Введение к работе
Актуальность работы. Задачей современного машиностроения является комплексное обеспечение качества выпускаемой продукции. Выбор оптимального уровня автоматизации средств измерения должен обеспечивать требуемое качество продукции при экономически обоснованных трудовых и материальных затратах. Высокое качество продукции в сочетании с низкой себестоимостью способствует повышению конкурентноспособности продукции на МИРОВОМ рынке.
В автоматизированном производстве измерения линейных и угловых размеров деталей занимают наибольший обьем. По этой причине перспективным направлением является создание информационно-измерительных систем, осуществляющих выработку достоверной измерительной информации о состоянии технологического процесса, необходимой для управления автоматизированным производством.
Основой таких информационно-измерительных систем должны стать измерительные преобразователи, обеспечивающие высокую разрешающую способность, точность измерений и возможность применения при измерении линейных и угловых величин. Измерительные преобразователи должны сочетать бесконтактность измерения с высокими массогабаритными показателями, малым энергопотреблением и обеспечивать устойчивость работы в условиях воздействия внешних дестабилизирующих Факторов: перепадов температуры и давления, вибрации и др.
Таким образом, разработка измерительных преобразователей, основанных на этом принципе и отвечающих указанным требованиям, является актуальной научно-технической задачей.
Актуальность данной работы определяется тем, что она осуществлялась в рамках выполнения гранта ГР - 89 по фундаментальным исследованиям в области приборостроения в 1994 - 95 гг., утвержденным Государственным Комитетом по высшему образованию Российской Федерации.
Цель работы. Повышение точности многоканальных оптоэлект-ронных измерительных систем для контроля линейных И УГЛОВЫХ размеров деталей воловнях автоматизированного производства.
Нетоды исследовании. В работе при теоретических исследованиях используются аппарат Фурье-оптики, спектрофотометрии, метрологии измерений линейных и угловых величин, теория опто-
электронных измерительных преобразований. При экспериментальных исследованиях применены методы оптоэлектронных измерений, Фотометрии и спектроскопии, методы математической статистики и вычислительной техники. Научная новизна
-
Определена Функция измерительного преобразования отражательного оптрона при измерении расстояния между оптроном и поверхностью детали в зоне Френеля. На основе исследования методами фурье-оптики Физической модели отражательного оптрона выявлена взаимосвязь Функции измерительного преобразования с принципиальной конструкцией и характеристиками элементов отражательного оптрона.
-
Установлена связь между пространственным расположением отражательных оптронов в миниатюризованной многоканальной измерительной системе и влиянием перекрестных помех на информативные сигналы оптронов.
-
Выявлена взаимосвязь между параметрами спектральных светофильтров и эффективностью подавления перекрестных помех в многоканальной оптоэлектронной измерительной системе.
-
Определена обшая для различных масляных смазочно-охлаж-даших жидкостей область спектра, характеризующаяся интенсивным поглощением оптического излучения и пригодная для обнаружения следов смазочно-охлаждаюших жидкостей на поверхности измеряемой детали.
-
Выявлена взаимосвязь между термоокислительной деструкцией масляных смазочно-охлаждаюших жидкостей в процессе эксплуатации и изменением их спектральных характеристик. Установлено, что в ходе терноокислительной деструкции качественных изменений в характерной области интенсивного светопоглошения в спектре смазочно-охлаждаюших жидкостей не происходит.
Практическая ценность
-
Разработаны принципы построения многоканальных оптоэлектронных измерительных систем, адаптированных к уловиям автоматизированного производства.
-
Разработан способ подавления перекрестных помех в многоканальной оптоэлектронной измерительной головке путем спектрального разделения измерительных каналов. Экспериментальные исследования способа показали, что при спектральном разделении
измерительных каналов с помошью светофильтров различных видов уровень перекрестных помех пренебрежимо мал,
-
Разработан способ обнаружения следов смазочно-охлажда-юшей жидкости на поверхности измеряемой детали и выявления вносимой ими погрешности измерения. Экспериментальные исследования способа показали возможность аппаратного обнаружения на поверхности измеряемой детали пленки смазочно-охлаждашей жидкости толщиной от 1 мкм.
-
Реализован экспериментальный образец измерительного преобразователя на основе отражательного оптрона, работавшего в режиме нулевой измерительной головки с погрешностью срабатывания, не превышающей +3 мкм.
Внедрение подученных результатов. По заключению АО ЭНИНС разработанные оптоэлектронные измерительные системы предполагается использовать в новых перспективных разработках, в частности, в специализированных координатно-измерителышх машинах в качестве устройства бесконтактного ощупывания измеряемых деталей и в высокопроизводительных контрольных автоматах для оденки качества промышленных изделий как датчики обнаружения деталей, что позволит повысить производительность и точность операций измерения И КОНТРОЛЯ.
Апробадия работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Второй научно-технической конференции "Состояние и проблемы технических измерений", г. Москва, 1995 г.; на семинаре "Метрологическое обеспечение и взаимозаменяемость в машиностроении", общество "Знание", г. Москва, 1996 г.; на заседаниях каФедры "Информационно-измерительная техника" , КГТУ "СТАНКИН", 1995. 1996 гг.
Публикации, По результатам выполненных исследований и разработок имеется 4- публикации, подано Z заявки на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, Ч глав, заключения, списка литературы и приложений. Обший объем работы 193 страниц, в том числе IV7 страниц основного текста, ?2 страницы таблиц и рисунков, список литературы из /ГЦ наименований на І-Ч страницах и приложения на G страницах.
- б -