Preview

Измерительная техника

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Метод измерения профиля поверхности мехатронным профилографом с параллельным управлением приводами датчиков

https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-12-22-28

Аннотация

Рассмотрены задачи повышения манёвренности и быстродействия мехатронного профилографа, а также расширения диапазона измерения профилей различных поверхностей. Для решения этих задач предложен метод измерения профиля поверхности мехатронным профилографом с параллельным управлением приводами датчиков по заданной траектории. Описана система управления мехатронным профилографом с распределённым управлением исполнительными приводами, эффективно реализующая программные движения исполнительного органа (лазерного датчика) профилографа. Применение данной системы управления позволяет повысить точность, чувствительность, быстродействие и надёжность мехатронного профилографа при эксплуатации, а также сократить время измерений и калибровки при одновременном существенном повышении точности результатов измерений. Разработана информационно-измерительная система мехатронного профилографа. Предложено программное обеспечение для управления электроприводами мехатронного профилографа. Установлены и при поверке подтверждены метрологические характеристики мехатронного профилографа: диапазон измерения расстояния от датчика до поверхности 100–500 мм; пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений ±0,05 % диапазона; диапазон измерения по окружности 0–360°; пределы допускаемой погрешности углового энкодера ±30″. В графическом виде представлены результаты измерения профиля поверхности гофрированного листа с прогибом в поперечном сечении вниз в полярных координатах и найден прогиб (13,8±0,05) мм. Результаты исследований будут полезны для различных отраслей народного хозяйства – машиностроения, сельского хозяйства, строительства и др.

Об авторах

С. А. Васильев
Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова
Россия

Сергей Анатольевич Васильев

Чебоксары



А. А. Федорова
Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова
Россия

Алена Анатольевна Федорова

Чебоксары



В. В. Алексеев
Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова
Россия

Виктор Васильевич Алексеев

Чебоксары



Список литературы

1. Lushnikov N., Lushnikov P., Transportation Research Procedia, 2017, vol. 20, рр. 425–429. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2017.01.069

2. Alexander V. V., Deng H., Islam M. N., Terry F. L., Conference on Lasers and Electro-Optics, San Jose, 2010. https://doi.org/10.1364/CLEO_APPS.2010.AFA3

3. Abidin F. Z., Hung J., Zahid M. N., IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, vol. 469, 012074. https://doi.org/10.1088/1757-899X/469/1/012074

4. Shih F. Y., Image processing and pattern recognition: fundamentals and techniques, Wiley-IEEE Press, 2010. https://doi.org/10.1002/9780470590416

5. Lee B. Y., Tarng Y. S., International Journal of Machine tools and Manufacture, 2001, vol. 41, pp. 1251–1263. https://doi.org/10.1016/S0890-6955(01)00023-2

6. Stoudt M., Hubbard J. B., Acta Materialia, 2005, vol. 53 (16), pp. 4293–4304. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2005.05.038

7. Васильев С. А., Алексеев В. В., Речнов А. В. Экспрессметод количественной оценки пожнивных остатков на поверхности почвы // Аграрный научный журнал. 2015. № 9. С. 11–13.

8. Hockauf R., Grove T., Denkena B., Journal of Manufacturing and Materials Processing, 2019, vol. 3 (2), 40. https://doi.org/10.3390/jmmp3020040

9. Vasiliev S., Kirillov A., Afanasieva I., Proceedings of 17th

10. International Scientifi c Conference “Engineering for Rural Development”, May 23–25, 2018, Jelgava, Latvia, vol. 17, pp. 537–542. https://doi.org/10.22616/ERDev2018.17.N126

11. Васильев С. А. Разработка метода и профилографа для оценки мелиоративных технологий на склоновых агроландшафтах // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2016. № 3. С. 220–226.

12. Васильев С. А. Обоснование конструктивно-технологических параметров профилографов для контроля мелиоративных технологий на склоновых агроландшафтах // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2016. № 4. С. 40–54.

13. Polyakov V. M., Nearing A., Soil Science Society of America Journal, 2019, vol. 83, iss. 2, pp. 327–331. https://doi.org/10.2136/sssaj2018.10.0378

14. Патент РФ № 2707907. Полевой бесконтактный профилограф для спиралевидного сканирования / Васильев С. А., Федорова А. А., Александров Р. И. // Изобретения. Полезные модели. 2019 (34).

15. Merlet J. P., Parallel robots, Kluwer Academic Publishers, 2000, 372 p.

16. Хейло С. В., Глазунов B. A., Палочкин С. В. Манипуляционные механизмы параллельной структуры. Структурный синтез. Кинематический и силовой анализ. М.: МГТУим. А. Н. Косыгина, 2011. 153 с.

17. Хейло С. В., Глазунов В. А., Ширинкин М. А., Календарев А. В. Возможные применения механизмов параллельной структуры // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2013. № 5. C. 19–24.

18. Zhou B., Zhao J., Li L., Сomputer-Aided Design, 2015, vol. 67–68, pp. 87–106. https://doi.org/10.1016/j.cad.2015.06.005

19. Huang N., Jin Y., Lu Y., Yi B., Li X., Wu S., Computers & Industrial Engineering, 2020, no. 139, 106142. https://doi.org/10.1016/j.cie.2019.106142

20. Wieczorowski M., International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2001, no. 41, pp. 2017–2022. https://doi.org/10.1016/S0890-6955(01)00066-9

21. Zhuang J., Wang Z., Liao X., Gao B., Cheng L., Micron, 2019, no. 123, 102683. https://doi.org/10.1016/j.micron.2019.102683

22. Dresscher M., Jayawardhana B., Kooi B. J., Scherpen J. M. A., Mechatronics, 2020, no. 71, 102427. https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2020.102427

23. Мехатронный профилограф: Пат. РФ № 2724386 / С. А. Васильев, Р. И. Александров, А. А. Федорова // Изобретения. Полезные модели. 2020 (18).


Рецензия

Для цитирования:


Васильев С.А., Федорова А.А., Алексеев В.В. Метод измерения профиля поверхности мехатронным профилографом с параллельным управлением приводами датчиков. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2021;(12):22-28. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-12-22-28

For citation:


Vasiliev S.A., Fedorova A.A., Alekseev V.V. Method of measuring the surface profile by a mechatronic profiler with parallel control of sensor drives. Izmeritel`naya Tekhnika. 2021;(12):22-28. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-12-22-28

Просмотров: 119


ISSN 0368-1025 (Print)
ISSN 2949-5237 (Online)