیم، چنین تقریب هایی قابل پذیرش خواهند بود. دقت یک ربات صنعتی که به عنوان یک نقطه سه بعدی سیستم اندازه گیری به کار گرفته شده است نسبتاً اندک می‌باشد اما در صورتی که نرم افزار مهندسی معکوس هندسی به داده های دوربین دسترسی داشته باشد، ما نشان می‌دهیم که تناسب خطوط و محاسبه فواصل در محدوده یک تصویر دوربین را می‌توان با دقت بالایی حاصل آورد. ما عقیده داریم که این احتمال را می‌توان جهت افزایش دقت کلی چنین سیستمی‌حتی برای تفکیک سطح انجام داد. در صورتی که پروفیل های لیزر دوبعدی به خطوطی تفکیک شوند و خطوط پروفیل های مجاور برای تفکیک سطح به روشی مشابه به صورت معمول یا منحنی در رشد ناحیه بکارگرفته شوند، ما عقیده داریم که نتیجه بهتر خواهد بود. این امر بدین علت می‌باشد که خطوط متناسب شده از پروفیل های دو بعدی دارای دقت بیشتری از شبکه های مثلثی معمولی یا منحنی های تقریبی خواهند بود.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
