Design and implementation of a remotely controlled high precision measurement laboratory using telepresence and teleoperation in coordinate metrology applications

Abstract

Die Funktionalität des Werkstücks ist sehr wichtig, damit die, anhand dieser Werkstücke aufgebauten Maschine, ohne Probleme laufen kann. Werkstücke werden von Ingenieuren entwickelt und gezeichnet, um bestimmte Funktionen und Zwecke zu erfüllen. Allerdings ist es nahezu unmöglich ein immer hundert Prozent perfektes Bauteil zu erzeugen. Jedoch können diese Bauteile erfolgreich ihre Funktionen erfüllen, wenn sie innerhalb der Toleranzzone produziert werden. Tatsächlich sind Untersuchung, Messung und Analyse des Werkstücks extrem wichtig, damit bestimmt werden kann, ob das Werkstück seine erforderte Funktion erfüllen kann. So kann auch die Qualität des Produkts zugesichert werden. Daher sind die geometrische Produkt- Spezifikation und das Skin-Modell die ersten Schritte der Konstruktion, bei denen der Bereich der zulässigen Abweichungen eines Werkstücks festgelegt werden, um so die geforderten funktionalen Leistungen des Werkstücks anzupassen. Außerdem spielt die Rückverfolgbarkeit eine sehr wichtige Rolle in der Industrie, damit die Messprozesse eine sinnvolle Bedeutung hat. Im Rahmen dieser Parameter sind Messungslabors notwendig, um die Werkstücke messen und analysieren zu können. Die Messergebnisse in den Hochleistungsmessungen können leicht von Umweltkonditionen beeinflusst werden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist das Design eines Labors für Koordinatenmesstechnik, das durch Internetzugriff gesteuert werden kann, damit Messungen möglichst unabhängig von Umwelteinflüssen kontrolliert und präzise durchgeführt werden können. Außerdem kann das -Remotely Controlled- Labor für Ausbildungszwecke genützt werden.

One of the key elements of a machine working properly is the functionality of the workpieces that together assemble the machine. Workpieces are designed and developed by engineers in order to fulfill particular functions. However, it is merely impossible to manufacture one hundred percent perfect parts at all times, yet these produced parts might still be capable of achieving to complete their necessary functions as long as they meet the tolerance requirements. As a matter of fact, determining, measuring and analyzing workpieces are extremely essential not only if they answer to the designed function needs but also for assuring the quality of products. Therefore, geometric product specification and the skin-model came to life in the field production metrology for the specification of the parts according to its design and drawing. Moreover, metrological traceability plays a very important role in the industry in order to have a useful meaning of the measurement processes for everyone. Measurement laboratories play a very important role in this context for measuring and analyzing workpieces. In high-precision measurements the environmental conditions of the measuring room make great impacts on measurement results. This thesis was carried out in order to design a remotely controlled laboratory for coordinate metrology applications to be used in measurements where environmental conditions should be kept stable and also for educational purposes for students.