موقعیت‌یابی پروانه قایق موتوری روی ماشین کنترل عددی سه‌محوره با استفاده از ماشین بینایی

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند

3 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند

چکیده

اغلب قطعات ریخته‌گری شده برای اینکه به‌دقت ابعادی و صافی سطح مطلوب برسند، نیاز به عملیات ماشین‌کاری دارند. به ‌منظور کاهش هزینه مواد و همچنین هزینه‌های ماشین‌کاری تلاش می‌شود که مقدار اضافه ماده لحاظ شده در فرآیند ریخته‌گری تا حد امکان کم باشد و درنتیجه ماشین‌کاری این نوع قطعات با حجم باربرداری بسیار کم (اصطلاحاً عمل سفیدکاری) به ‌صورت اقتصادی صورت می‌پذیرد. تنظیم این نوع قطعات اغلب به ‌صورت سعی و خطا صورت می‌گیرد که علاوه بر زمان‌بر بودن، خطا در تنظیم قطعه کار موجب معیوب شدن قطعه یا دوباره‌کاری می‌شود. در این پژوهش جهت کاهش زمان تنظیم قطعه‌کار روی ماشین‌ابزار؛ استفاده از ماشین بینایی و روش بینایی استریو پیشنهاد گردیده است. بدین منظور در ابتدا فرایند کالیبراسیون دوربین‌ها و سپس استخراج داده‌های سه ‌بعدی از تصاویر ضبط‌ شده صورت گرفته و پس ‌از آن با تحلیل داده‌ها، پارامترهای مورد نیاز جهت موقعیت‌یابی قطعه کار از داخل نرم‌افزار استخراج ‌شده است. در ادامه از آنجا که تنظیم قطعات بافرم آزاد روی ماشین های کنترل عددی (CNC) مشکل و زمان بر است لذا موقعیت‌یابی پیش از شروع عملیات ماشین‌کاری یک پروانه قایق موتوری که جزء قطعات غیر منشوری و دارای فرم آزاد است مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت زمان و دقت تنظیم قطعه مذکور با روش ماشین بینایی با حالت تنظیم دستی مقایسه شد.

کلیدواژه‌ها


[1] Eladawi, A., Gadelmawla, E., Elewa, I., and Abdel-Shafy, A. An application of computer vision for programming computer numerical control machines. Proceedings Of The Institution Of Mechanical Engineers, Part B: Journal Of Engineering Manufacture, 217:1315–1324, 2003.

[2] Haghighi, P., Ramnath, S., Kalish, N., Shah, J. V., Shah, J. J., and Davidson, J. K. Method for automating digital fixture-setups that are optimal for machining castings to minimize scrap. Journal Of Manufacturing Systems, 40:15–24, 2016.

[3] Zhang, X., Tian, X., , and Yamazaki, K. On-machine 3d vision system for machining setup modeling. he International Journal Of Advanced Manufacturing Technology, 48:251–265, 2010.

[4] Okarma, K. and Grudzinski, M. The 3d scanning system for the machine vision based positioning of workpieces on the cnc machine tools. pp. 85–90, 2012.

[5] Domek, S., Dworak, P., Grudzinski, M., and Okarma, K. Calibration of cameras and fringe pattern projectors in the vision system for positioning of workpieces on the cnc machines. In Solid State Phenomena, 199:229–234, 2013.

[6] Paulic, M., Baliv, J., and Irgolic, T. Usage of machine vision for determination of workpiece origin. 2012.

[7] Ahmad, R., Tichadou, S., and Hascoet, J.Y. Integration of vision based image processing for multi-axis cnc machine tool safe and efficient tragectory generation and collision avoidance. Journal of Machine Engineering, 10, 2010.

[8] Dipanda, A., Woo, S., Marzani, F., and Bilbault, J.M. 3-d shape reconstruction in an active stereo vision system using genetic algorithm. Pattern Recognition, 3:2143–2159, 2003.

[9] Jang, W., Je, C., Seo, Y., and Lee, S. W. Structuredlight stereo: Comparative analysis and integration of structured-light and active stereo for measuring dynamic shape. Optics and Lasers in Engineering, 51:1255–1264, 2013.

[10] Aguilar, J. J., Torres, F., and lope, M. A. Stereo vision for 3d measurement: accuracy analysis, calibration and industrial applications. Measurment, 18:193–200, 1996.

[11] Rolf, R. Design and manufacture of casting models. New Science Publishing Institute, 1997.

[12] Raie, A. and Ghasemi, A. Use stereo images for mobile robot navigation. 2003.

[13] Khalili, K., Abdulahian, H., and Emem, S. 3d model reconstruction based on stereo vision. 2008.

[14] Rodriguez-Quinonez, J., Sergiyenko, O., Flores-Fuentes, W., Rivas-Lopez, M., Hernandez-Balbuena, D., and R. Rascon, Et Al. Improve a 3d distance measurement accuracy in stereo vision systems using optimization methods, approach. Opto-Electronics Review, 25:24–32, 2017.

[15] Hosseininia, S. J., Khalili, K., and Emam, S. M. Modal analysis of wind turbine blade using machine vision. Modares Mechanical Engineering, 15:377–386, 2015.

[16] Gai, Q. Optimazation of stereo matching in 3d reconstruction based on binocular vision. 2018.

[17] Hornberg, A. Handbook of Machine Vision. Weinheim: Wiley-VCH, 2017.