Wirtschaftliche Posemessung an Werkzeugmaschinen mit einem photogrammetrischen Messsystem

使用摄影测量系统对机床进行经济的位姿测量

• 批准号: 131460163
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Knut Großmann (†)
• 金额: --
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/131460163?language=en
• 关键词: Wirtschaftliche; Posemessung; Werkzeugmaschinen; mit; einem

Der wachsende Bedarf für 5- und 6-achsige Prozessbewegungen (z.B. Freiformflächenbearbeitung) bedingt den verstärkten Einsatz von Bewegungseinrichtungen mit mehr als 3 Achsen, größeren Arbeitsräumen und erweitertem Bewegungsvermögen. Zur Abnahme und Bewertung der Bewegungsgenauigkeit dieser Maschinen wird neben achsspezifischen Kenngrößen auch die Vermessung der räumlichen Bewegungsgenauigkeit in allen 6 Freiheitsgraden gefordert. Dafür bisher eingesetzte Messsysteme (z.B. Lasertracker) sind jedoch sehr teuer und können den Arbeitsraum nicht immer geschlossen erfassen, zudem sind die Messungen zeitaufwändig und erfordern qualifiziertes Fachpersonal. Eine Alternative dazu bieten photogrammetrische Messverfahren, wobei die Messgenauigkeit bisher verfügbarer Systeme mit zueinander fixierten Messkameras schlechter und der vermessbare Arbeitsraum durch Anzahl und Anordnung der Kameras fest vorgegeben ist. Eine frei konfigurierbare Anordnung einer beliebigen Anzahl von Kameras ermöglicht höhere Messgenauigkeiten und einen anpassbaren Arbeitsraum durch eine maschinen- und messaufgabenspezifisch optimierbare Messkonfiguration. Dies führt jedoch zu einer komplizierteren Einrichtung, Kalibrierung und Bedienung derartiger Messsysteme, was deren Werkstatttauglichkeit und Automatisierbarkeit begrenzt Ziel des Vorhabens ist die Erschließung der Potentiale eines frei konfigurierbaren photogrammetrischen Messsystems zur hoch genauen Vermessung der Bewegungsgenauigkeit in 6 Freiheitsgraden im Arbeitsraum einer Werkzeugmaschine. Die dafür erforderlichen Grundlagen sollen im Rahmen dieses Vorhabens erarbeitet und verifiziert werden. Der Lösungsansatz besteht darin, die Messkameras und zu erfassenden Marken sowohl direkt an zu vemessenden Maschinenbaugruppen als auch frei im Arbeitsraum anzuordnen und gemeinsam in einer Bündelblockausgleichung auszuwerten. Dabei werden neben photogrammetrischen Zusammenhängen auch kinematische Verkopplungen von relativ zueinander bewegten Baugruppen sowie Steuerungsinformationen in einem Messmodell zusammengeführt. Die Messkonfiguration (Anzahl und Anordnung der Kameras und Messmarken) soll im Vorfeld hinsichtlich der modellintern erreichbaren Messgenauigkeit sowie des erfassbaren Messbereiches maschinen- und messsystemspezifisch angepasst und optimiert werden. Arbeitsschwerpunkte sind Methoden zur Integration der zu vermessenden Maschinenstruktur und ihres Bewegungsvermögens in ein erweitertes Messmodell sowie Methoden für die Optimierung von Anordnung und Blickfeld der Kameras auf der Basis dieses Modells. Anhand experimenteller Untersuchungen verschiedener Messsystemkonfigurationen soll die Funktion des verfolgten Lösungsansatzes nachgewiesen sowie Möglichkeiten und Grenzen eines solchen Posemesssystems demonstriert und bewertet werden. Als Demonstrator dient eine am IWM Dresden vorhandene sechsachsige Bewegungseinrichtung.

Der wachsende Bedarf für 5- und 6-achsige Prozessbewegungen (z.B. Freiformflächenbearbeitung) bedingt den verstärkten Einsatz von Bewegungseinrichtungen mit mehr als 3 Achsen, größeren Arbeitsräumen und erweitertem Bewegungsvermögen. Zur Abnahme 和 Bewertung der Bewegungsgenauigkeit dieser Maschinen wird neben achsspezifischen Kenngrößen auch die Vermessung der räumlichen Bewegungsgenauigkeit in allen 6 Freiheitsgrade gefordert。 Dafür bisher eingesetzte Messsysteme (z.B. Lasertracker) isind jedoch sehr teuer and können den Arbeitsraum nicht immer geschlossen erfassen, zudem sind die Messungen zeitaufwändig and erfordern qualifiziertes Fachpersonal.另一种摄影测量方法是，将 Messkameras schlechter 和 der vermessbare Arbeitsraum durch Anzahl 和 Anordnung der Kameras fest vorgegeben ist 的 Messgenauigkeit verfügbarer Systeme 和 zueinander 固定。任何配置都可以通过相机进行配置，并且可以在机械配置中进行配置和优化配置。自动化系统的设计、校准和使用，是自动化系统的工作原理和自动控制的基础，它是自动化摄影测量系统的潜在潜力 zur hoch genauen Vermessung der Bewegungsgenauigkeit 在 6 Freiheitsgraden im Arbeitsraum einer Werkzeugmaschine。 Die dafür erforderlichen Grundlagen sollen im Rahmen dieses Vorhabens Erarbeitet 和 Verifiziert werden。 Der Lösungsansatz besteht darin, die Messkameras und zu erfassenden Marken sowohl direkt an zu vemessenden Maschinenbaugruppen als auch frei im Arbeitsraum anzuordnen und gemeinsam in einer Bündelblockausgleichung auszuwerten. Dabei werden neben photogrammetrischen Zusammenhängen auch kinematische Verkopplungen von relativ zueinander bewegten Baugruppen sowie Steuerungsinformationen in einem Messmodell zusamengeführt.仪表配置（Anzahl und Anordnung der Kameras und Messmarken）是在 Vorfeld hinsichtlich der modellintern erreichbaren Messgenauigkeit sowie des erfassbaren Messbereiches maschinen- 和messsystemspezifisch angepasst 和 optimiert werden 中实现的。机械结构集成和机械结构集成方法是在所有模型中进行优化的方法，包括基于模型的相机和相机的优化。一名实验者对 Messsystemkonfigurationen soll die Funktion des verfolgten Lösungsansatzes nachgewiesen sowie Möglichkeiten und Grenzen eines solchen Posemesssystems Demonstriert and bewertet werden.该演示器是 IWM Dresden vorhandene sechsachsige Bewegungseinrichtung 的。