Введение к работе
з
Диссертационная работа посвящена исследованию метода контроля положения вращающейся плоскости, основанного на анализе формы и параметров траектории движения изображения светящейся марки во вращающихся зеркалах, сопряженных с объектом контроля и разработке средств для его реализации.
Актуальность работы: Задача контроля положения вращающейся плоскости практически не имеет метрологического обеспечения. Потребность в таких средствах существует и удовлетворяется в настоящее время путем создания специальных стендов. Наглядным примером этих задач может служить контроль установки управляемых колес автомобилей, средства решения которой, как показали исследования, до настоящего времени, не отвечают требованиям точностной надежности. Известны и другие примеры -контроль соосности валов трансмиссии в вертолетах, на кораблях.
Проблемность задачи обусловлена отсутствием преобразователей, которые обеспечивали бы получение измерительной информации при отсутствии реально обозначенных баз. Один из вариантов создания таких преобразователей - использование свойств плоских зеркал. Исследования по теории плоских зеркал указывают на такую возможность, но для ее реализации требуются конкретные знания о способах преобразования пространства вращающимися плоскими зеркалами. Таким образом, существующая потребность в средствах контроля положения вращающейся плоскости и видимая возможность решения проблемы составляют в совокупности признаки актуальности темы диссертации.
Цель работы - создание средств контроля положения вращающейся плоскости, основанного на анализе формы и параметров траектории движения изображения светящейся марки во вращающихся зеркалах, закрепленных на объекте контроля.
Задачи исследований: 1. Разработка теоретических основ построения средств контроля положения вращающейся плоскости, включающая в себя:
- вывод аналитических соотношений между координатами предметной
точки, ее отображением в системе из одного, двух и более вращающихся
зеркал и параметрами этих зеркальных систем; '
- установление закономерностей формирования траектории движения
изображения точки в системе из одного, двух и более вращающихся зеркал;
- определение метрологических характеристик систем с вращающимися
зеркалами и выработка рекомендаций по их использованию в качестве
задатчиков пространственных траекторий светового луча и измерительных
преобразователей для средств контроля.
-
Анализ возможных способов получения измерительной информации.
-
Создание устройства контроля положения вращающейся плоскости и оценка его метрологических характеристик.
-
Проведение экспериментальной проверки теоретических выводов на макете устройства контроля положения вращающейся плоскости.
-
Разработка стенда контроля положения установки колес автомобилей
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Предложен кинематический метод контроля положения вращающейся плоскости, основанный на анализе формы и параметров траектории движения изображения светящейся точки во вращающихся зеркалах, сопряженных с объектом контроля.
-
Выведены аналитические соотношения между координатами предметной точки, ее отображением в системе из одного, двух и трех вращающихся зеркал и параметрами этих зеркальных систем.
-
Определены функциональные и метрологические свойства оптических преобразователей на основе систем с вращающимися зеркалами для оптико-электронных измерительных и управляющих систем.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
-
Выработаны рекомендации по использованию зеркальных преобразователей на основе систем с вращающимися зеркалами в качестве задатчиков пространственных траекторий светового луча и измерительных преобразователей для средств контроля.
-
Рассмотрены вопросы построения систем, реализующих предложенный способ контроля, и способы получения измерительной информации.
-
Разработано устройство контроля положения вращающейся плоскости и исследованы его метрологические характеристики.
-
Предложена схема стенда контроля правильности установки колес автомобилей.
Методы исследования: геометрическое моделирование, построение математических моделей с применением аналитической геометрии и методов аналитической механики (теории конечных поворотов), численный эксперимент, компьютерное моделирование.
Апробация работы: результаты работы обсуждались на VIII и IX научно-технических конференциях "Экстремальная робототехника" (16-17 апреля 1997 г. и 14-15 апреля 1998 г. Санкт-Петербург).
Публикации: По теме диссертационной работы опубликовано 9 статей, перечень которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы; содержит 97 страниц машинописного текста, 118 рисунков, 13 таблиц, 120 библиографических наименований.
Похожие диссертации на Кинематический метод контроля положения вращающейся плоскости средствами функциональных зеркальных преобразователей
