Автоматизация и исследование обработки сложнопрофильных поверхностей на основе стереофотограмметрической системы

• Автор: Мансуров, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Анализ методов и технических средств автоматизации управления обработкой сложных поверхностей

1.1. Методы определения формы сложных обрабатываемых поверхностей

1.2. Фотограмметрические системы.

1.3. Обработка результатов фотограмметрических измерений и их использование для автоматизации технологических процессов механической обработки.
1.4. Концепция построения стереофотограмметрической системы и ее программноматематического обеспечения для целей автоматизации технологических процессов механической обработки.

1.5. Выводы и постановка задачи исследования.

Глава 2. Разработка методики бесконтактного активного контроля для автоматизации технологических процессов механической обработки сложнопрофильных поверхностей

2.1 Определение положения маркированных точек и их границ

2.2 Управление образованием формы сложнопрофильных объектов

2.3 Ориентирование стереопарных снимков
2.4 Калибровка стереофотограмметрической системы.
Глава 3. . Геометрическое обеспечение оценки точности изготовления поверхностей сложнопрофильных и крупногабаритных деталей
3.1 Совмещение реального изделия и его математической модели
3.2 Совмещение контрольных обводов математической модели и результатов реальных замеров.
3.3 Методика оценки точности произведенной обработки сложнопрофильной поверхности.
Глава 4. Разработка системы автоматизации обработки сложнопрофильных и крупногабаритных поверхностей и экспериментальные результаты ее апробирования
4.1 Созданная фотограмметрическая управляющая система и ее программное обеспечение
4.2 Исследование влияния нестабильности чувствительности видеокамердатчиков на показатели автоматизируемого технологического процесса механической обработки
4.3 Вычисление координат, определяющих форму сложных поверхностей.
4.4 Построение контуров обрабатываемых деталей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ.
Приложение 1. Структурная схема сопряжения системы датчиков с
Приложение 2. Данные по совмещению точек на фактической поверхности гребного винта с теоретической поверхностью
Литература


В настоящее время в зависимости от реальных условий производства на практике используются в той или иной степени все перечисленные методы. Среди них наиболее универсальным считается использование координатных КИМ. Современные координатные КИМ, пример которых изображен на рис. Именно они допускают сравнительно простое сопряжение с исполнительными механизмами автоматического станка, ведущего обработку заданной поверхности, обеспечивая, таким образом, автоматизацию технологического процесса обработки. Рис. Общий вид примера конструкции координатной КИМ. Современные КИМ, обычно, управляются ЭВМ. В этом случае они комплектуются пакетами прикладных программ ППП, обеспечивающими как перемещение измерительных головок по заданной траектории, так и проведение собственно измерений геометрических параметров обрабатываемой поверхности и обработку полученных результатов. Хотя такого рода КИМ в принципе являются универсальными, тем не менее, обычно, они ориентируются на определение геометрических параметров таких типовых деталей, как плоскости, призмы, тела вращения и т. Детали такого типа до последнего времени составляли большую часть изделий машиностроения общего назначения, и применение для автоматизации их обработки различных КИМ достаточно подробно рассмотрено в литературе, например, в . В то же время применение указанных методов, в том числе основанных на использовании КИМ, для автоматизации обработки сложнопрофильных и групногабаритных поверхностей является ограниченным. Основные проблемы автоматизации обработки сложнопрофильных и групногабаритных поверхностей с помощью КИМ иллюстрируются на рис. Вопервых, при этом требуется точная установка заготовки на столе КИМ, а с обрабатывающего станка она при этом снимается. Точность базирования заготовки в этом случае ограничивается точностью изготовления баз и их взаиморасположением. Вовторых, непосредственное измерение геометрических параметров элементов обрабатываемых поверхностей при этом, обычно, оказывается конструктивно невозможным. Эти параметры определяются лишь косвенно на основании достаточно большого объема косвенной информации. При этом должен производиться пересчет, учитывающий геометрию конца щупа, касающегося контролируемой поверхности. Такой пересчет для сложнопрофильных и групногабаритных поверхностей может оказаться достаточно сложным. Рис. Погрешности, возникающие при использовании КИМ. В третьих, вследствие погрешностей базирования и изготовления сложнопрофильных и групногабаритных поверхностей найти соответствие между фактически замеренными геометрическими параметрами детали и точками, задающими ее поверхность, может оказаться достаточно сложным. Кплргмп ГМ
3. В этом отношении перспективными являются фотограмметрические методы. Поэтому именно они здесь являются предметом специального рассмотрения. Однако для автоматизации технологического процесса механообработки сложнопрофильных и групногабаритных точечно заданных поверхностей эти методы должны быть определенным образом переработаны с целью обеспечить возможность активного контроля геометрических параметров элементов таких поверхностей в процессе управления их обработкой. Фотограмметрические системы. В классических фотограмметрических системах для целей определения геометрических параметров используются полученные тем или иным образом статические образы определяемой поверхности, которые можно определить общим понятием снимки. Снимки могут быть получены различным путем с помощью фотографических методов, радио и звуколокации, рентгеноскопии, телевидения и т. Каждый из этих способов характеризуются своей техникой построения геометрии изображения и своими особенностями дешифрации полученных снимков. Однако все они позволяют при определенным образом проведенной съемке найти соответствующее геометрическое описание объекта, то есть координаты Х, У, Ъ для любой 1ой точки на изображении объекта в единой для этого объекта системе координат или решить частные задачи по определению координат отдельных точек исследуемого объекта и по их взаимному расположению. Сказанное иллюстрируется рис. Рис. Принципы использования снимков в фотограмметрии.