Автоматизированный контроль качества изготовления детали при токарной обработке на основе гидроструйно-акустических методов измерения

• Автор: Захарченко, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Принципы построения автоматизированной системы бесконтактного контроля качества технологического процесса при обработке на токарном танке с ЧПУ
1.1. Принципы построения современных адаптивным систем автоматического управления технологическим процессом обработки на токарных станках
1.2. Принципы построения адаптивной системы автоматического управления технологическим процессом обработки на токарных станках, включающий автоматизированную систему контроля структуры материала, измерение размеров

и анализ параметров вибрации в процессе обработки

Глава 2. Разработка гидродинамической и акустических моделей для обоснования функциональных возможностей струйного

акустического чувствительного элемента

2. 1. Стационарная гидродинамическая теория.

2. 1. 1. Построение гидромодели стационарного потока жидкости .

2. 1.2. Процедура решения стационарной гидродинамической задачи

с помощью метода Жуковского

2.1.3. Решение стационарной гидродинамической задачи применительно к рассматриваемым акустическим
устройствам струйного типа
2.1.4. Процедура численного решения гидродинамической задачи для рассматриваемых плоскопараллельных моделей потока жидкости.
2.1.5. Результаты расчета гидродинамической задачи для. рассматриваемых плоскопараллельных моделей потока
жидкости
2. 2. Моделирование процесса передачи низкочастотных
вибрационных колебаний в плоскопараллельном потоке жидкости
2.2.1. Рабочие выражения
2.2.2. Результаты расчета
2.3. Моделирование передачи ультразвуковых волн в цилиндрическом потоке жидкости с криволинейной
жесткой и мягкой поверхностью
2.3.1. Математический аппарат анализа процессов распространения ультразвуковых волн в акустическом волноводе переменного сечения.
2.3.2. Результаты расчета.
2.4. Анализ функциональных возможностей акустооптического оптического метода преобразования параметров ультразвуковой волны в соответствующие параметры оптического пучка.
Глава 3. Экспериментальные исследования передачи информации о размерах и дефектах с помощью ультразвуковых волн через
струю жидкости.
3.1 Разработка испытательных.стендов и макета струйного акустического чувствительного элемента
3.2. Результаты экспериментальных исследований.
Глава 4. Разработка функциональных схем АБК материала, размеров и
вибрации.
4.1.1. Построение АСБКМ
4.1.2. Построение АСБКР
4.1.3. Построение АСБКВ
4.1.4. Построение гидравлической системы САЧЭ
4.2. Экспериментальная проверка функциональных возможностейавтоматизированного бесконтактного контроля размеров и параметров вибрации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ИЗ
Список литературы


В схеме с частичным перекрытием пучка размер объекта задает положение границы прошедшей части светового пучка на матрице фотодетекторов, а в триангуляционной схеме расстояние от объекта 4 до матрицы 5 определяет угол, под которым свет попадает на не. Сигнал с матрицы 5, соответствующий положению светового пятна, преобразуется в АЦП 7 в цифровую форму и анализируется микропроцессором 8. Он выдает оцифрованный выходной сигнал в соответствии с поперечным размером или расстоянием до объекта 4. В этом случае для измерения размеров и вибрации заготовок простой формы, а также для контроля вибрации инструмента и фиксации момента его поломки применяются автоматизированные системы бесконтактного контроля. Преимущественно используются инфракрасные оптические датчики линейных размеров и датчики триггерного типа, фиксирующие момент появления на пути лазерного луча отражающего объекта. В качестве оптических датчиков контроля размеров в станках с ЧПУ широко используются датчики типа фирмы i, обеспечивающие точность от 3 мкм до 0 мкм в диапазоне измерения от 2 мм до 0 лш, и оптические триггерные датчики типа ОТР фирмы i, работающие в диапазоне от 0,5 мм до 0 мм с точностью 0, . Данные приборы работают либо на принципе теневого перекрытия поперечного сечения цилиндрического пучка монохроматического света, либо на
принципе фиксации момента отражения света от края заготовки или инструмента при надвигании на него фокуса сходящегося пучка когерентного света. В ряде случаев для динамического измерения размеров применяются триангуляционные оптические датчики типа , 2 и фирм ii РХ, i. В диапазоне измерения 5. Отметим, что в ряде случаев эти типы датчиков могут быть использованы для измерения вибрации. Гц до кГц. Однако автоматизированные систем бесконтактного контроля на основе рассмотренных типов оптических датчиков не могут быть использованы для измерения размеров заготовки со сложной конфигурацией внешней поверхности. Для контроля геометрии поверхности отверстий и полостей небольшого размера не применимы в принципе. Кроме этого, они чувствительны к шероховатости и загрязнению обрабатываемой поверхности. Рис. Двух лучевой оптический интерферометр ЗахарьсвскогоМиро с фокусировкой пучка света в рабочем и опорном каналах. Прибор содержит когерентный источник света 1 коллиматор 2 в виде двух линз и диафрагмы, формирующей параллельный пучок света первое светоделительное зеркало 3 фокусирующую линзу 4 второе светоделительное зеркало 5 опорное зеркало 6 матрицу фотоэлементов 7 ЭВМ 8. На поверхности матрицы фотоэлементов интерферируют рабочий и опорный световые пучки, отраженные от поверхности объекта 9 и опорного зеркала. С матрицей фотоэлементов соединено вычислительное устройство, с помощью которого определяются геометрические параметры поверхности исследуемого объекта в окрестности фокусной точки. С их помощью возможно измерение размеров с точностью 0,. Однако применение интерферометров в процессе механической обработки затруднено, потому что при измерении геометрических параметров поверхности, имеющей волниегый профиль даже с небольшим радиусом кривизны, картина оптической интерференции трудно поддается обработке . Поэтому оптические интерферометры очень чувствительны к вибрации, шероховатость поверхности обследуемой поверхности должна быть менее 0, мкм, а угол наклона поверхности относительно оптической оси устройства не должен превышать . При этом деталь должна изготавливаться из материала с высокой отражающей способностью света, а контролируемая поверхность не должна быть покрыта пленкой из светорассеивающего или светопоглощающего материала, например, масленой пленкой. Отметим также, что оптические интерферометры имеют большие габаритные размеры. В автоматизированных системах управления станками с ЧПУ достаточно широкое применение находят специализированные автоматические системы бесконтактного контроля параметров вибрации процессе обработки на основе чувствительных элементов емкостного и индуктивного типа рис. Ь на частоте о. Гц на линейном участке динамического диапазона чувствительности обеспечивают точность измерения 0,5.