Лазерный профилограф

В развитии современной измерительной техники наметились общие тенденции, из которых главными являются: переход от еди­ничных приборов к измерительным системам, в том числе к само­настраивающимся и аддаптивным системам; развитие измеритель­ных подсистем в роботех­нических комплексах и совершенствование систем активного контроля; применение микропроцессоров в изме­рительных системах и устройствах для переработки измерительной информации, применение числового программ­ного управления про­цессом измерений, приведшим к созданию информа­ционно-измери­тельных систем (ИИС).

Измерительно-информационная система — комплекс измери­тельных устройств, обеспечивающих одновременное получение не­обходимой измери­тельной информации о состоянии точности объекта. Задача, решаемая ИИС, обратная задаче отдельного изме­рительного устройства: не расчленять параметры объекта измере­ния с целью выделить и воспринять их по отдельности, а объеди­нить данные о всех главных параметрах объекта и создать тем самым достаточно полное, совокупное его описание. Таким образом, от­личительными особенностями ИИС являются: одновременное из­мерение многих параметров объекта (т. е. многоканальность) и пе­редача измерительной информации в единый центр; представление полученных данных, в том числе их унификация, в виде наиболее удобном для последующей обработки получателем.

Создание ИИС связано с решением системных вопросов: мет­рологическая унификация средств измерений (датчиков, преобразо­вателей, указателей) независимо от вида измеряемых величин; оп­тимизация распре­деления погрешностей между различными средст­вами измерений, входя­щими в ИИС; наиболее целесообразное раз­мещение указателей перед опе­ратором. Структурная схема любой ИИС показана на рис. 8.7.

Датчики воспринимают различные параметры объекта измере­ния и передают по каналам связи сигналы в единый пункт сбора данных. Программное устройство воспринимает информацию дат­чиков и передает ее получателю информации.

В ИИС наиболее перегруженным звеном оказывается получа­тель информации, который практически не в состоянии одновремен­но воспринять показания многих приборов. Для облегчения его работы применяют мнемонические схемы, т. е. схематические изоб­ражения объекта измерения, на которых приборы заменены услов­ными сигнализаторами. Обычно сигнализаторы показывают уже не абсолютные значения измеряемых величин, а их отклонения от заранее установленной нормы. При очень большом числе точек контроля приборы заменяют световыми сигнали­заторами с услов­ным цветовым кодом.

Источником управляющих сигналов являются аналоговые или цифро­вые измерительные преобразователи, служащие для воспри­ятия величин, характеризующих, например, процесс обработки на станке с числовым программным управлением (линейные и угловые перемещения, силы резания, вращающий момент, температура, потребляемая мощность). Источ­ником командных сигналов является постоянное и программное запоми­нающие устройства.

Рис. 8.7. Структурная схема измерительно-информационной системы: Д и D — датчики, УП — унифицирующий преобразователь; ПУ - программное устройство

Постоянные запоминающие устройства служат для хранения неиз­менных программ. Они выполняются в виде коммутационных схем и на интегральных схемах. Оперативные запоминающие устройства содержат программоносители в виде дискет.

Вычислительная машина в соответствии с заданной программой отрабатывает командные сигналы, результаты измерения, включая анализ в конце, выдает результат измерения.

ИИС нашли широкое применение при контроле линейных и уг­ловых величин, резьб, зубчатых колес, в аддаптивном управлении технологического процесса, в метрологическом обеспечении в усло­виях модульного производства корпусных конструкций.

Создание автоматизированных поточных линий, являющихся неотъем­лемой частью модульного производства крупногабаритных корпусов, предусматривает использование встроенных в общий тех­нологический поток автоматических измерительных устройств ИИС. При этом методы измерений должны обеспечивать возмож­ность измерений без предварительного вырав­нивания конструкций по контрольным линиям. Измерения должны выполняться при тех пространственных положениях конструкций, которые определяются технологией их изготовления.

Создан автоматизированный комплекс, состоящий из лазерного профилографа, системы сбора измерительной информации и микро-ЭВМ с программным обеспечением.

Лазерный профилограф включает светодальномер, работающий от диффузно-отражающих поверхностей, какими являются поверх­ности метал­лов, сканатор для бесконтактного измерения текущих радиусов-векторов от центра вращения сканатора до контролиру­емых точек профиля цилинд­рического корпуса.

Система сбора результатов измерения предназначена для авто­матической записи полученных данных заданного сечения в пере­носной модуль памяти, выдачи команды на устройство автомати­ческой смены точки измерения с определенным шагом по типу «от точки к точке», хранения записанной информации в модуле памяти, сопряжения модуля памяти с каналом ЭВМ и ввода результа­тов измерения в ЭВМ. Вычислительная машина обрабатывает ре­зультаты измерения по разработанной программе и выдает требу­емые данные на экран дисплея или выводит на печать в форме таблицы.

Контрольные вопросы:

1 Измерительно-информационная система

2 Лазерный профилограф