Development and Research of a Profile Recorder for Measuring Deviations in the Shape of the Surface of Products by Laser Spiral Scanning

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 4 2020 71 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Разработка и исследование профилографа для измерения отклонений формы поверхности изделий методом лазерного спиралевидного сканирования Сергей Васильев а , * , Виктор Алексеев b , Михаил Васильев c , Алена Федорова d Чувашский государственный университет им . И . Н . Ульянова , пр . Московский , 15, г . Чебоксары , Чувашская Республика , 428015, Россия a https://orcid.org/0000-0003-3346-7347, vsa_21@mail.ru , b https://orcid.org/0000-0002-2780-1727, av77@list.ru, c https://orcid.org/0000-0001-7275-9751, mishawasilev@mail.ru, d https://orcid.org/0000-0002-0257-9197, e_a_a@mail.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2020 Том 22 № 4 с . 71–81 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.4-71-81 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение За последние десятилетия существенно по - высились производительность труда и качество выпускаемой продукции . В производственном процессе контроль качества изделий является важным этапом . Одним из перспективных на - ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 620.1.08 История статьи : Поступила : 12 сентября 2020 Рецензирование : 19 сентября 2020 Принята к печати : 01 октября 2020 Доступно онлайн : 15 декабря 2020 Ключевые слова : Профилограф Измерение отклонения Форма поверхности Спиралевидное сканирование Лазерный метод Изделие Гофрированный профиль Финансирование : Результаты были получены в рамках гранта Президента Российской Фе - дерации для государственной под - держки молодых российских уче - ных МД -1198.2020.8, соглашение № 075-15-2020-228. АННОТАЦИЯ Введение . Рассматриваются вопросы разработки профилографа и реализации с его помощью измерения отклонений формы поверхности изделий методом лазерного спиралевидного сканирования . Обзор научной литературы показывает , что в настоящее время вопрос контроля и оценки отклонений формы поверхности изделий требует дальнейших исследований , поскольку применение известных приборов и методов не всегда обеспечивает необходимую точность , технологичность и достаточную информативность измерений . Цель работы : разработка нового метода оценки трехмерного профиля путем реализации метода лазерного спиралевидного сканирования и исследование профилографа для повышения точности и производительности измерения отклонений формы поверхности изделия . Методы . В работе предложен новый метод оценки трехмерного профиля поверхности , чтобы непосредственно установить форму поверхности изделий для контроля качества поверхности изделий вне зависимости от ее расположения . Для реализации метода разработан и исследован профилограф оригинальной конструкции , обеспечивающий измерение двух параметров по спирали Архимеда . Выполнена оптимизация конструкции и метода представления информации для измерения отклонений формы поверхности изделий . Результаты и обсуждение . Предложена методика статистической оценки уравнений для описания формы металлических поверхностей , основанная на использовании классических законов . В случае гофрированной поверхности реализована оценка отклонений от плоскостности , установлена возможность определения отклонений формы поверхности изделий : волнистости , выпуклости , вогнутости и др . Апробация работы автоматизированного мехатронного устройства и предложенной методики проведена на гофрированных поверхностях . Полученные в результате статистической обработки различные уравнения сравнивались между собой , и выбиралось уравнение с наибольшим коэффициентом детерминации . Исследована профилограмма в виде развертки в декартовых координатах с целью получения достоверных и точных данных для оценки отклонений формы . Методом лазерного спиралевидного сканирования установлены величины прогиба и размер гофр по высоте гофрированного листа С -9. Для цитирования : Разработка и исследование профилографа для измерения отклонений формы поверхности изделий методом лазерного спиралевидного сканирования / С . А . Васильев , В . В . Алексеев , М . А . Васильев , А . А . Федорова // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2020. – Т . 22, № 4. – С . 71–81. – DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.4-71-81. ______ * Адрес для переписки Васильев Сергей Анатольевич , д . т . н ., доцент Чувашский государственный университет им . И . Н . Ульянова , пр . Московский , 15, 428015, г . Чебоксары , Россия Тел . +7 (927) 843-22-90, e-mail: vsa_21@mail.ru правлений повышения уровня технологичности и производительности измерительного оборудо - вания является создание приборов с оптималь - ными профилограммами и возможностями пред - ставления наглядной и точной информации об исследуемом объекте . В условиях увеличения производительности технологических линий в машиностроении при соблюдении высокой точ - ности поверхностей изделий предъявляются су - щественные требования к точности и удобству эксплуатации устройств и методов для измере - ния отклонений формы поверхностей .