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-achelor Prozessbewegungen（z.B. Freiformflächenbearbeitung）bedingt den verstärkten Einstruments von Bewegungseinrichtungen mit梅尔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艾伦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.一种替代的摄影测量信息系统，它是一种信息系统，它具有固定的信息相机和通过相机的Anzahl和Anordnung进行工作的空间。Eine frei konfigurierbare Anordnung einer beliebigen Anzahl von Kameras ermöglicht höhere Messgenauigkeiten und einen anpassbaren Arbeitsraum durch eine maschinen- und messaufgabenspezifisch optierbare Messconfiguration. 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 Vermesung der Bewegungsgenauigkeit in 6 Freiheitsgraden im Arbeitsraum einer Werkzeugmaschine. Die dafür erforderlichen Grundlagen sollen im Rahmen dieses Vorhabens erarbeitet und verifiziert韦尔登. Der Lösungsanshiht besteht darin，die Messkameras und zu erfassenden马尔肯sowohl direkt an zu vemessenden Maschinenbaugruppen als auch frei im Arbeitsraum anzuordnen und gemeinsam in einer Bündelblockausgleichung auszuwerten.大北韦尔登的摄影测量也有相对运动学上的差异。信息配置（摄像机和信息标记的配置和分配）在Vorfeld中是一个非常复杂的模型，它可以用来描述机器和信息系统的特性，并进行优化。Arbeitsschwerpunkte是一种基于基本模型的摄像机的优化方法，该方法用于集成优化的机械结构和它们的变形。另一个实验者验证了信息系统配置的功能，即在Möglichkeiten和Grenzen之间实现一个演示和韦尔登的姿势系统。在德累斯顿的IWM展览会上，一位展示者展示了他的作品。