- •Автоматизация оптических измерений
- •2013, С неопубл. Испр. 2017
- •Ббк сгау 34.9
- •Сведения об авторе
- •Содержание
- •Определения, обозначения и сокращения
- •Предисловие
- •Введение
- •Двумерный лазерный триангулятор
- •1.1 Сбор данных
- •1.2 Обработка данных
- •1.3 Программное обеспечение
- •1.3.1 Программа сбора данных
- •1.3.2 Программа обработки данных
- •1.3.3 Программа статистической обработки результатов измерений
- •1.3.4 Результаты работы программы статистической обработки измерений
- •1.4 Требования к качеству контролируемой детали по отклонениям геометрической формы поверхности вращения
- •1.5 Требование к погрешности измерительного канала автоматизированной системы
- •1.5.1 Требования к производственному контролю
- •1.5.2 Требования к погрешности измерений
- •1.7 Сравнительный анализ кругломеров различного типа
- •2 Характеристики измерительного канала двумерного лазерного триангулятора
- •2.1 Проектирование источника излучения
- •2.2 Влияние шумов на характеристики измерительного канала
- •2.3 Возможные пути увеличения чувствительности и уменьшения погрешности автоматизированной системы
- •2.4 Оценка влияния шумов измерительного канала
- •3 Измерения геометрических величин двумерным лазерным триангулятором при больших отклонениях от круглости
- •4 Пример информационного расчета автоматизированной системы
- •5 Комплекс технических средств
- •5.1 Современное состояние
- •5.2 Перспективы
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а Обработка данных в двумерном лазерном триангуляторе
- •Приложение б Преобразование пучка света в оптической системе в приближении геометрической оптики
- •Приложение в Описание сфокусированного пучка света лазера
- •Приложение г Листинг программы численного расчета изменения величин информативных параметров двумерного лазерного триангулятора под влиянием электронных шумов
- •Приложение д Обработка данных в двумерном лазерном триангуляторе при больших отклонениях от круглости
- •Приложение е Примеры приложений к техническому заданию на дипломное проектирование
- •Назначение системы
- •2 Характеристики объекта автоматизации
- •Требования к информационному обеспечению
- •2 Характеристика объекта автоматизации
- •3 Требования к информационному обеспечению:
- •4 Требования к техническому обеспечению:
- •5 Требования к программному обеспечению:
- •6 Общие требования к ас:
- •7 Требования к методическому обеспечению
- •8 Технические требования к ас:
- •1 Назначение системы:
- •4 Условия работы системы
- •5 Требования к техническим характеристикам системы
- •6 Общие требования к проектируемой системе
- •Приложение ж
- •Приложение и Листинг программы обработки данных «2009Mmod»
- •Приложение к Файл данных от детали с гранностью
- •Заякин Олег Александрович автоматизация оптических измерений
- •443086 Самара, Московское шоссе, 34.
- •443086 Самара, Московское шоссе, 34.
1.7 Сравнительный анализ кругломеров различного типа
В настоящее время на большинстве предприятий подшипниковой промышленности России рассматриваемые измерения проводятся контактным методом. В них часто используют, например, кругломер Talyrond-51 («RankTaylorHobsonLtd.», Великобритания). В таблице 5 приведены основные технические параметры контактных кругломеров.
Цифрами в таблице 5 отмечены колонки с данными, соответствующими следующим приборам: 1 ‑ Талиронд 73; 2 ‑ Талиронд 300; 3 ‑ Талисента 1, все ‑ разработки фирмыRankTaylorHobsonltd" (Великобритания ‑ Нидерланды); 3 ‑ измеритель формыF2P, разработка фирмы "Feinpruf Gmbh" (Германия).
Таблица 5 ‑ Параметры контактных профилометров
Наименование параметра |
1 |
2 |
3 |
4 |
Габариты измеряемых деталей, мм: внешняя поверхность |
до 356 |
до 300 |
до 440 |
до 1000 |
внутренняя поверхность |
2 ‑ 356 |
2 ‑ 200 |
2 ‑ 440 |
10 ‑ 1000 |
длина |
до 400 |
до 500 |
до 500 |
до 320 |
Точность вращения шпинделя, мкм |
0,05 |
0,025 |
0,1 |
‑‑‑ |
Скорость вращения при измерении (при центрировании), оборотов в минуту |
6 (36) |
0,6 ‑ 10 |
2 (6) |
4 |
Пределы измерения, мм |
‑‑‑ |
до 2 |
‑‑‑ |
до 2 |
Разрешение: по высоте микронеровностей, мкм |
‑‑‑ |
0,01 |
‑‑‑ |
0,015 |
по углу поворота, угловые секунды |
‑‑‑ |
1,5 |
‑‑‑ |
‑‑‑ |
Основная погрешности измерения: высот микронеровностей |
‑‑‑ |
‑‑‑ |
‑‑‑ |
2%, 1 нм |
формы |
‑‑‑ |
0,5 мкм на 500 мм длины |
‑‑‑ |
0,5 мкм на 120 мм длины |
среднего радиуса |
‑‑‑ |
‑‑‑ |
‑‑‑ |
0,02 ‑ 1% |
Температурная погрешности, нм на градус |
‑‑‑ |
‑‑‑ |
‑‑‑ |
4 |
В настоящее время существуют средства активного контроля дефектов формы, то есть, применяемые в процессе шлифования рабочих поверхностей деталей. Это, например, разработки фирмы «Юнкер» (Германия), или фирмы «Ренишоу» (Россия, г. Москва). Эти системы основаны на контактных датчиках. Их естественным недостатком является низкое быстродействие, которое намного снижает производительность.
В настоящее время существуют также оптические приборы для рассматриваемых задач в лабораторных условиях (см, напр., [14]). Они основаны на интерферометрических методах. Недостатки этих методов: сложность обработки входного сигнала; сложность адаптации системы при переходе к контролю поверхностей другой геометрической формы, например, при переходе с торической формы на коническую [15].
АС, описанная в данном практикуме, свободна от этих недостатков. Поэтому способ, лежащий в ее основе, имеет более благоприятные предпосылки к применению в системах активного контроля. Этому способствует и простота предварительной обработки входного сигнала, что допускает проведение этой операции аналоговым способом. Благодаря этому допустимо создание систем активного контроля, гораздо более быстродействующих, чем существующие системы, что является актуальной задачей.