Разработка автоматизированной системы

НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ «КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ»

Объект исследования: качество поверхностного слоя различных деталей машиностроения.

Результаты, полученные лично автором: разработана структурная и кинематическая схемы АСНИ «Качество поверхности».

Анализ существующих средств измерения параметров качества поверхности, а именно параметров шероховатости стал началом проекта разработки измерительного стенда на базе лазерного триангуляционного датчика(ЛТД).

В последнее время для измерения размеров деталей и перемещений объектов активно используются лазерные триангуляционные датчики. При этом на рынке средств измерения стали появляться приборы и устройства для бесконтактного измерения размеров и перемещений с разрешающей способностью от 0,1 до 0,005 мкм в диапазоне измерения до 2 мм. Например, индуктивные датчики, применяемые в профилометрах, имеют разрешающую способность порядка 0,1 – 0,01 мкм. В основу работы ЛТД положен принцип оптической триангуляции (рис. 1). Излучение полупроводникового лазера 1 фокусируется объективом 2 на объекте 6. Рассеянное на объекте излучение объективом 3 собирается на CCD-линейке 4. Процессор сигналов 5 рассчитывает расстояние до объекта по положению изображения светового пятна на линейке 4.

Рис. 1. Схема работы метода триангуляции

Преимущество ЛТД над индуктивными при измерении шероховатости поверхности очевидны: отсутствие контакта измерительного наконечника с измеряемой поверхностью, отсутствие износа измерительной иглы, отсутствие контактных деформаций измеряемой поверхности в зоне измерения. К недостаткам ЛТД относится: непостоянство диаметра светового пятна в диапазоне, относительно большие габаритные размеры, масса, стоимость ЛТД (по сравнению с индуктивными датчиками), измерение не зеркальных поверхностей.

Предлагается разработка автоматизированной измерительной системы на базе лазерного датчика и модулей перемещения рис. 2. Для обеспечения универсальности разрабатываемой системы в ней предлагается использовать два линейных модуля перемещения. Один из них используется для выставления рабочего диапазона ЛТД, а другой для продольного перемещения ЛТД вдоль измеряемой поверхности. После получения информации с ЛТД c помощью специально разработанного программного обеспечения производится расчет высотных параметров шероховатости Ra, Rz и шагового параметра шероховатости Sm.

Рис. 2. Структурная схема автоматизированной системы

ПЭВМ в данной структурной схеме служит для формирования сигнала в систему управления электроприводом (СУЭП) для позиционирования датчика, а также для приема и обработки информации с датчика через преобразователь информации (ПИ), в данном случае RS 422/USB. Лазерный триангуляционный датчик отправляет массив данных отсканированной поверхности через ПИ в ПЕЭВМ в формате csv, что в дальнейшем позволяет рассчитать параметры шероховатости с помощью программного обеспечения.

Материал поступил в редколлегию 24.04.2017

УДК 621.002
Р.В. Васин

Научный руководитель: доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты», к.т.н., Л.А. Захаров

[email protected]

РАЗРАБОТКА ПРИВОДА КРУГОВОЙ ПОДАЧИ ЗАГОТОВКИ