Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/10773/31331
Title: | Development of a framework for an automated mechanical testing |
Other Titles: | Desenvolvimento de um sistema automatizado para ensaios mecânicos |
Author: | Nunes, Diego Saraiva |
Advisor: | Campos, António Gil d'Orey de Andrade Oliveira, Miguel Armando Riem de |
Keywords: | Specimen handling Automation Material testing LabVIEW Robot control Calibration ROS ChArUco |
Defense Date: | 22-Dec-2020 |
Abstract: | Nowadays, predict or characterize material's behaviour are arduous tasks
which involve performing repetitive tests using different testing machines
and sensors (internal, such as load cells, and externals, such as cameras that
measure deformations). When performed manually, they result in inaccurate
data, due to the repeatability of the process. However, these handling
specimen tasks could be performed automatically using traditional robotic
manipulators, and creating systems based on automatic mechanical testing.
Consequently, the precision of the testing results increases, as well as the
automatism of the processes and the test's throughput. Some commercial
products are already available on the market, but these options are offered
in complete systems and cannot adapt themselves to existing equipment or
retrofit systems. In this work, it is created a communication infrastructure
between the equipment to be included in the automatic system designed.
The whole process is managing the interface communication between devices
and, consequently, composing the automatic material testing routine.
This requires implementing several changes in the testing machine selected
aiming to increase its degree of automation and, consequently, allow further
integration in the fully automatic testing procedure. Additionally, a
visual perception system is created using a specimen tray randomly positioned
on a setup, which includes a camera and robotic manipulator that is
automatically operating the traditional specimen handling of testing. The
calibration methods are accomplished using ROS framework and the final
system achieved operates in automatic mode, handling specimens from the
tray prototype (designed for this work) to a fixed position previously taught
to the manipulator, which represents the exact feeding position in machine
tests. Atualmente, prever ou caracterizar o comportamento dos materiais é uma tarefa demasiado laboriosa que envolve a realização de muitos testes repetitivos utilizando diferentes tipos de máquinas de ensaio, sensores internos (células de carga para medir forças) e externos (câmaras que medem deformações). Estes ensaios, quando executados manualmente por um operador, originam erros de imprecisão devido á repetibilidade do processo. No entanto, estas tarefas podem ser adaptadas a recursos automáticos, tirando partido da fiabilidade dos manipuladores robóticos e, aumentando assim, a precisão e quantidade de ensaios realizados no mesmo espaço de tempo. Algumas soluções comerciais já existem no mercado, porém, estas são oferecidas de forma integral que não permitem facilmente a integração de uma nova estacão (equipamento) ou o uso de uma máquina de ensaios standard mais antiga. Neste trabalho é criada uma estrutura de comunicação entre os equipamentos que permite a interface e, consequentemente, a reprodução automática de um sistema para ensaios mecânicos numa máquina tradicional de carregamento uniaxial. Para tal, um conjunto de alterações numa máquina de ensaios é sugerido visando aumentar o seu grau de automação e, consequentemente, contribuindo para a integração num sistema de ensaios totalmente automático. Adicionalmente, é criado um sistema de perceção visual (com as devidas calibrações em ROS) capaz proceder á manipulação de provetes a partir de um tabuleiro (posicionado aleatoriamente no espaço) e cujas manobras são operadas por um manipulador robótico e respetiva câmara instalados. Como resultado, o sistema executa o manuseamento automático de provetes para uma posição fixa que representa o local de abastecimento das máquinas de ensaios. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/31331 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DEM - Dissertações de mestrado DETI - Dissertações de mestrado |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Documento_Diego_Nunes.pdf | 50.06 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.