Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве Хайбуллов Константин Анатольевич

Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве
<
Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве
>

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Хайбуллов Константин Анатольевич. Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Хайбуллов Константин Анатольевич; [Место защиты: Моск. гос. технол. ун-т "Станкин"].- Москва, 2007.- 156 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/4190

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Анализ существующих методов измерения объема лесоматериалов 12

1.1 Общее описание методов измерения 12

1.2 Метод срединного сечения (метод губера) 14

1.3 Метод концевых сечений (метод смалиана) 15

1.4 Секционный метод 16

1.5 Метод верхнего диаметра и среднего сбега 18

1.6 Метод верхнего диаметра и нормального сбега 19

1.7 Объем бревен по таблицам гост 2708-75 20

1.8 Гидростатический метод измерения объема 25

1.9 Штабельный (геометрический) метод 29

1.9.1 Измерение складочного объема 30

1.9.2 Измерение полнодревесности штабелей 34

1.10 Оптический метод измерения 41

1.11 Классификация методов измерения 42

1.12 Постановка цели и задач исследования 47

1.13 Выводы 47

Глава 2 Разработка фотометрического метода измерения геометрических параметров для вычисления объема делового лесоматериала 49

2.1 Этапы, описьюающие процесс вычисления объема делового лесоматериала 49

2.2 Этап получения отображения торцов бревен и факторы, влияющие на его качество 49

2.3 Способы вычленение из отображения объекта областей, отражающих площадь торца бревна \ 51

2.4 Способы вычисления площади торцов 57

2.5 Способы вычисления объема каждого бревна в соответствии с принятой моделью 64

2.6 Способы вычисления объединенного объема 65

2.7. Выводы і 65

Глава 3 Анализ погрешностей измерения геометрических параметров для вычисления объема делового лесоматериала фотометрическим методом 67

3.1 Анализ общей погрешности 67

3.2 Анализ инструментальной погрешности 69

3.2.1 Погрешность дискретизации 69

3.2.2 Погрешность оптики 70

3.3 Анализ методической погрешности измерения 74

3.3.1 Погрешность модели.\ 74

3.3.2 Погрешность размытости границ перехода от древесины к коре 78

3.3.3 Погрешность расчета 80

3.4 Оценка итоговой погрешности разработанного метода измерения геометрических параметров для вычисления объема делового лесоматериала 84

3.5 Выводы 87

Глава 4 Разработка метода построения структур автоматизированной системы измерения объема делового лесоматериала 88

4.1 Основные этапы метода построения асиол 88

4.2 Определение ограничений накладьюаемых на систему 90

4.3 Функциональная модель асиол 99

4.4 Синтез структурной схемы асиол 102

4.5 Выводы 106

Глава 5 Разработка алгоритмов работы программного обеспечения автоматизированной системы измерения объема делового лесоматериала 107

5.1 Общий алгоритм функционирования по асиол 107

5.2 Алгоритм выделения областей изображения, содержащих маркеры 109

5.3 Алгоритм подсчета площадей маркеров 112

5.3.1 Алгоритм распределения отрезков по их принадлежности маркерам 113

5.3.2 Алгоритм вычисления площадей маркеров 115

5.3.3 Алгоритм отсева ложных маркеров 116

5.4 Алгоритм выделения древесины 118

5.5 Алгоритм подсчета площади древесины и диаметров бревен 119

5.6 Выводы 122

Глава 6 Экспериментальная проверка вычисления объема делового лесоматериала с помощью фотометрического метода измерения геометрических параметров лесоматериалов 123

6.1 Определение направлений экспериментальных исследований 123

6.2 Определение влияния размера используемых маркеров на погрешность вычисления объема делового лесоматериала 124

6.3 Влияние разрешения матрицы фотокамеры на погрешность вычисления объема делового лесоматериала 127

6.4 Экспериментальная проверка влияния расстояния между объективом и штабелем на погрешность вычисления объема делового лесоматериала 131

6.5 Влияние угла проведения съемки на погрешность результата 134

6.6 Влияние цвета маркеров на погрешность вычисления объема делового лесоматериала 138

6.7 Экспериментальная оценка влияние освещенности места съемки на погрешность вычисления объема делового лесоматериала 141

6.8. Сравнение результатов измерения объема делового лесоматериала различными методами 144

6.9 выводы 146

Заключение 147

Список литературы

Введение к работе

Актуальность работы. Качество многих изделий насосов водяных и масляных автомобильных, тракторных и авиационных, редукторов различных назначений, дифференциалов автомобильных и тракторных гидро- и пневмоци-линдров и многих других изделий зависит от уплотнений и прокладок, обеспечивающих герметизацию этих соединений

При сборке изделий приходится осуществлять герметизацию воздушной и водяной среды, бензина, керосина и других различных агрессивных жидкостей и воды, при различных температурах, нормальном и повышенном давлениях и других условиях работы Нарушение работоспособности в процессе эксплуатации таких устройств может нередко служить причиной повышенной опасности

Решению проблемы качества изделий посвящены работы многих ученых профессоров, докт. техн наук Балакшина Б С, Базрова Б М, Безъязычного В Ф , Гусева А А , Датского А М, Житникова Ю 3, Косова М Г, Митрофанова В Г, Колесова И М, Новикова М П, Рыльцева И К , Корсакова В С , Вартанова М В , Волчкевича Л И и ряда других заслуженных ученых

Качество изготовляемых изделий окончательно формируется при сборке и нередко оказывается низким

Стабильность качества изделий можно обеспечить посредством автоматизации сборки изделий, однако пока даже в промыпшенно развитых странах автоматизировано не более 15% от общего объема сборочных работ и только в условиях массового производства Серийно собираемые изделия, как правило, соединяются вручную

В соответствии с этим была поставлена актуальная научная задача - обеспечение качества (герметичности) изделий посредством установления качественных и количественных взаимосвязей между параметрами соединяемых деталей, свойствами их материалов и параметрами средств серийной автоматизации их сборки

Цель работы и задачи исследования обеспечение качества уплотни-тельных соединений при автоматической серийной сборке изделий на основе учета свойств материалов деталей, их размеров и точности.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач

Выбор метода достижения точности собираемых изделий с учетом влияния упругих свойств материалов прокладок;

Определение размеров и положения элементов прокладок, обеспечивающих сохранение их качества при автоматической сборке изделий;

Установление качественной и количественной взаимосвязи между параметрами соединяемых деталей и средствами автоматизации сборки изделий

Разработка методики расчета и проектирования автоматических сборочных средств

Научная новизна.

  1. Установлена качественная и количественная взаимосвязь между размерными, точностными параметрами и свойствами материалов соединяемых деталей, величиной силы затяжки и выбираемым методом достижения точности;

  2. Модель автоматической сборки изделий с учетом размеров и положения взаимосвязанных элементов

3 Установлена взаимосвязь между точностными и размерными параметрами соединяемых деталей и параметрами автоматических сборочных средств серийной сборки изделий.

Практическая ценность.

  1. Создана методика расчета точности замыкающих звеньев собираемых изделий с учетом физико-механических свойств уплотнительных соединений

  2. Разработка методики расчета размеров и положения элементов уплотнительных соединений, обеспечивающих сохранение их качества при автоматической сборке изделий

  3. Методика расчета необходимой точности автоматических серийных сборочных средств и их структуры

Реализация работы.

Результаты работы внедрены при конструировании и изготовлении электромашин в ОАО «Электромашина» (г Белгород) и при проектировании двух автоматизированных сборочных заводов в организации «Эсма» (г Троицк), а также в учебном процессе по дисциплинам «Основы технологии машиностроения» и «Автоматизация производственных процессов машиностроения»

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на кафедре «Технология машиностроения», на II международной электронной научно-технической конференции «Актуальные проблемы машиностроения» г Владимир 2002 г, на VIII научной сессии «Прогрессивные технологические процессы в машиностроении» Москва 2002 г , на 2-ом международном научно-техническом семинаре 2002 г г Свалява - Киев 2002 (Украина - Россия), на Международной конференции «Автоматизация проблемы, идеи, решения» 12-17 сентября 2006 года, Севастополь

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, включая три статьи в ведущих технических журналах издательства «Машиностроение» «Сборка в машиностроении и приборостроении», «Автоматизация и современные технологии»

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и 1 приложения, изложена на 124 страницах машинописного текста и содержит 53 рисунка, 12 таблиц, а также список литературы, включающий 84 наименования

Метод концевых сечений (метод смалиана)

Метод срединного сечения является наиболее известным и традиционным поштучным методом измерения объема круглых лесоматериалов [4]. В практику российской торговли лесоматериалами метод вошел, когда турецкие, австрийские и немецкие покупатели стали запрашивать пиловочник, измеренный по Губеру (Huber). В международном стандарте ИСО 4480-1983 «Хвойные пиловочные бревна - Измерение размеров и определение объема» метод сформулирован следующим образом: «Объем бревен определяют умножением площади поперечного сечения на середине длины бревна на длину бревна» (пункт 4.2 стандарта). Моделью бревна для определения объема при этом методе является цилиндр с диаметром, равным срединному диаметру бревна, и длиной, равной длине бревна.

Формула для вычисления объема бревна методом срединного сечения имеет вид: 3,1416xd xL 4x10000 (1.1) где V - объем бревна, м3, dc - срединный диаметр бревна, см, L - длина бревна,

При использовании данного и других рассмотренных ниже методов результат вычисления объема отдельного бревна округляют до 0,001 м , а партии бревен - до 0,01 м3.

Метод срединного сечения является торговой мерой количества круглых лесоматериалов во многих странах Европы. Его использование можно считать признаком уважительного отношения к древесине, так как измерение срединного диаметра предполагает отделение каждого бревна от других бревен партии и поиск середины бревна для измерения диаметра. Национальные отличия заключаются в правилах измерения и округления срединного диаметра. В странах Западной Европы диаметр округляют вниз до целого сантиметра, а в Скандинавских странах - на середину интервала.

В Финляндии объем, вычисленный по формуле (1.1), корректируют умножением на коэффициент формы бревен.

В России метод был впервые стандартизирован только в 1992 году (ОСТ 13-303-92). Его внедрение в нашей стране сдерживается отсутствием серийного изготовления современных лесных вилок и необходимостью поштучной раскатки бревен для измерения срединного диаметра, что не предусматривалось при проектировании лесопромышленных производств.

Метод концевых сечений (метод Смалиана) является вторым традиционным для лесной таксации методом поштучного измерения объема бревен [4]. В соответствии с названием метода вычисление объема проводят по площади верхнего и нижнего торца бревна. Моделью бревна при этом методе являются два цилиндра: один с диаметром, равным верхнему диаметру бревна, а другой - с диаметром, равным нижнему диаметру. Длина цилиндров равна половине длины бревна. Формула для вычисления объема бревна методом срединного сечения имеет вид: ЛТ 3,1416xL /,2 „2 V = -і х (d + D I 8x10000 v \ (1.2) где V - объем бревна, м, d и D - верхний и нижний диаметр бревна, см, L - длина бревна, м. У комлевых бревен для исключения влияния закомелистости (резкого увеличения диаметра у нижнего торца) на результат измерения объема нижним диаметром считают диаметр, измеренный на расстоянии 50 см от нижнего торца по длине бревна. Ручные измерения диаметра проводят лесной вилкой.

При поштучных измерениях объема бревен, раскатанных в один ряд, метод концевых: удобнее метода срединного сечения, так как не нужно отыскивать точку расположения середины длины бревна и проводить в ней измерения диаметра. В России метод концевых течении стандартизирован в ОСТ 13-303-92 [5].

Действующие в Швеции «Инструкции по измерениям лесоматериалов» VMR 1/99 предусматривают применение метода концевых сечений с дополнительным поправочным коэффициентом а: Л. 3,1416xL / 2/1 \ J2\

V = — х [а х D + (1 - а)х ст)

8x10000 v , (1.3)

Коэффициент а зависит от верхнего диаметра и длины бревен. Он уменьшает расчетное значение нижнего и увеличивает значение верхнего диаметра, в результате объем бревен становится несколько меньше объема, вычисленного по формуле (1.2). Этот вариант метода концевых сечений в Швеции используют для балансов при выборочных поштучных измерениях коэффициентов пересчета складочного объема штабеля или массы в объем балансов.

В лесной таксации точные измерения объема древесных стволов и бревен, необходимые для составления математических моделей и таксационных таблиц, традиционно проводят измерениями по секциям. При ручных измерениях ствол или бревно разбивают на секции равной длины не более 2 м, лесной вилкой измеряют диаметр на середине длины каждой секции и по методу срединного сечения вычисляют ее объем. Объем бревна или ствола равен сумме объемов секций.

В настоящее время секционный метод используют в системах автоматического измерения сортиментов при их заготовке лесными машинами (харвестерами), а также на лесоперерабатывающих предприятиях при автоматических измерениях пиловочника и фанерного кряжа, совмещенных с их сортировкой на продольных транспортерах по размерам и качеству. При автоматических измерениях длину секций уменьшают до 5-20 мм. Измерения диаметра бревен в двух направлениях (под прямым углом) или в трех направлениях (под углом 120 градусов), позволяют не только вычислять объем бревна, но также его сбег, кривизну, объем вписанного цилиндра и другие показатели.

Секционный метод предусматривает: 1 Автоматические многократные измерения диаметра d, по всей длине бревна через разные отрезки длиной b от одного измерения до другого; 2 Вычисление объема бревна V как суммы объемов цилиндров (длина каждого цилиндра равна длине секции, а диаметр цилиндра - срединному диаметру секции): у = ЗД416хЬА? 4x10000 у \ (1 4) где V - объем бревна, м3, dj - результат отдельного 1-го измерения диаметра бревна, см, b - расстояние по длине бревна от одного места измерения диаметра до другого (длина секции), м, п - количество измерений диаметра по длине бревна, шт. Расстояние b по длине лесоматериала от одного измерения до другого при ручных измерениях диаметров не должно превышать 2 м, а при автоматических измерениях - 0,2 м.

Этап получения отображения торцов бревен и факторы, влияющие на его качество

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи: разработать метод повышения точности измерения геометрических параметров делового лесоматериала; разработать математическую модель метода измерения параметров делового лесоматериала; произвести расчет точности измерения, получаемой разработанным методом; разработать варианты структур автоматизированных систем измерения объема делового лесоматериала; разработать метод построения автоматизированной системы измерения объема делового лесоматериала; разработать алгоритмы измерения с помощью спроектированной автоматизированной системы; провести анализ результатов экспериментальных исследований работы полученных алгоритмов. 1. В главе проведен обзор существующих методов измерения объема круглого лесоматериала. 2. Рассмотрены существующие классификации методов измерения. 3. Предложена новая классификация методов измерения объема круглого леса по способу взаимодействия с объектом в процессе измерения. 4. В соответствии с норой классификацией проведен анализ методов измерения объема круглых лесоматериалов, который показал:

Практически все контактные методы имеют ошибку измерения, достигающую существенных величин превосходящих установленные отечественные стандарты. Все они имеют большую трудоемкость и слабо поддаются автоматизации. Большую роль в контактных методах измерения играет человеческий фактор, который может привести к погрешностям сколь угодно больших размеров;

Всех этих недостатков лишены бесконтактные методы измерения. Измерение параметров объекта на основании изображения полученного с помощью фото или телекамер наименее требовательно к количеству и сложности оборудования. В связи с этим если не ставится задача контроля внутренней структуры объекта измерения, то фотометрические методы измерения являются наиболее перспективными.

5. Определены цели и задачи будущего исследования.

В первой главе мы обосновали перспективность исследований фотометрического метода для применения его в процессе измерения геометрических параметров делового лесоматериала. Нами предложена последовательность этапов, описывающих процесс вычисления объема делового лесоматериала, реализующая особенности измерения геометрических параметров объекта с помощью фотоаппарата [15]: п.1 Получение отображения торцов бревен; п.2 Вычленение из отображения, областей отражающих площадь каждого торца; п.З Вычисление площади торцов; п.4 Вычисление объема каждого бревна в соответствии с принятой моделью; п. 5 Вычисление объединенного объема. Рассмотрим особенности выполнения каждого из этапов.

Этап получения отображения является базой для получения достоверного результата измерений и максимального упрощения дальнейших этапов обработки и вычислений [16].

Он включает в себя следующие стадии: - выбор аппаратуры для проведения съемки; - определение оптимального расположения аппарата перед измеряемым объектом; - правильного выбора экспозиции.

Анализ состояния съемочной техники [17], применяемой для фотограмметрических методов обработки снимков, позволяет сделать вывод, что реализация первого этапа процесса измерения (получение отображения торцов бревен) должна основываться на использовании мало- и среднеформатных не метрических камер [18]. Они имеют ряд таких преимуществ, как: общедоступность, сравнительно низкая стоимость, малая масса, простота в управлении, наличие вспомогательного оборудования и сменных объективов, хорошая разрешающая способность и широкий диапазон фокусирования. По ряду характеристик к классу не метрических можно отнести и широко распространенные в последнее время различные цифровые фото- и видеокамеры, которые, быстро совершенствуясь, теснят традиционную фотоаппаратуру. Отличительной особенностью таких камер является возможность получения фотографической информации сразу в цифровом виде с последующей фотограмметрической обработкой ее на персональной ЭВМ [18].

Помимо аппаратной - важными составляющими, определяющими качество этого этапа, являются операции связанные с правильным выбором параметров съемки таких, как расстояние от камеры до объекта, соблюдение перпендикулярного расположения фотокамеры к оси объекта и установка ее на высоте, позволяющей в итоге отображению объекта находиться в центре снимка.

Анализ методической погрешности измерения

Первая модель является наиболее грубым приближением, поэтому сечение реального бревна представляющее собой, в лучшем случае, эллипс, а в худшем случае поверхность, ограниченную кривой, описываемой функциями 2,3-го и более высокого порядка, заменяют моделью в виде круга ограниченного диаметром D;, полученного путем измерения размера сечения в двух взаимно-перпендикулярных направлениях и вычислением среднего значения. Измерение этого размера в разных методиках производят в различных местах, на торцах бревна или примерно на расстоянии L/2 от них. Кроме того, длина L принята равной величине Н в точной модели бревна, что может существенно отличаться от реального, как это видно из формулы (3.6) при значительной кривизне бревна.

Вторая модель, также как и первая принимает сечение бревна как круг, но замеры вершины и основания позволяют лучше приблизиться к параметрам точной модели. Длина бревна определяется тем же упрощенным способом, как и в первой модели.

Таким образом, погрешность будет определяться неадекватностью принятой модели бревна реальному бревну. Если мы возьмем к равным 1 то погрешность модели конуса будет:

Одной из важных операций при реализации процесса измерения объема древесины разрабатываемой автоматизированной системы является вычленение из исходного изображения той его части, которая отражает торцы бревен. Особенность этой операции состоит в том, что исходное изображение не является бинарным, а является полутоновым. Более того, кроме пустого пространства, разделяющего бревна в штабеле, сами бревна покрыты корой, которая для производства является бесполезной и объем которой необходимо отделить от полезной древесины. Еще одной особенностью поставленной задачи является то, что цвет полезной древесины и коры близки по значению, что также может привести к дополнительным ошибкам при определении границы дерево-кора. Та же проблема связана и с самой древесиной. Дело в том, что разные породы дерева, условия и длительность хранения, освещенность приводят к тому, что цвет древесины также может колебаться в довольно больших пределах. Поэтому определим величину погрешности определения границы дерево-кора с помощью статистической обработки.

Проведенный анализ большого количества фотоснимков бревен [64] и штабелей бревен (выборка 150 кадров) показали, что распределение яркостей присущих древесине и переходу дерево-кора реализуется в соответствии с рисунком:

Минимальная яркость для дерева составила Rmin= 153, Gmin= ПО, Bmin= 32. Максимальная яркость для дерева составила Rmax= 197, Gmax= 162, Bmaj = 99. Минимальная яркость для коры составила Rmjn= 106, Gmin= 51, Bmin= 20. Максимальная яркость для коры составила Rmax= 138, Gmax 79, Bmax= 40.

Все фотоснимки проводились одним и тем же фотоаппаратом и с одного расстояния. При этих условиях переходная зона от древесины к коре составила g = 0,003i? бревна. Соответственно относительная погрешность размытости границ перехода от древесины к коре 6Ф составляет: _7t{2Rg-g2) nR = ioo% = 27?g,g -100%. R2 (3.9) Как следует из описания метода измерения полезный объем древесины штабеля равен А1 1=1-5 (3-Ю) где SH - площадь основания усеченного конуса (бревна), Se - площадь вершины усеченного конуса (бревна), L - длина усеченного конуса (бревна), п - количество бревен в штабеле. Однако если представить штабель в виде одного усеченного конуса, где площади основания и вершины - это сумма всех площадей соответствующих торцов бревен то, тогда погрешность измерения объема [65,66, 67] равна AV = -L 1+V Wv \ ASH + 1+V 1 2 7. AS. + -(уя+ Л+5 , (3.11) где AL - абсолютная погрешность измерения длинны штабеля, ASH, ASe - абсолютные погрешности измерения площади торцов штабеля.

В случае если для борьбы с оптическими аберрациями применяются эталоны, то согласно главе 2 полезная площадь древесины любого из торцов штабеля равна С X S0=S3nZZK(e,d), e=0d=0 (3.12) где S3„ - элементарная площадь, занимаемая одним пикселом на снимке. K(e,d) - коэффициент пропорциональности для конкретного пиксела, е, d- номер пиксела в матрице по горизонтали и вертикали.

Определение ограничений накладьюаемых на систему

Определим набор параметров, который может быть необходим для проектирования системы. Во-первых, объект измерения: 1) геометрические размеры штабеля бревен; 2) длина, приблизительный диаметр и форма бревна; Во-вторых, устройство получения отображения: 1) размеры светочувствительной матрицы в пикселах; 2) геометрические размеры самого пиксела; 3) фокусное расстояние; 4) отсутствие или наличие (степень) искажений оптической системы устройства; В-третьих, условия съемки: 1) степень освещенности объекта измерения; 2) степень прозрачности среды. В-четвертых, возможности вычислительного устройства: 1) объем доступной памяти; 2) производительность.

Опишем некоторые ограничения на параметры проектируемой системы, которые могут возникнуть при различных применениях разработанного метода измерения. 1) В качестве устройства получения отображения может использоваться прецизионный фотоаппарат; 2) Съемка штабеля происходит при недостаточной освещенности; 3) Измерения необходимо производить с очень высокой скоростью; 4) Съемка производится в полевых условиях при ограниченных вычислительных ресурсах; 5) Измерение происходит в условиях описанных в п.3.4 главы 3.

Кроме того, наша автоматизированная система предназначена для оценки объема делового леса и, следовательно, измеряемые бревна имеют следующие параметры (длина - 6м ± 9см, кривизна ствола - до 5 см, диаметр бревна - от 18 до 60 см). Опишем, как отразится на требованиях к элементам структуры АСИОЛ первое ограничение.

Применение для отображения прецизионного фотоаппарата означает, что его оптическая система вносит столь малые искажения, что ими можно пренебречь. Это позволяет не использовать эталоны, но требует жестко фиксировать размеры штабеля и положение фотоаппарата относительно него.

Каждый фотоаппарат проецирует изображение объекта на светочувствительный элемент (для цифрового фотоаппарата - ПЗС матрица). Эта матрица имеет фиксированные значения рабочей поверхности по горизонтали и вертикали, измеряемые в пикселах. Минимальным объектом распознавания в предлагаемой автоматизированной системе является бревно диаметра (d). АСИОЛ должна производить измерение с точностью не более 5%. Поскольку в эту величину входят все погрешности, определим на погрешность разрешающей способности 1%. Тогда разрешающая способность ПЗС матрицы должна различать изменение линейных параметров объектов на 0,0 Id, т.е. такому изменению должен соответствовать хотя бы 1 пиксель. Зависимость между линейными параметрами АСИОЛ можно описать следующими формулами, которые поясняется на рис.4.1: М _ 0,95-т-д .. 1 L f М = 0,01 -d- 0,95- т, (4.2) где М- линейный размер отображаемого объекта; L - расстояние от объекта до объектива; /- фокусное расстояние фотоаппарата; т - линейный размер ПЗС матрицы в пикселах; q - физический размер пиксела.

Исходя из приведенных формул можно получить два важнейших параметра предлагаемой автоматизированной системы. Это максимальные размеры бокса (М) и максимальное расстояние (I), с которого необходимо производить фотографирование конкретным фотоаппаратом [73].

Исходя из формулы (4.1) видно, что расстояние до объекта измерения, который нужно отобразить с такой точностью зависит не только от количества светочувствительных элементов в матрице, но и от фокусного расстояния используемого объектива. Тогда формула для вычисления расстояния будет выглядеть следующим образом: L = 0,01 df (4.3) Формулу (4.3) можно применить как к горизонтальному размеру объекта измерения, так и к вертикальному. На рисунке 4.2 представлена структурная схема, отражающая 1-ое ограничение.

Штабель бревен помещается в специальный контейнер (бокс), размеры которого вычисляются по формуле 4.2., к обоим торцам бокса прикреплены гибкие штанги, на которых фиксируется фотоаппарат. Длина штанги вычисляется по формуле 4.3. Затем оператор производит съемку обоих торцов бокса, фиксируя фотоаппарат на штанге. С помощью интерфейсного устройства полученные снимки торцов бревен, оператор передает в ЭВМ. Программное обеспечение, производящее обработку снимков разбито на три модуля: модуль 1 выделяет торцы бревен из изображения, модуль 2 вычисляет площадь торцов, модуль 3, соотнеся оба снимка, вычисляет объем бревен. Промежуточные и окончательный результаты измерения отображаются на мониторе.

Похожие диссертации на Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве