Lattakomparaattorin automatisointi
Ruusunen, Jukka (2014)
Ruusunen, Jukka
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014052710514
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014052710514
Tiivistelmä
Insinöörityö oli osa Geodeettisen laitoksen projektia, jonka tarkoituksena oli rakentaa tilaustyönä uusi vaaitusvälineiden laserlattakomparaattori ja toimittaa se tilaajan käyttöön syksyllä 2014. Lattakomparaattorin tilaajana oli Venäjän valtiollinen maanmittauslaitos. Geodeettinen laitos on paikkatietoalan tutkimus- ja asiantuntijalaitos ja se toimii pituuden ja putoamiskiihtyvyyden kansallisena mittanormaalilaboratoriona.
Lattakomparaattori on laite, jolla voidaan kalibroida muun muassa digitaalisia vaaituskojeita ja viivakoodilattoja. Vaaituksen tarkoitus on määrittää kahden pisteen välinen tarkka korkeusero vaaituskojeen ja latta-asteikon avulla. Kalibroinnin tarkoituksena on varmistaa vaaituslaitteilla tehtyjen mittausten luotettavuus ja antaa vaaitukselle mittakaava.
Kalibroinnin automatisointi toteutettiin rakentamalla lattakomparaattorille kalibrointiohjelma Visual Studio 2010 -ohjelmankehitysympäristöllä. Lisäksi luotiin tiedonsiirtoyhteydet ohjelman ohjauksesta vastaavan teollisuus-PC:n ja lattakomparaattoriin liitettyjen laitteiden välille. Komparaattoriin liitetyt laitteet ovat laserinterferometri, CCD-kamera, vaaituskoje, askelmoottori ja sääasema. Tiedonsiirto laitteiden ja PC:n välillä tapahtuu USB 2.0 -, USB 3.0 -, RS-232 - ja RS-485 -väylien välityksellä.
Kalibrointiohjelma laskee kalibrointitulokset kalibroitaville vaaituslaitteille automaattisesti 1–2 tuntia kestävän kalibrointiprosessin aikana. Ohjelman toiminta perustuu sekventiaaliseen mittauslooppiin, jossa laskenta suoritetaan sääasemalta, vaaituskojeelta, CCD-kameralta ja laserinterferometriltä vastaanotettujen mittaustietojen perusteella. Kalibrointitulosten avulla määritetään vaaitusjärjestelmän mittakaava ja tärkeimpiä yksittäisiä tuloksia ovat latalle määritetty lattametrin korjaus ja lämpölaajenemiskerroin.
Työn tuloksena rakennettiin täysin automatisoitu lattakomparaattori, jolla voidaan kalibroida Trimble Incin, Leica Geosystemin ja Topconin vaaitusjärjestelmiä sekä perinteisiä tasavälijakoisia lattoja. Kalibrointitulosten perusteella kalibroiduille vaaituslaitteille kirjoitetaan virallinen kalibrointitodistus, joka sisältää muun muassa mittausselosteen, mittaustulokset, virherajat, ajankohdat ja tiedot kalibroiduista laitteista.
Lattakomparaattori on laite, jolla voidaan kalibroida muun muassa digitaalisia vaaituskojeita ja viivakoodilattoja. Vaaituksen tarkoitus on määrittää kahden pisteen välinen tarkka korkeusero vaaituskojeen ja latta-asteikon avulla. Kalibroinnin tarkoituksena on varmistaa vaaituslaitteilla tehtyjen mittausten luotettavuus ja antaa vaaitukselle mittakaava.
Kalibroinnin automatisointi toteutettiin rakentamalla lattakomparaattorille kalibrointiohjelma Visual Studio 2010 -ohjelmankehitysympäristöllä. Lisäksi luotiin tiedonsiirtoyhteydet ohjelman ohjauksesta vastaavan teollisuus-PC:n ja lattakomparaattoriin liitettyjen laitteiden välille. Komparaattoriin liitetyt laitteet ovat laserinterferometri, CCD-kamera, vaaituskoje, askelmoottori ja sääasema. Tiedonsiirto laitteiden ja PC:n välillä tapahtuu USB 2.0 -, USB 3.0 -, RS-232 - ja RS-485 -väylien välityksellä.
Kalibrointiohjelma laskee kalibrointitulokset kalibroitaville vaaituslaitteille automaattisesti 1–2 tuntia kestävän kalibrointiprosessin aikana. Ohjelman toiminta perustuu sekventiaaliseen mittauslooppiin, jossa laskenta suoritetaan sääasemalta, vaaituskojeelta, CCD-kameralta ja laserinterferometriltä vastaanotettujen mittaustietojen perusteella. Kalibrointitulosten avulla määritetään vaaitusjärjestelmän mittakaava ja tärkeimpiä yksittäisiä tuloksia ovat latalle määritetty lattametrin korjaus ja lämpölaajenemiskerroin.
Työn tuloksena rakennettiin täysin automatisoitu lattakomparaattori, jolla voidaan kalibroida Trimble Incin, Leica Geosystemin ja Topconin vaaitusjärjestelmiä sekä perinteisiä tasavälijakoisia lattoja. Kalibrointitulosten perusteella kalibroiduille vaaituslaitteille kirjoitetaan virallinen kalibrointitodistus, joka sisältää muun muassa mittausselosteen, mittaustulokset, virherajat, ajankohdat ja tiedot kalibroiduista laitteista.