طراحی بازوی اندازه گیری صفحه ای بر اساس قابلیت اطمینان با روش مونت کارلو

بازوهای اندازه گیری مختصاتی جهت اندازه گیری قطعات و مجموعه ها در شرایط کنترل نشده وکارگاهی مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله یک سیستم اندازه گیری متصاتی صفحه ای جهت اندازه گیری دقیق در شرایط محیطی کنترل نشده مورد ارزیابی قرار می گیرد. بازوی مورد نظر یک بازوی 3 درجه آزادی صفحه ای با منابع عدم قطعیتی مانند انکودرهای دورانی، انبساط حرارتی رابطه ها و سیستم اندازه گیری مرجع می باشد. در این مقاله طراحی این سیستم با معیار قابلیت اطمینان با منابع عدم قطعیت متوازن و حداکثر خطای مجاز، انجام می گیرد. فضای کاری با شعاع 1200mm و حداکثر خطای مجاز اندازه گیری 20μm و قابلیت اطمینان اندازه گیری 99.7% در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه این سیستم دارای منابع عدم قطعیت با رفتارهای مختص به خود می باشد جهت طراحی بر اساس معیار قابلیت اطمینان پس از شناسایی رفتار هریک از منابع عدم قطعیت از روش مونت کارلو جهت شبیه سازی این منابع عدم قطعیت و در نهایت ارزیابی عملکرد سیستم استفاده شده است. سپس با تحلیل فضای کاری بازو، اندازه گیری هر نقطه شبیه سازی شده و نتایج با مقدار نامی مربوط مقایسه و در انتها خطاها محاسبه می گردد، در نتیجه به ازاء هر نقطه از فضای کاری یک جامعه آماری از خطای اندازه گیری شکل می گیرد که می توان بر اساس بیشینه خطای مجاز و توزیع خطا، قابلیت اطمینان اندازه گیری هر نقطه را ارزیابی نمود. همچنین با توجه به توزیع فراوانی نتایج و با شاخص نسبت پراکندگی در دو راستای متعامد، توازن منابع عدم قطعیت محاسبه می شود. این فرایند برای هریک از رابط ها انجام شده و سهم خطای هریک با قابلیت اطمینان 99.7% در حصول منابع عدم قطعیت متوازن بدست می آید و در نهایت با انباشت خطاهای بدست آمده خطای سیستم، برآورد می شود.

Keywords:

قابلیت اطمینان , عدم قطعیت , شبیه سازی مونت کارلو , اندازه گیری , بازوی اندازه گیری مختصاتی