Методи підвищення точності і швидкодії комп'ютеризованих систем контролю геометричних характеристик складних поверхонь

20. Осмоловський О.І. Підвищення точності функціонування приводів системи контролю геометричних розмірів складних деталей // Інтегровані інформаційні технології та системи: Наук.-практ. конф. молодих учених та аспірантів. Київ, 29-31 жовтня 2007 р. К.: НАУ, 2007. С. 132-134.

Анотація

Осмоловський О.І. Методи підвищення точності і швидкодії комп'ютеризованих систем контролю геометричних характеристик складних поверхонь. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти. Національний авіаційний університет, Київ, 2008.

Дисертацію присвячено вирішенню важливої наукової задачі розробки методів і алгоритмів підвищення точності, надійності і швидкодії комп'ютеризованих систем контролю геометричних характеристик об'єктів складної форми. Розроблено і обґрунтовано нові алгоритми побудови цифрових регуляторів координатних приводів комп'ютеризованих вимірювальних систем, які забезпечують значне підвищення динамічної точності траєкторного руху чутливого елемента та скорочення часу виконання вимірювальних операцій.

Розроблено новий алгоритм керування координатними приводами у випадку застосування в складі комп'ютеризованих вимірювальних систем датчиків відхилення з вузькою лінійною зоною та датчиків з релейною характеристикою, що покращило динамічні показники приводів при відтворення траєкторії руху довільної форми. Запропоновано нові методи широтно-імпульсного керування двигунами прецизійних електроприводів з підвищеною навантажувальною здатністю і чутливістю при роботі вимірювальних систем в діапазоні малих швидкостей. Визначені ефективні алгоритми зменшення впливу дестабілізуючих факторів на результати вимірювання геометричних характеристик деталей. Запропоновано нові структури цифрових регуляторів слідкуючих приводів вимірювальних систем та виконано комп'ютерний аналіз їх функціонування.

Ключові слова: комп'ютеризована вимірювальна система, складна поверхня, координатний привід, динамічна точність.

Аннотация

Осмоловский А.И. Методы повышения точности и быстродействия компьютеризованных систем контроля геометрических характеристик сложных поверхностей. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 - компьютерные системы и компоненты. Национальный авиационный университет, Киев, 2008.

Диссертация посвящена решению важной научной задачи разработки методов и алгоритмов повышения точности, надежности и быстродействия компьютеризованных систем контроля геометрических характеристик объектов сложной формы. Разработаны и обоснованы новые алгоритмы построения цифровых регуляторов координатных приводов компьютеризованных измерительных систем, которые обеспечивают значительное повышение динамической точности траекторного движения чувствительного элемента и сокращение времени выполнения измерительных операций.

Разработан новый алгоритм управления координатными приводами при использовании в составе компьютеризованных измерительных систем датчиков отклонения с узкой линейной зоной и датчиков с релейной характеристикой, что улучшило динамические показатели приводов при воспроизведении траекторий движения произвольной формы. Предложены новые методы широтно-импульсного управления двигателями прецизионных электроприводов, которые обеспечивают повышение нагрузочной способности и чувствительности исполнительного элемента при работе систем контроля в диапазоне малых скоростей. Определены эффективные алгоритмы уменьшения влияния дестабилизирующих факторов на результаты измерения геометрических характеристик деталей.

Предложены новые структурные решения цифровых регуляторов следящих приводов систем контроля геометрических характеристик и выполнен компьютерный анализ их функционирования. Проведены детальные исследования комплекса параметров каждой из разработанных структур в различных режимах работы координатных приводов измерительных систем, включая набор стандартных и нестандартных, сложных периодических и нерегулярных конфигураций профиля измеряемых поверхностей. Количественной оценке подвергались амплитудные и временные показатели динамики работы приводов в переходных и установившихся режимах, статистическая погрешность осуществления сложного траекторного движения.

Отдельное внимание уделено обеспечению качественной работы систем в условиях воздействия помех. Анализ результатов исследований предложенных методов повышения точности, быстродействия и помехозащищенности систем контроля с целью обеспечения необходимой достоверности измерения геометрических характеристик позволил определить наиболее эффективные из предложенных решений и наметить перспективные подходы к дальнейшему улучшению данных показателей.

Прикладное значение представленных результатов заключается в разработке методов управления координатными приводами компьютеризованных систем контроля геометрических характеристик поверхностей, обеспечивающие повышение точности и сокращение времени выполнения измерительных операций. Предоставлено рекомендации по построению и практической реализации алгоритмов управления датчиками измерительной системы повышенной точности и быстродействия с расширенным диапазоном контролируемых параметров.

Разработаны алгоритмы и программы исследования погрешностей в разных динамических режимах, обеспечивающие создание базы данных для оптимизации процесса контроля геометрических характеристик объектов со сложной конфигурацией. Комплекс предложенных решений может быть применен как для модернизации существующих координатно-измерительных машин, так и при разработке новых компьютеризованных систем контроля геометрических характеристик пространственных объектов с улучшенными метрологическими характеристиками.

Основные результаты выполненных в работе теоретических и экспериментальных исследований нашли практическое применение в производственном процессе предприятий Украины.

Ключевые слова: компьютеризованная измерительная система, сложная поверхность, координатный привод, динамическая точность.

The summary

Osmolovskyy O.І. Methods of the precision and performance improvement of computerized systems for measurement of geometrical characteristics of complex surfaces. - Manuscript.

Dissertation for the scientific degree of the Candidate of Technical Sciences on speciality 05.13.05 - computer systems and components. National aviation university, Kyiv, 2008.

The dissertation is dedicated to the solution of the important scientific task of the development of methods and algorithms, which would enable to increase the precision, reliability and performance of the computerized systems for measurement of geometrical characteristics of objects with complex form. In the dissertation, new algorithms of measurement systems' digital controllers structuring are developed and substantiated, allowing to significantly improve the dynamic precision of the motion path of the sensitive element and to reduce the measurement time.

In the dissertation, a new co-ordinate drive control algorithm is developed, which, in a computerized measurement system equipped by narrow linear zone drift sensors and relay characteristic sensors, has improved the dynamic parameters of the drive during the reconstruction of an arbitrary motion path. New pulse-duration control methods are introduced for the control of precision electric drives with advanced workload and sensitivity during the operations of the measurement systems at low speed. Algorithms are determined to effectively minimize the impact of destabilizing factors on the results of measurements of components' geometrical characteristics. New structures of digital controllers for follow-up drives of measurement systems are introduced and their functioning is digitally analyzed.

Keywords: computerized measuring system, complex surface, co-ordinate drive, dynamic precision.

Размещено на Allbest.ru