In this paper, a 3D coordinates acquisition method for a mechanical assembly is developed by using multiview X-ray images. The multi-view X-ray images of an object are obtained by a rotary table. From the rotation transformation, it is possible to obtain the 3D coordinates of corresponding edge points on multi-view X-ray images by triangulation. The edge detection algorithm in this paper is based on the attenuation characteristic of the X-ray. The 3D coordinates of the object points are represented on a graphic display, which is used for the inspection of a mechanical assembly.
본(本) 연구(硏究)에서는 아치의 미소요소(微小要素)에 대한 평형방정식(平衡方程式)과 D'Alembert의 원리(原理)를 이용(利用)하여 포물선(抛物線)아치의 자유진동(自由振動)에 관한 미분방정식(微分方程式)을 유도(誘導)하였고, 이 미분방정식(微分方程式)을 Runge-Kutta 적분기법(積分技法)에 적용(適用)하여 수치해석(數値解析)할 수 있는 알고리듬을 개발(開發)하였고 이를 콤퓨터 프로그램화(化) 하였다. 수치해석예제(數値解析例題)로는 아치의 지간(支間)길이가 10m인 양단(兩端)힌지 아치를 택(擇)하였으며 수치해석(數値解析)의 결과(結果)를 분석(分析)하여 아치의 높이, 회전반경(回轉半徑) 및 회전관성(回轉慣性)이 포물선(抛物線)아치의 자유진동(自由振動)에 미치는 영향(影響)에 대하여 고찰(考察)하였다.
The sheet metal shearing process is normally used in the precision elements such as semi-conductor components. In precision elements, burrs usually reduce the quality of machined parts and cause interference, jamming and misalignment during assembly procedures and because of their sharpness, they can be safety hazard to personnel. Furthermore, not only burrs are hard to predict and avoid, but also deburring, the process of removing burrs, is time-consuming and costly. In order to get the burr-free parts, therefore, we developed the precise burr measuring system using the laser. The laser burr measuring system consists of the laser probe, the photo detector, the achromatic doublet lens, and the rotary & the X-Y table. In previous reports, we used simple vertical measuring method. But, as we used relatively bigger laser spot diameter and had the limited reflection angle, it was difficult to obtain the precise measuring results. So called, the spot size effect makes the profile of burr measured distorted and the burr height measured smaller. By introducing the novel laser measuring method which employing the achromatic lens system and the tilting mechanism, we could make the spot size smaller and get the appropriate beam direction angle. Through the experiments, the accuracy of the developed system is proved. The burr height measured during the punching process can be used for automatic deburring and in-situ aligning.
This paper describes a method of calculating the feedrate for the constant cutting speed at a CL-point in 5-axis machining. Unlike 3-axis machining, 5-axis machining has the flexibility of the tool motions due to two rotation axes. But the feedrate at joint space differs from the feedrate at a tool tip(the CL-point) of the 3D Euclidean space for the tool motions. The proposed algorithm adjusts the feedrate based on 5-axis NC data, the kinematics of a machine, and the tool length. The following calculations is processed for each NC block to generate the new feedrate; 1) calculating the moving distance at the CL-point, 2) calculating the moving time by the given feedrate, 3) calculating the feedrate of each axis, 4) getting the new feedrate. The proposed algorithm was applied to a 5-axis machine which had a tilting spindle and a rotary table. Totally, the result of the algorithm reduced the machining time and smoothed the cutting-load by the constant cutting speed at the CL-point.
Linear array imaging sensors are widely used in remote sensing satellites. The final products of an imaging sensor can only be used when they are geometrically, radiometrically, and spectrally calibrated. Therefore, at the first stages of sensor design, a detailed calibration procedure must be carefully planned based on the accuracy requirements. In this paper, focusing on inherent optical distortion, a step-by-step procedure for laboratory geometric calibration of a typical push-broom satellite imaging sensor is simulated. The basis of this work is the simulation of a laboratory procedure in which a linear imager mounted on a rotary table captures images of a pin-hole pattern at different angles. By these images and their corresponding pinhole approximation, the correction function is extracted and applied to the raw images to give the corrected ones. The simulation results illustrate that using this approach, the nonlinear effects of distortion can be minimized and therefore the accuracy of the geometric position of this method on the image screen can be improved to better than the order of sub-pixel. On the other hand, the analyses can be used to proper laboratory facility selection based on the imaging sensor specifications and the accuracy.
In this paper, it is developed simulator system of 3 D.O.F parallel robot for educate of expertness. This simulator system is composed of three parts ? 3 D.O.F parallel robot, controller (hardware) and software. First, basic structure of the robot is 3 active rotary actuator that small geared step motor with fixed base. An input-link is connected to this actuator, and this input-link can connect two ball joints. Thus, two couplers can be connected to the input-link as a pair. An end-plate, which is jointed by a ball joint, can be connected to the opposite side of the coupler. A sub-link is produced and installed to the internal spring, and then this sub-link is connected to the upper and bottom side of the coupler in order to prevent a certain bending or deformation of the two couplers. The robot has the maximum diameter of 230 mm, 10 kg of weight (include the table), and maximum height of 300 mm. Hardware for control of the robot is composed of computer, micro controller, pulse generator, and motor driver. The PC used in the controller sends commands to the controller, and transform signals input by the user to the coordinate value of the robot by substituting it into equations of kinematics and inverse kinematics. A controller transfer the coordinate value calculated in the PC to a pulse generator by transforming it into signals. A pulse generator analyzes commands, which include the information received from the micro controller. A motor driver transfer the pulse received from the pulse generator to a step motor, and protects against the over-load of the motor Finally, software is a learning purposed control program, which presents the principle of a robot operation and actual implementation. The benefit of this program is that easy for a novice to use. Developed robot simulator system can be practically applied to understand the principle of parallel mechanism, motors, sensor, and various other parts.
The error motion of a machine tool spindle directly affects the surface errors of machined parts. The error motions of the spindle are not desired errors in the three linear direction motions and two rotating motions. Those are usually due to the imperfect of bearings, stiffness of spindle, assembly errors, external force or unbalance of rotors. The error motions of the spindle have been needed to be decreased to desired goal of spindle's performance. The level of error motion is needed to be estimated during the design and assembly process of the spindle. In this paper, the estimation method for the five degree of freedom (5 D.O.F) error motions of the spindle is suggested. To estimate the error motions of the spindle, waviness of shaft and bearings, external force model was used as input data. And, the estimation models are considering geometric relationship and force equilibrium of the five degree of the freedom. To calculate error motions of the spindle, not only imperfection of the shaft, bearings, such as rolling element bearing, hydrostatic bearing, and aerostatic bearing, but also driving elements such as worm, pulley, and direct driving motor systems, were considered.
We report an ultra-precision lathe designed to machine micron-scale features on a large-area roll mold. The lathe can machine rolls up to 600 mm in diameter and 2,500 mm in length. All axes use hydrostatic oil bearings to exploit the high-precision, stiffness, and damping characteristics. The headstock spindle and rotary tooling table are driven by frameless direct drive motors, while coreless linear motors are used for the two linear axes. Finite element method modeling reveals that the effects of structural deformation on the machining accuracy are less than $1{\mu}m$. The results of thermal testing show that the maximum temperature rise at the spindle outer surface is approximately $0.5^{\circ}C$. Finally, performance evaluations of the error motion, micro-positioning capability, and fine-pitch machining demonstrate that the lathe is capable of producing optical-quality surfaces with micron-scale patterns with feature sizes as small as $20{\mu}m$ on a large-area roll mold.
3D 스캐닝을 이용한 3D 형상정보를 구축하기 위해서는 피측정물의 촬영부터 시작하여 획득된 데이터의 합성과정까지 여러 단계를 거치는데, 이는 많은 시간과 복잡하며 번거로운 수작업을 요구한다. 본 연구에서는 복잡하고 많은 시간이 소요되는 과정에서 생기는 불필요한 준비과정이나 진행단계별 수작업 요소들을 자동화하여 작업자의 숙련도에 따라 발생하는 데이터 품질의 차이를 최소화 할 수 있도록 하였으며, 작업자의 실수로 인해 발생하는 데이터의 부재를 사전에 예방 할 수 있어 결과적으로 3D 스캐너를 통한 3 차원데이터 획득과정의 시간적, 데이터적 효율성과 형상정밀도를 증가시킴을 증명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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