Диагностика технологической системы

Автоколлиматор цифровой двухкоординатный ОПТРО-АК-014 (Dual Axis Ditgital Autocollimator)

Автоколлиматор ОПТРО-АК-0114 (рис. 61), предназначенный для высокоточных двухкоординатных измерений малых углов в цеховых, заводских и учебных лабораториях широкого профиля, имеет следую- щие технические характеристики:

• 
  дискретность выходных данных – 0,1"…0,01";
  
• 
  диапазон измерений угла – ±40';
  
• 
  средняя квадратическая случайная погрешность измерения углов по каждой из осей в пределах диапазона измерений – не более ±0,05" при цикле накопления не более 10 с;
  
• 
  полная погрешность измерений в нормальных условиях в диапазоне измере- ний угла ±20' по горизонтальной и верти- кальной осям и ±20' и по вертикальной оси – не более ±1";
  
• 
  полная погрешность измерений в диапазонах измерений более 20' – не бо- лее ±2";
  
• 
  фокусное расстояние объектива – 100 мм, световой диаметр объектива –
  

30 мм;

6. 
   Погрешности измерения нормируют-
   

Рис. 61. Автоколлиматор
ОПТРО-АК-0114

ся для нормальных условий выполнения линейно-угловых измерений и расстояния до зеркала не более 0,5 м.

6. 
   Приемным светочувствительным элементом является КМОП-ка- мера. Блоком обработки данных является ПК (или ноутбук) (в комплект поставки не входит).
   

3. 
   Кинематомер
   

Кинематомер предназначен для измерения кинематической по- грешности и ее анализа.
Кинематомер состоит:

• 
  из двух или нескольких датчиков, каждый из которых контроли- рует перемещения рабочих органов станка, выполняющих взаимосвя- занные формообразующие движения;
  
• 
  устройства, принимающего и обрабатывающего первичную ин- формацию о перемещениях рабочих органов станка;
  
• 
  регистрирующего устройства, фиксирующего отклонения значе- ний фактических перемещений от номинальных значений.
  

При помощи кинематометра можно также определить дефектные звенья передаточных механизмов, например погрешность изготовления и монтажа зубчатых колес. В данном случае кинематическая погреш- ность будет функцией поворота выходного вала, т. к. в реальном меха- низме из-за погрешности изготовления и монтажа зубчатых колес угол поворота выходного вала не равен расчетному, что и приведет к воз- никновению кинематической погрешности.
Анализируя функцию кинематической погрешности, можно опре- делить, какие звенья передаточного механизма вносят наибольший вклад в погрешность. Можно сравнить величину погрешности с допуском и сделать вывод о техническом состоянии механизма без его разборки.


Рис. 62. Кинематометр «Диакин-3» при проверке редуктора
Рассмотрим принцип действия кинеманометра на примере «Диа-
кин-3».
В состав кинематомера «Диакин-3» (рис. 62) входят:

• 
  два датчика угловых перемещений: энкодера типа ЛИР-1170 (по-
  

грешность ±1,5") или ЛИР-190 (погрешность ±5");

• 
  измерительный блок на базе платы NI6210 фирмы National Instruments;
  
• 
  ноутбук;
  
• 
  специализированное программное обеспечение.
  

Методика определения кинематической погрешности зубообраба- тывающего станка при помощи кинематометра описана выше
(разд. 2.5.1).
При работе комплекса используются два импульсных преобразова- теля угловых перемещений, которые с помощью механических приспо- соблений соединяются с конечными звеньями контролируемой кинема- тической цепи механизма. Перемещение звеньев преобразуется измери- тельными преобразователями в электрические сигналы (последователь- ности импульсов). Сигналы с преобразователей поступают на соответ- ствующие входы блока кинематомера, в котором с помощью аппарат- ных счетчиков по каждому фронту сигнала преобразователей осуществ- ляются операции суммирования или вычитания, изменяющие общее со- держимое счетчиков.
Структурная схема комплекса «Диакин-3» приведена на рис. 63.


Рис. 63. Структурная схема комплекса «Диакин-3»:
1, 2 – энкодеры входного и выходного звеньев; 3 – блок кинематометра;
4 – ноутбук; 5, 6 – блоки питания ноутбука и кинематора
Полученные массивы отсчетных значений в соответствии с вы- бранным алгоритмом, учитывающим передаточное отношение контро- лируемой цепи, подвергаются программной обработке, в результате ко- торой формируется необходимая измерительно-диагностическая ин- формация, выдаваемая пользователю в виде текстовых и/или графиче- ских документов на дисплее ПЭВМ или принтере.
Программное обеспечение комплекса включает в себя программы:

• 
  «Диакин-Станок» для измерения кинематической точности зубо- обрабатывающих станков;
  
• 
  «Диакин-Отсчет» для измерения точности угловых и линейных координатных перемещений.
  

Указанное программное обеспечение позволяет осуществлять в ав- томатизированном режиме следующие функции:

• 
  описание объекта диагностирования (в том числе формирование расчетной кинематической схемы и расчетного спектра потенциальных дефектов кинематической цепи);
  
• 
  измерение кинематической погрешности или погрешности коор- динатных перемещений;
  
• 
  обработку результатов измерения с получением временной функции и спектра кинематической погрешности;
  
• 
  обработку временной функции с целью выделения накопленной и циклической погрешностей;
  
• 
  спектральный анализ временной функции кинематической по- грешности;
  
• 
  диагностирование дефектных звеньев-источников кинематиче- ской погрешности, выполняемое путем сопоставления расчетного и из- меренного спектров;
  
• 
  формирование и распечатку протокола проверки проверяемого объекта;
  
• 
  линейные и угловые измерения с использованием CCD-камер;
  
• 
  исследование точности позиционирования изображения на
  

CCD-камере;

• 
  цифровой двухкоординатный автоколлиматор с разрешением 0,001";
  
• 
  калибровка двухкоординатного цифрового автоколлиматора.
  

4.