Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เครื่องวัดพิกัด 3 มิติแบบเคลื่อนย้ายได้

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

A portable 3D coordinate measuring machine

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเครื่องกล

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.1409

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาเครื่องวัดพิกัด 3 มิติ ซียู-ซีเอ็มเอ็ม เพื่อให้สามารถใช้งานเครื่องได้สะดวกและมีฟังก์ชันการทำงานมากยิ่งขึ้น โดยคงค่าความถูกต้องไว้ที่น้อยกว่า +/- 100ไมโครเมตรเช่นเดิม รวมทั้งการหาวิธีการต่อจุดสำหรับการถอดแบบชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่ เนื่องจากจำเป็นต้องเคลื่อนย้ายตัวเครื่อง โดยจะมีการพัฒนาในหลายส่วนไม่ว่าจะเป็นการออกแบบหัวจับ ณ ตำแหน่งปลายของแขนกล เพื่อให้เกิดความสะดวกในการใช้งาน การเลือกตัวถ่วงน้ำหนักที่เหมาะสมเพื่อช่วยผ่อนแรง เนื่องจากแขนของเครื่องวัดพิกัด 3 มิติ ซียู-ซีเอ็มเอ็ม มีน้ำหนักค่อนข้างมาก การออกแบบตัวตั้งค่าเริ่มต้น (Home position) เพื่อให้มีความสะดวกในการกำหนดตำแหน่งเริ่มต้นในกับตัวแขนกลและการสอบเทียบ เครื่องวัดพิกัด 3 มิติ ซียู-ซีเอ็มเอ็มเพื่อให้ได้ค่าความถูกต้องตามที่กำหนดไว้ รวมทั้งส่วนของโปรแกรมซียู-ซีเอ็มเอ็ม ที่จะเพิ่มเติมในหลายๆฟังก์ชัน เพื่อที่จะสามารถใช้งานได้หลากหลายมากยิ่งขึ้นซึ่งเครื่องวัดพิกัดนี้ได้ พัฒนาเพื่อใช้สำหรับงานทางด้านวิศวกรรมย้อนกลับ (Reverse Engineering) ไม่ได้มีเป้าหมายในการใช้งานสำหรับการตรวจสอบคุณภาพแต่อย่างใด ซึ่งค่าพารามิเตอร์ของเครื่องวัดพิกัด 3 มิติ ซียู-ซีเอ็มเอ็มไม่สามารถหาได้เที่ยงตรง จึงจะทำการหาด้วยระเบียบวิธีเชิงเลขโดยใช้การถดถอยแบบไม่เป็นเชิง เส้น (Nonlinear Regression) ด้วยการรู้ค่าตำแหน่งมุม ความยาวหัววัด โครงสร้างของสมการแบบเอกพันธุ์ที่ใช้ในการหาค่าตำแหน่งพิกัด และตำแหน่งปลายหัววัดที่วัดเทียบกับเครื่องบราวน์ แอนด์ชาร์ปซีเอ็มเอ็มก็จะสามารถหาค่าพารามิเตอร์ที่ยังไม่รู้ค่า ค่าพารามิเตอร์ที่ประมาณได้จะนำมาใช้ในการสร้างสมการแบบเอกพันธุ์ของแขนกล ที่ใช้ในการวัดพิกัด ข้อมูลตำแหน่งพิกัดที่วัด ได้สามารถเชื่อมโยงเข้ากับโปรแกรมแคดที่ใช้โดยทั่วไปในภาคอุตสาหกรรม (ตัวอย่างเช่น CATIA)ได้ โดยการจัดเรียงข้อมูลที่วัดได้ไว้ในรูปแบบกลาง แบบ CGO_ASCII สำหรับการต่อจุดจะใช้ วิธีการกำหนดจุด 3 จุด เพื่อใช้สร้างเฟรมอ้างอิงในการเคลื่อนย้ายตัวเครื่องได้ โดยที่ตำแหน่งที่เครื่องวัดได้หลังจากย้ายตัวเครื่องจะมีตำแหน่งเทียบกับ เฟรมที่ 0 ของเครื่องที่ไม่ได้ทำการย้าย จากการทดลอง ได้ผลการทดสอบว่าเครื่องมีค่าความถูกต้องน้อยกว่า +/-100 ไมโครเมตรและได้โปรแกรมที่มีฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลายและใช้การได้จริง ตามที่ได้ออกแบบไว้

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This Research is developing the CU-CMM for more convenient and more functions by maintain the accuracy not exceed about +/- 100 Micron including finding the method for scanning the huge part. The development including designing the probe, choosing the counterbalance, setting home position, calibrating and programming. The CU-CMM is used in the Reverse Engineering project. It doesn’t use in the Quality Control project. The CU-CMM’s parameters cannot be measured with high precision. Thus the Nonlinear Regression is required by knowing the angle position, the probe length, the coordinate equation structure and tip points that compare with the points from Brown&Sharpe CMM. The approximate parameters are used in the coordinate equation. The measuring data can be imported to CAD program (for example, CATIA) by CGO_ASCII file. Using 3 reference points to set the reference frame for moving the CU-CMM. The CU-CMM‘s second location has the probe tip’s coordinate reference with frame 0 of the CU-CMM’s first location. The summary is the CU-CMM has the accuracy not exceed about +/-100 Micron and has the program’s functions that are various and can exactly usable

Link to Full Text

Share

COinS