Precision measurement instruments for machinery's mechanical compliance: design and operation
Measurement instruments for physics-based calibration of advanced manufacturing machinery
Tid: Fr 2021-12-17 kl 10.00
Plats: F3, Lindstedtsvägen 26, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/69286196867
Språk: Engelska
Ämnesområde: Industriell produktion
Respondent: Nikolas Alexander Theissen , Industriell produktion
Opponent: Professor Alexander Slocum, Massachusetts Institute of Technology, U.S.A.
Handledare: Professor Andreas Archenti, Design and Management of Manufacturing Systems, DMMS, Tillverkning och mätsystem, Hållbara produktionssystem, Processledning och hållbar produktion
Abstract
Precisionsmätinstrument (PMI) för maskins mekaniska styvhet är verktyg för att kvantifiera mekanisk belastning liksom längd för mått på 0.1 μm till 10m vid osäkerhetsnivåer från 0.1 μm till 100 μm medan mekaniska belastningar utövas. Måtten av mekanisk belastning och längd kan användas för att identifiera styvhet, relationen vilken beskriva mekanisk belastning till ändring av geometrin och vice versa. Detta arbete baserar på och bidrar till forskningen inom området kvasi-statisk styvhets mätningar av verktygsmaskiner och industrirobotar. I detta sammanhang, kvasi-statisk betyder att experimentellt mäta så nära det avsedda industriell tillämpning som möjligt, vilket resulterar i kvantifiering av positioneringsnoggrannhet under långsamma rörelser. Dessa data kan användas för att få en bättre förståelse för maskinens driftsbeteende och via kalibrering i kombination med on- eller off-line kompensationen kan maskinens prestanda förbättras. Detta tillvägagångssätt strider mot ISO-standard rekommendationer för styvhets mätningar, eftersom kvasi-statiska mätningar kan påverkas av flera överlagrade fel. Påverkan av dessa fel kan minimeras genom design och drift av PMI. Metrologer och ingenjörer har definierat precisions ingenjörs design principer för att skapa noggranna och repeterbara PMI. Ytterligare, har författaren sammanfattat kompletterande precisions ingenjörs drift principer för att säkerställa reproducerbara efterlevnadsmätningar under rörelse. Denna doktorsavhandling sammanfattar och tillämpar såväl precisions ingenjörs design som drift principer för att utveckla kvasi-statisk styvhets mätningar genom den Loaded Double Ball Bar - 3 Dimensioner (LDBB - 3D) och LDBB - 3 Dimensioner Dynamisk. Dessa principer exemplifieras i en fallstudie om elasto-geometrisk mätning av en verktygsmaskin genom att använda den designade LDBB-3D. Resultaten är avsedda att bidra till förståelsen av möjligheterna och begränsningarna för PMI för experimentella styvhetsmätningar för modellkalibrering2 och validering. Nyckelord: Mätinstrument, Verktygsmaskiner, Industrirobotar