Γεωμετρικός έλεγχος παραμορφώσεως οχήματος και άλλες εφαρμογές με μεθόδους βιομηχανικής γεωδαισίας

Abstract

Κύριος στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί ο γεωμετρικός έλεγχος παραμορφώσεων επιβατηγού αυτοκινήτου (ι.χ.) μετά από σύγκρουση ως βιομηχανικό προϊόν. Επειδή δεν κατέστη δυνατή η διάθεση των αρχικών κατασκευαστικών σχεδίων του αντικειμένου ελέγχου (όχημα Renault Clio) ως αντικείμενο σύγκρισης χρησιμοποιήθηκε απαραμόρφωτο όχημα της ίδιας σειράς. Η στρατηγική μετρήσεων στηρίζεται στην εμπροσθοτομία στο χώρο με χρήση δυο γεωδαιτικών σταθμών υψηλής ακρίβειας. Χρησιμοποιούνται μόνο μετρήσεις γωνιών και με την σκόπευση ειδικής διατάξεως (ράβδος κλίμακας) παρέχεται κλίμακα στο δίκτυο. Οι προπαρασκευαστικές εργασίες που συντελέστηκαν για εξοικείωση και έλεγχο του εξοπλισμού περιλαμβάνουν τον έλεγχο καμπυλότητας πλάκας κανάβου, τον έλεγχο επιπεδότητας τοίχου και τον έλεγχο κατασκευαστικής ακρίβειας παραβολοειδούς δορυφορικής κεραίας. Εφόσον εξακριβώθηκε πως το σύστημα αποδίδει τις αναμενόμενες ακρίβειες εκτελέστηκε η κύρια εφαρμογή, ο έλεγχος, δηλαδή, του σχήματος και των διαστάσεων του οχήματος μετά από σύγκρουση. Τα κύρια μέρη του εξοπλισμού που χρησιμοποιήθηκε είναι οι δυο γεωδαιτικοί σταθμοί υψηλής ακρίβειας της Leica TDA 5005 και TCA 1800, το λογισμικό διαχείρισης των οργάνων στο πεδίο και την μετέπειτα επεξεργασία των δεδομένων Leica Axyz και η ράβδος κλίμακας. Η μέθοδος βιομηχανικής γεωδαισίας που χρησιμοποιήθηκε είναι αυτή του εμπροσθοτομικού προσδιορισμού σε ελεύθερο δίκτυο, στρατηγικά επιλεγμένων σημείων. Από τις προπαρασκευαστικές εργασίες αποδείχθηκε ότι η ακρίβεια της μεθόδου μπορεί υπό συνθήκες να είναι της τάξεως του ενός δεκάτου του χιλιοστού (±0,100mm) ή και καλύτερη με τη χρήση αποκλειστικά γωνιών. Κλίμακα στο δίκτυο εισάγεται με την σκόπευση ειδικής ράβδου (κλίμακας) δεδομένου μήκους το οποίο έχει υπολογιστεί με ακρίβεια μικρόμετρου (0,001mm). Οι εργασίες πεδίου που προσομοιάζουν με συνθήκες γραμμής βιομηχανικής παραγωγής περιλαμβάνουν δυο σειρές μετρήσεων. Μια για το όχημα αναφοράς και μία για το προς έλεγχο όχημα. Τα δεδομένα επιλύονται άμεσα και επιτόπου και αποθηκεύονται ως συντεταγμένες στον φορητό υπολογιστή όπου είναι συνδεδεμένοι οι γεωδαιτικοί σταθμοί. Από την επεξεργασία και τη σύγκριση των δυο σειρών μετρήσεων προκύπτει πως η εφαρμογή πετυχαίνει καλύτερη ακρίβεια από την αρχικά επιδιωκόμενη η οποία είχε τεθεί στο μισό χιλιοστό (±0,500mm) για να μπορεί να ανιχνεύσει παραμορφώσεις της τάξεως του χιλιοστού (±1mm) ή μικρότερες. Πιο συγκεκριμένα η ακρίβεια των μετρήσεων ήταν της τάξεως του ±0,15mm και οι παραμορφώσεις που εντοπίστηκαν κυμαίνονται μεταξύ ενός και πέντε εκατοστών (1-5cm).

Main objective of this diploma thesis is to study the deformation of a vehicle after conflict as an industrial product. Since no detailed construction drawings of the vehicle were available (Renault Clio), another vehicle of the same series, that had not suffered deformations, was used as reference data object. The measurements strategy is based on the determination of coordinates of homologous control points on both vehicles using 3D resections. For this reason two high accuracy total stations were used. Only measurements of angles took place. Scale was provided to the network pointing to a scale bar, which length is regarded as precisely known (certified). The preparatory work for purposes of familiarization and equipment checking includes the testing of curvature of a drawing plate, the testing of the flatness of a wall and the testing of constructional precision of a paraboloid satellite antenna. The main application took place by the time the system (total stations + laptop + software) was ascertained that reaches the expected precision. The main instruments that were used are two high accuracy total stations, Leica TDA 5005 and TCA 1800, the software Leica Axyz, which managed the total stations in the field and undertook the data analysis, and the scale bar. The industrial geodesy method used is the one that establishes a free network utilizing multiple 3D resections on strategically selected points. The preparatory work proved that the precision of this method can, under certain conditions, be ±0,1 mm or even higher, measuring only angles. Scale in the network is derived by pointing to the scale bar, device with known (certified) length determined with precision of one micrometer (0,001mm). The work on the field is similar to the conditions met in a production line. Two series of measurements took place. One for the reference vehicle and one for the one to be studied. The data are resolved in real time and stored as coordinates in the laptop which was connected with the total stations. The processing and the comparison of the series of measurements show that the application achieves better precision than initially sought. The aim was to attain measurements accuracy of half millimetre (± 0,5 mm), in order to define deformations of one millimetre (±1 mm) or more. Concluding, the precision of the coordinates calculated was ± 0,15 mm and actual determined deformations were between one and five centimetres (1-5 cm).