Методы, модели и алгоритмы формирования и анализа изображений в системе контроля качества материалов и продукции машиностроительного предприятия

• Автор: Яковлев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 162 с.

Введение.
Глава 1. Состояние проблемы, задачи и методы контроля качества на машиностроительном предприятии

1.1. Проблема управления качеством на машиностроительном предприятии

1.2. Функции и особенности работы заводской лаборатории машиностроительного предприятия.

1.3. Структура типовой заводской лаборатории машиностроительного предприятия.

1.4. Методы и средства контроля качества поверхности. Модели профиля шероховатой поверхности

1.5. Методы и средства анализа структуры металла. Модели структуры

Выводы по главе 1 .

Постановка задач исследования

Глава 2. Разработка и исследование моделей поверхности металла

2.1. Математическая модель профиля шероховатой поверхности

2.1.1. Получение профилограмм по изображению поверхности
2.1.2. Формирование математической модели
2.1.3. Параметры модели профиля шероховатой поверхности
2.1.4. Параметры шероховатости, вычисляемые по профилю поверхности.
2.2. Математическая модель шероховатой поверхности.
2.2.1. Получение трехмерной модели по изображению поверхности .
2.2.2. Формирование математической модели
2.2.3. Разработка метода анализа шероховатости на плоскости с использованием математической модели поверхности
2.3. Исследование параметров шероховатости на плоскости
2.3.1. Исследование зависимости высотных характеристик.
2.3.2. Исследование параметров модели профиля шероховатой поверхности
2.3.3. Исследование трехмерной модели шероховатой поверхности
Выводы по главе 2
Глава 3. Разработка и исследование моделей структуры металла
3.1. Обобщенная математическая модель изображения структуры металла .
3.2. Разработка алгоритмов анализа микроструктуры металла
3.2.1. Математическая модель изображения микроструктуры металла
3.2.2. Классификация изображений микроструктуры металла
3.2.3. Анализ бала зерна в сплавах
3.2.4. Определение доли фазы в многофазной системе.
3.2.5. Анализ удельной поверхности границ зерен или фаз в сплавах
3.2.6. Ориентационная характеристика граничных поверхностей
3.3. Разработка алгоритмов анализа макроструктуры металла
3.3.1. Математическая модель изображения макроструктуры металла
3.3.2. Анализ изображений усталостных изломов
3.4. Исследование разработанных алгоритмов анализа структуры
3.4.1. Исследование алгоритма классификации
3.4.2. Исследование алгоритма анализа бала зерна сплава
3.4.3. Исследование алгоритма анализа доли фазы в многофазной системе
3.4.4. Исследование алгоритма анализа удельной поверхности границ зерен или фаз в сплаве.
3.4.5. Исследование алгоритма анализа ориентационной характеристики
3.4.6. Исследование алгоритма анализа изображений усталостных
изломов
Выводы по главе 3
Глава 4. Разработка автоматизированной системы ЦЗЛ машино
строительного предприятия и практическое применение результатов исследования.
4.1. Требования к автоматизированной системе оперативного контроля качества
4.2. Структура автоматизированной системы оперативного контроля качества.
4.2.1. Общая структура автоматизированной системы оперативного контроля качества
4.2.2. Структура АРМ в составе заводской лаборатории.
4.2.3. Выбор и обоснование аппаратной платформы
4.3. Структура программного комплекса системы оперативного контроля качества.
4.3.1. АРМ лаборатории контроля качества поверхности.
ф 4.3.2. АРМ анализа микроструктуры металла .
4.3.3. АРМ анализа макроструктуры металла
4.3.4. Подсистема формирования отчетов.
4.4. Мобильное устройство анализа шероховатости поверхности в труднодоступных местах.
Выводы по главе 4
Заключение.
Литература


С. без участия и терпения которого эта работа не была бы завершена, начальнику лаборатории Металловедения ОЛИ ОАО Муромтепловоз Сидоренко Е. Н. и доценту кафедры ИС МИ ВлГУ, к. Жизнякову А. Л. за бесценные консультации, а также всем сотрудникам кафедры Информационные системы Муромского института ВлГУ. Глава 1. Повышение качества выпускаемой продукции машиностроения расценивается в настоящее время, как решающее условие е конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках. Конкурентоспособность продукции во многом определяет престиж страны и является решающим фактором увеличения е национального богатства, тем более что роль машиностроительной промышленности в общем объеме промышленности Российской Федерации очень велика. Например, в году доля машиностроительной промышленности составила в объеме промышленной продукции России . В структуре экспорта народного хозяйства нашего государства продукция машиностроения составляет сравнительно небольшую величину, наш экспорт имеет в большей степени сырьевую направленность, например, в экспорте черной металлургии сырье и полуфабрикаты руда, лом, кокс, чугун, слитки, заготовки, слябы составляют более , в экспорте цветной металлургии более . И, вместе с этим, в году по сравнению с предыдущими годами объем машиностроительного производства в общем объеме промышленной продукции России снизился с . Основной причиной крайне малых объмов экспорта продукции машиностроения является е недостаточная конкурентоспособность, в следствии низкого качества ,. России. Последнее достигается осуществлением специальных мер, направленных на стимулирование прогрессивных изменений в машиностроительной промышленности, на реструктуризацию предприятий с целью увеличения качества продукции отечественного машиностроения . В общем случае под качеством, в соответствии с международным стандартом 0 , понимают совокупность свойств продукции, обуславливающих ее соответствие техническим требованиям, а контролем качества называют количественную или качественную оценку свойств продукции и материалов , , . Рассматривая основные аспекты качества в машиностроении, можно утверждать, что они вырабатываются и формируются на всех стадиях изготовления деталей, начиная от качества исходных материалов и заготовок до окончательных операций при термической и механической обработке I, , . Таким образом, обеспечить необходимый уровень качества продукции предприятия машиностроительного профиля возможно лишь, ужесточив контроль качества, как материалов, так и готовой продукции. В ряде отраслей промышленности, и в частности в машиностроении, объем контрольных операций очень велик. Трудоемкость контроля некоторых изделий составляет общих трудозатрат на их изготовление . В результате, повысить уровень контроля качества невозможно без использования автоматизированных систем оперативного контроля качества 1, 5, , , , . Кроме того, общие тенденции развития современного машиностроения связаны с усложнением машин и агрегатов, повышением напряжений в деталях, расширением температурного диапазона. Вместе с чем растут требования к надежности и долговечности оборудования. В последние годы разработка автоматизированных систем контроля приобрела особую актуальность, что нашло отражение в ряде научных работ , , , , . Vii, произведенные компанией I. Германия, позволяющие выбирать заданные структурные составляющие микроструктуры металла, оценивает их количество, проводить классификацию по размерам, форме, ориентации, оптической плотности и т. НПО АЛАПАБРИС, использующие контактный метод анализа неровностей поверхности и предназначенные для измерения шероховатости поверхностей деталей машин и приборов в заводских, полевых и лабораторных условиях . Более подробно эти и другие системы рассмотрены в приложении. Основная роль в системе контроля качества принадлежит техническому контролю, являющемуся обязательной частью технологического процесса изготовления и ремонта изделия , . Основной задачей технического контроля является обеспечение выпуска высококачественной продукции, соответствующей ТУ и стандартам, т.