Investigation of complex surfaces of propellers of vehicles by a mechatronic profilograph

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 4 2021 69 EQUIPMENT. INSTRUMENTS в состоянии покоя позволяет вычислить угол наклона относительно вектора силы тяготения земли . На экране монитора отображается от - клонение поверхности вращения лазерного дат - чика от уровня в цифровом виде в двух перпен - дикулярных направлениях . Для корректировки горизонтального положения отклоняют стойку , добиваясь нулевых отклонений от горизонтали в продольном и поперечном направлении . Для этого используют , например MPU6050, который представляет собой трехосевой гироскоп , а так - же трехосевой акселерометр в одном корпусе . Вначале определяют профиль сложной по - верхности детали по окружности , ограничива - ющей измеряемую площадку , профилографом , оснащенным информационной системой . Для этого запускают программу на ноутбуке и вклю - чают профилограф . Через блок управления верх - ний двигатель перемещает с помощью винта на периферию измеряемой площадки лазерный датчик положения по направляющей , а нижний двигатель через блок управления поворачивает на необходимый угол направляющую в нулевое положение , перекатывая сателлит по неподвиж - ному опорному колесу . Далее программа с но - утбука запускает только нижний двигатель , ска - нируется поверхность по периферии площадки . С помощью Bluetooth- соединения информация с датчика с радиомодулем Bluetooth передается на радиомодуль Bluetooth блока управления и далее в ноутбук , где также имеется встроенный модуль Bluetooth. Компьютерная программа по получен - ной информации изображает построение профи - ля по окружности в полярных координатах по двум параметрам : расстояние между датчиком положения и сложной поверхностью детали , а также соответствующий этому положению угол поворота от нулевой отметки по угловому дат - чику . Информационная система измерения ме - хатронного профилографа – это совокупность функционально - объединенных измерительных ( датчики ), контрольных ( контроль и сравнение с моделями различных профилей ), диагностиче - ских ( акселерометр , гироскоп ), вычислительных ( ноутбук ), управляющих ( ноутбук , электродви - гатели ), регистрирующих ( ноутбук ), отобража - ющих ( ноутбук ), телекоммуникационных ( но - утбук ) и других вспомогательных технических средств , сформированная для получения изме - рительной информации , ее преобразования и об - работки , передачи измерительной информации по назначению . Она формирует по признакам , характеризующим свойства профилей сложных поверхностей ( наклон , кривизну , волнистость , шероховатость ), решение о принадлежности распознаваемого профиля к той или иной моде - ли ( гладкая , шероховатая , волнистая , фасонная поверхность ). Причем для каждой модели при - меняется соответствующая траектория переме - щения датчика , например спираль Архимеда с заданным шагом . Рассмотрим траекторию движения лазерного датчика , которая представляет собой кривую в виде спирали Архимеда ( рис . 2), координаты ко - торой определяются в полярных координатах точкой лазерного датчика M ( i r , i  ) i z ): , 0, i i i i r k z H  ì =ïïíï = = ïî (1) где i r – смещение т . М на угле φ i от центра вра - щения , м ; i  – угол поворота т . М в i - м положе - нии , рад ; i z – значение аппликаты т . М в i - м по - ложении , м ; i H – значение расстояния до поверхности , м ; k – смещение т . М на угле , рав - ном одному рад , определяемое по формуле ðàä , 2 S k  = (2) где ðàä S – радиальный шаг спирали . Радиальный шаг спирали ðàä S вычисляется по формуле 2 5 ðàä âèíò 1 4 1 , Z Z S S Z Z æ ö÷ ç= + ÷ ç ÷ ç ÷ çè ø (3) где âèíò S – шаг ходового винта ; 1 Z – количе - ство зубьев сателлита 1 ; 2 Z – количество зу - бьев опорного колеса 2 ; 4 Z – количество зубьев опорного колеса 4 ; 5 Z – количество зубьев са - теллита 5 . Окончательно уравнение спирали Архиме - да (1) с учетом уравнений (2) и (3) примет вид 2 5 âèíò 1 4 1 , 2 0. i i i i Z Z S Z Z r z H   ì æ ö ï ÷ ï ç + ÷ ï ç ÷ ç ï ÷ è ø ï =íïïïï = = ïî (4)