Оптико-электронные системы контроля локальной кривизны оболочек вращения в процессе их формообразования

• Автор: Гиркин, Михаил Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБЕЧАЕК
1.1 Технологические процессы формообразования крупногабаритных оболочек вращения
1.2 Анализ факторов, ограничивающих качество выпускаемой продукции
1.3 Анализ методов и средств измерения геометрических параметров крупногабаритных деталей
1.4 Анализ современных методов и средств измерения локальной кривизны крупногабаритных объектов
1.5 Выводы к главе
ГЛАВА 2 СХЕМЫ И ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1 Схемы и уравнения измерения дальнометрическим способом
2.2 Схема и уравнения измерения проекционным способом
2.3 Анализ методических погрешностей даиьнометрической схемы
2.4 Анализ методических погрешностей проекционной схемы
2.5 Анализ динамических погрешностей
2.6 Выводы к главе
ГЛАВА 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ЛОКАЛЬНОГО РАДИУСА КРИВИЗНЫ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБЕЧАЕК
3.1 Обоснование возможности использования лазерного дальномера
3.2 Обобщенная структурная схема оптико-электроинрой системы контроля
3.3 Дальнометрическая оптико-электронная система контроля локального радиуса кривизны
3.4 Проекционная оптико-электронная система контроля локального радиуса кривизны
3.5 Выводы к главе
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ КОНТРОЛЯ
4.1 Исследование параметров проекционной оптико-электронной системы
контроля
4.2 Методика выбора параметров оптического тракта проекционной системы контроля
4.3 Цифровая обработка сигналов в системах контроля
4.4 Сравнительный анализ разработанных систем контроля локального радиуса кривизны
4.5 Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие отечественного машиностроения в условиях рыночной экономики связано с повышением качества выпускаемой продукции и снижением ее себестоимости. Особенно актуальны проблемы повышения качества продукции для одной из основных отраслей отечественного машиностроения - нефтегазового и химического.
В машиностроении наибольшее влияние на качество выпускаемой продукции оказывает технологическая точность изготовления базовых деталей. Основными базовыми деталями нефтегазового и химического оборудования являются оболочки вращения - обечайки, которые изготавливаются из листовых заготовок методом гибки на валковых листогибочных машинах. В настоящее время, на заводах это оборудование отсутствуют современные средства измерения геометрических параметров и управления процессом производства. Такое состояние существенно ограничивает качество выпускаемой продукции, приводит к большой доли изделий, не удовлетворяющих требованиям и не позволяет автоматизировать технологические процессы.
Измерение геометрических параметров крупногабаритных деталей (500 -30000 мм) является одной из сложных областей измерительной техники, что обусловлено большими габаритами изделия и измерительного инструмента, большим объемом измерительных операций, высокой температурой изделия и тяжелыми внешними условиями. Отсутствие инструментального обеспечения не позволяет создавать современные системы контроля процесса производства и модернизировать существующее оборудование.
В связи со спецификой объекта измерения, наиболее перспективным является использование систем контроля с оптико-электронными измерительными преобразователями, обеспечивающими измерение геометрических параметров без механического контакта с объектом в режиме реального времени, и возможность интеграции в существующие системы автоматизации технологических процессов. На рынке отсутствуют серийно выпускаемые средства измерения геометрических параметров крупногабаритных деталей, обеспечивающие требуемую точность

обработки - это приводит к тому, что при обработке нагретых деталей происходит нагрев элементов измерительного преобразователя и их термическая деформация, что приводит, как минимум, к повышению погрешности измерения. Диапазон изменения температуры обечайки в процессе её работы достаточно широк, соответственно для того, чтобы избежать заклинивания подвижных частей измерительного преобразователя с механическими элементами необходимо проектировать его с относительно большими допусками, что приводит к появлению люфтов при низких температурах обрабатываемой обечайки, а также предопределяет быстрый износ механических элементов такого измерительного преобразователя.
Рисунок 1.12- Пример механического подхода к измерению кривизны в процессе обработки
оболочки вращения
Указанные недостатки существенно ограничивают применение измерительных преобразователей с механическим принципом измерения кривизны технологическими процессами обработки холодных заготовок и процессами с небольшим диапазоном температур, в то время как в большинстве современных