Введение к работе
Актуальность темы.
Повышение качества изготовления деталей является одним из важнейших требований современного производства к технологии механической обработки и станкам. Особую актуальность приобретает это требование в условиях компьютеризированного производства, построенного на принципах безлюдной технологии. Под качеством будем понимать совокупность показателей точности обработки, безотказности и производительности.
Один из перспективных путей повышения качества обработки заключается в создании и применении интеллектуальных систем управления, обеспечивающих изготовление каждой конкретной детали с учётом технических характеристик и состояния станка, режущего инструмента, заготовки. При этом в состав интеллектуальной системы управления должна включаться информационно-измерительная подсистема, осуществляющая сбор и формирование требуемых данных!
Состояние режущего инструмента при формировании каждой поверхности оказывает решающее влияние на точность обработки изделий. В связи с этим большое значение имеет разработка методов комплексного и оперативного контроля состояния инструмента, а также реализация систем контроля инструмента на базе современных технических средств. На сегодняшний день известны системы контроля инструмента, основанные на различных методах получения и обработки информации, однако, они не обладают возможностью производить экспертную оценку состояния инструмента для осуществления коррекции траектории движений РИ. Данная проблема может быть решена за счёт создания системы, обладающей функциональной полнотой и информативностью, необходимыми для реализации интеллектуального управления станком, что является актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с федеральной межвузовской научно-технической программой «Механика, машиноведение и процедуры управления», по фанту «Экспертная система станка для обеспечения точности обработки» Российской программы «Машиностроение» и единому заказ-наряду Министерства образования РФ.
Цель работы - повышение качества обработки на токарных станках с интеллектуальным управлением путем создания и применения пидеоинформационной системы контроля состояния режущего инструмента.
Автор защищает: К Алгоритм обработки визуальной информации для оценки состоя-
ния режущего инструмента при интеллектуальном управлении токарным станком в условиях интегрированного производства.
-
Метод повышения точности определения формы лезвия режущего инструмента (РИ).
-
Программное обеспечение видеоинформационной системы ВИС контроля состояния инструмента.
Научная новична заключается в следующем:
-
Предложена модель и проведены исследования формирования сигнала изображения видео-датчика на основе фотопреобразователя с зарядовой связью (ФПЗС) при видеоизмерении формы контура бинарной проекции режущего инструмента.
-
Разработан метод повышения точности видео-измерения лезвия РИ, основанный на обмене амплитудного и пространственного разрешения видео-датчика, позволяющий сохранить поле зрения достаточное для обеспечения функциональных возможностей ВИС.
-
Определены технологически значимые состояния РИ с учетом использования видеоинформационной системы в составе интеллектуальной системы управления токарным станком.
-
Созданы базовые алгоритмы обработки визуальной информации и выделения признаков износа и повреждения РИ путем сравнения текущего и эталонного контуров проекции РИ полученных из видео изображения.
Практические результаты работы заключаются в следующем:
-
Разработана структура видеоинформационной системы контроля состояния РИ и созданы алгоритмы обработки визуальной информации, предусматривающие уточнение координат точек контура проекции РИ для формирования корректирующих управляющих воздействий.
-
Разработана компоновочная схема и определён состав аппаратных средств видеоинформационной системы контроля состояния РИ, обеспечивающие оптимальное сочетание информативности исходного контролируемого образа и технологичности применения в производственных условиях.
-
Разработан протокол взаимодействия программного обеспечения реализующего общее интеллектуальное управление станком и программного обеспечения видеоинформационной системы.
-
Все разработанные алгоритмы реализованы в виде законченного программного продукта, реализующего обработку визуальной ин-
формации, а также связь с интеллектуальной системой управления станком.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 5-той международной конференции по динамике технологических систем, Ростов-на-Дону, 1997 г. и на научно - технических конференциях профессорско-преподавательского состава ДГТУ 1997-1999 г.
Публикации. По материалам исследований опубликовано б печатных работ.
Реализация работы. Результаты диссертационной работы нашли следующее практическое применение: при выполнении научно-исследовательских работ по федеральной целевой программе, на ФГУП «ПО Азовский оптико-механический завод», в учебном процессе кафедры «Робототехника и Мехатроника» Донского государственного технического университета по специальностям 1202 «Металлорежущие станки и инструмент» и 0718 «Мехатроника».
Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на /У^ листах машинописного текста, включающего 4 главы основной части, заключение и общие выводы. Диссертация содержит список литературы из ЇЬ_ наименований, /^_ таблиц, bZ_ рисунков и приложения на й[ страницах.