Совершенствование многозвенного сканирующего манипулятора автоматизированной системы контроля дефектов колец подшипников по критерию управляемости

• Автор: Александров, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 187 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

Введение

1. Аспекты применения манипуляторов в современных системах контроля дефектов

1.1. Требования к современным методам и системам контроля дефектов поверхности.

1.2. Неразрушающие методы в современных автоматизированных системах контроля дефектов.

1.3. Многозвенные манипуляторы в автоматизированных системах контроля дефектов

1.3.1. Общие подходы к моделированию многомерных

систем.

1.3.2. Основы моделирования многозвенных

манипуляторов

1.4. Принципы построения современных программных комплексов управления.
1.5. Постановка задачи исследования.
2. Моделирование многозвенного сканирующего манипулятора для организации управления процессом контроля деталей подшипников
2.1. Многозвенный сканирующий манипулятор как многомерная система в пространстве состояний
2.2. Метод совершенствования и особенности задачи моделирования многозвенного сканирующего
манипулятора системы контроля дефектов
2.3. Математическая модель опытного образца
многозвенного сканирующего манипулятора.
2.3.1. Анализ кинематической структуры
2.3.2. Прямая математическая модель.
2.3.3. Обратная математическая модель
2.4. Математическая модель серийного образца многозвенного сканирующего манипулятора.
2.4.1. Анализ кинематической структуры.
2.4.2. Прямая математическая модель
2.4.3. Обратная математическая модель
2.5. Критерий управляемости многозвенного сканирующего манипулятора
2.6. Выводы
3. Программнотехническая реализация управления
многозвенным сканирующим манипулятором системы контроля дефектов.
3.1. Разработка структурной модели современного программного комплекса управления технологической системой.
3.2. Применение четырехуровневой структурной модели для построения программного комплекса управления автоматизированной системы контроля дефектов.
3.3. Выводы
4. Совершенствование многозвенного сканирующего манипулятора автоматизированной системы контроля дефектов
4.1. Методика экспериментальноаналитического
исследования.
4.2. Программный пакет для изучения свойств многозвенного сканирующего манипулятора
4.3. Экспериментальноаналитическое исследование
многозвенного сканирующего манипулятора
4.4. Разработка методики начальной настройки манипулятора.
4.5. Выводы.
5. Внедрение результатов исследований в промышленных
образцах автоматизированной системы контроля
дефектов.
Заключение
Список литературы


Необходимость решения этой задачи связана с тем, что большинство подлежащих контролю деталей имеют сложный геометрический профиль и их сканирование может производиться лишь при условии оснащения системы контроля дефектов многозвенным сканирующим манипулятором (МСМ) с несколькими степенями свободы. Примеры профилей поверхности качения беговых дорожек подшипников приведены на рис. Задача съема, сбора и обработки информации о качестве и структуре материала с поверхности кольца. Рис. Задача создания программного комплекса управления (ПКУ) АСКД с учетом современных требований к таким системам (в том числе возможность интеграции в систему управления производством). Данная работа посвящена аспектам управления перемещением датчика для обеспечения сканирования поверхности дорожки качения кольца подшипника при помощи многозвенного сканирующего манипулятора и вопросам построения программного комплекса управления на базе ЭВМ. Однако эта задача не может быть рассмотрена в отрыве от физической сути метода контроля. В следующем подразделе рассматриваются общие подходы к применению неразрушающих методов контроля дефектов в современных АСКД. Из всего многообразия методов неразрушающего контроля наибольшей популярностью пользуется электромагнитная (она же - вихретоковая) дефектоскопия. Ее основным применением является обнаружение зон структурных изменений металла []. Согласно [], «по сравнению с другими физическими методами электромагнитный метод наиболее эффективен, если средства контроля встроены в производственный процесс и обеспечивают отбраковку материала до начала технологической операции по изготовлению детали. Производственные затраты на выпуск более качественной продукции окупаются в короткие сроки. При этом обеспечивается необходимая надежность изделий и сокращается число контролеров». Суть метода электромагнитной дефектоскопии во многом схожа с принципом съема информации с магнитной ленты в магнитофоне. Вихревые (электромагнитные) методы контроля основаны на регистрации изменения поля вихревых токов, наводимых в поверхностном слое изделия. Методами вихревых токов обнаруживаются только поверхностные и подповерхностные (на глубине 2—3 мм) дефекты []. Глубина обнаружения дефектов зависит от использованной частоты преобразователя. На сопротивляемость поверхностного слоя проникновению вихревых токов влияют, с одной стороны, поля дефектов, на чем основана дефектоскопия изделия, и, с другой стороны, электрическая проводимость и магнитная проницаемость. Методика контроля включает следующие основные операции (рис. Таблица 1. ОАО «ВНИИ». Москва. НПО «НИИПодшипник», г. Минск, Беларусь . АПС- Ручное сканирующее устройство. Сложим переналадка. ЭВМ не лхолмт и сослав комплекса. НЕТ Для всех приборов этой категории характерно распознавание дефектов лишь по уровню сигнала с вихретокового датчика. Возможность обработки информации отсутствует. НПО «НИИПодшипник», г. Минск. Беларусь ЛПС- Ручное сканирующее устройство. Сложная переналадка. ЭВМ не входит в состав комплекса. ОАО «ВНИИГ1», г. Москва, Россия ДТ-7 Механическое сканирующее устройство для цилиндрических поперхпостей. ЭВМ не входит в состав комплекса. СССР пко-зм Ручное управление перемещением. Прибор разработан в году. УегкКап. США ECIS (Eddy Current Inspection System) Автоматический робот-манипулятор с 5 степенями свободы (3 линейных координаты Х-У-г и 2 поворотных у руки робота) Система оснащена модными средствами обработки данных. Подробности неизвестны. Приборы изготавливаются за рубежом, в связи с чем многие сведения неполны и взяты из рекламы фирмы. ЕЬБсап, Г ермания Широкий спектр моделей Автоматический последовательный робог-манипулято^ с управлением Пакет ЯсалАКгег . Расшифровку результатов контроля и оценку качества изделия []. Их разделяют на 2 больших класса: проходные датчики и накладные. Рис. При этом производительность контроля может достигать м/сек (для проволоки) или несколько тысяч мелких деталей в час. Такие дефектоскопы не снабжаются системами сканирования, поскольку не предназначены для работы со сложными профилями поверхностей. Дефектоскопы с накладными датчиками применяются как для контроля крупных объектов, так и для работы с мелкими поверхностями сложной конфигурации. Возможности системы по перемещению датчика.