Воронеж, Воронежская область, Россия
Россия
Россия
УДК 681.58 Элементы и узлы систем автоматического регулирования, следящих систем. Системы автоматического управления и регулирования
Автоматизированные станки способствуют повышению эффективности производства. Однако они не позволяют полностью исключить дефекты на обрабатываемых поверхностях деталей, появление которых обусловлено различными внешними факторами. В связи с этим очевидна необходимость использования модулей сканирования для обнаружения подобных дефектов. В статье рассмотрены математическая и компьютерная модели основных элементов, позволяющие обеспечить разработку технического решения по созданию мехатронного модуля для сканирования различных объектов на наличие поверхностных дефектов. Представлен алгоритм компьютерного моделирования, приведены математические расчеты шарико-винтовой передачи и мощности двигателя мехатронного модуля. Данные расчеты являются оценочными и при проектной разработке их необходимо выполнить заново с учетом использования конкретных компонентов и их технических характеристик. Отличительной особенностью данного модуля является сканирующая подсистема, состоящая из трех сканеров, работающих на разных принципах физической природы (3D - камера, ультразвуковой и тепловой сканер). Модульная компоновка подсистемы позволяет использовать при сканировании либо все три сканера, либо только один. Указаны технические характеристики сканеров, требуемые для выполнения дефектоскопии поверхностей деталей. В статье также дан краткий сравнительный анализ подобных изделий, предназначенных для дефектоскопии различных технических объектов.
мехатронный модуль, математическое моделирование, компьютерное моделирование, алгоритм, датчик, сканер
1. Обзор существующих мехатронных модулей [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://studbooks.net (дата обращения: 21.01.2025).
2. Сторожев В. В., Феоктистов Н. А. Системотехника и мехатроника технологических машин и оборудования 2018.
3. Fluke S330 тепловизионный сканер Ircon® ScanIR®/ [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://mod-e.ru/ (дата обращения: 21.01.2025).
4. Таугер В.М. Конструирование мехатронных модулей // Учебное пособие для студентов специальности 220401 — «Мехатроника» Екатеринбург 2009.
5. Таугер В. М. Основы конструирования мехатронных модулей и систем: Учебное пособие. – Екатеринбург: УрГУПС, 2004. – 140 с.
6. Мехатроника: Пер. с япон. / Исин Т., Симояма И., Иноуэ Х. и др. – М.: Мир, 1988. – 318 с.
7. Электродвигатели мехатронных модулей/[Электронныйресурс] // : [сайт]. - URL: https://studfile.net (дата обращения: 21.01.2025).
8. Описание состава и принципов работы автоматизированных технологических комплексов / [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://lektsii.org (дата обращения: 21.01.2025).
9. Состав электродвигателя [Электронный ресурс]. URL: http://www.tracetransport.ru (дата обращения: 21.01.2025).
10. Гольдберг О.Д., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин / Выбор главных размеров и расчет обмотки статора [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://studopedia.ru (дата обращения: 21.01.2025).
11. Определение главных размеров двигателя [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://studbooks.net (дата обращения: 21.01.2025).
12. Расчёт геометрических параметров гайки ШВП [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://studbooks.net (дата обращения: 21.01.2025).
13. Расчёт шарико-винтовой передачи [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://studbooks.net (дата обращения: 21.01.2025).
14. Конструирование мехатронного модуля поступательного движения [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://studfile.net/ (дата обращения: 21.01.2025).
15. Основные критерии работоспособности шарико-винтовой передачи [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://studopedia.ru (дата обращения: 21.01.2025).
16. Мехатронные модули. Назначение, функции и структура мехатронного модуля. Область применения. Мехатронные модули систем автоматики [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://helpiks.org (дата обращения: 21.01.2025).
17. Обзор существующих мехатронных модулей [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://studbooks.net (дата обращения: 21.01.2025).
18. Проектирование мехатронного модуля с использованием асинхронного двигателя и шарико-винтовой передачи[Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://nauchniestati.ru (дата обращения: 21.01.2025).
19. Fluke S330 тепловизионный сканер Ircon® ScanIR®/ [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://mod-e.ru/ (дата обращения: 21.01.2025).
20. Ультразвуковой дальномер HC-SR04 [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://amperka.ru// (дата обращения: 21.01.2025).
21. 3D камера LUCIDHelios2 (ToF) [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://www.vitec.ru// (дата обращения: 21.01.2025).
22. Компьютерное зрение OpenCV: где применяется и как работает [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://skillbox.ru// (дата обращения: 21.01.2025).
23. Сканер Creaform [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL : https://iqb.ru/ (дата обращения: 21.01.2025).
24. Механизм крепления датчика к корпусу внутритрубного снаряда- дефектоскопа [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://fips.ru/iiss/document.xhtml?faces-redirect=true&id=dd916a6d4af1c7cbdbd496ba09a1e9cb RU 2 778 492 C1 (дата обращения: 21.01.2025).
25. Измерительный модуль дефектоскопа и его следящее шасси [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://fips.ru/iiss/document.xhtml?faces-redirect=true&id=5a9244cf1e816e53af6d8ffaea2f6ba6 RU 2 445 593 C1 (дата обращения: 21.01.2025).
26. The way of quality management of the decision making software systems development / O.N. Dolinina, V.A. Kushnikov, V.V. Pechenkin, A.F. Rezchikov // Advances in Intelligent Systems and Computing. - 2019. - Vol. 763. - Pp. 90-98. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-319-91186-1_11.
27. Sukhodolov, A.P. Managing a company on the basis of the internet of things: systemic analysis, information processing, and decision making in the system "machine-human-machine" / A.P. Sukhodolov // Studies in Computational Intelligence. - 2019. - Vol. 826. - Pp. 871-880. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-030-13397-9_89.
28. The role of paradox theory in decision making and management research / D.A. Waldman, L.L. Putnam, E. Miron-Spektor, D. Siegel // Organizational Behavior and Human Decision Processes. - 2019. - Vol. 155. - Pp. 1-6. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.obhdp.2019.04.006.
29. Rizun, N. Method of decision-making logic discovery in the business process textual data / N. Rizun, A. Revina, V. Meister // Lecture Notes in Business Information Processing. - 2019. - Vol. 353. - Pp. 70-84.
30. Sazonova, S.A. Control of load-bearing structures of technological overpasses / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052012. - DOI:https://doi.org/10.1063/5.0093524.
31. Sazonova, S.A. Monitoring concrete road pavement damages / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, N.V. Akamsina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052054. - DOI:https://doi.org/10.1088/1755-1315/988/5/052054.
32. Measures based on the results of control of dustiness of workplaces from bulk materials / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, V.F. Asminin [et al.] // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060029. - DOI:https://doi.org/10.1063/5.0072037.
33. Dust control of workplaces from bulk materials / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, E. Vysotskaya [et al.] // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060028. - DOI:https://doi.org/10.1063/5.0072036.
34. Dust cleaning of working areas in the production of granulated foam glass ceramics / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // AIP Conference Pro-ceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060030. - DOI:https://doi.org/10.1063/5.0072038.
35. Measures to improve the performance of concrete of rein-forced concrete supports of technological overpasses / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, N.V. Akamsina [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. V International Scientific Conference on Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. - 2021. - P. 052036. - DOI:https://doi.org/10.1088/1755-1315/839/5/052036.
36. Aygün S., Wiegold T., Klinge S. Coupling of the phase field approach to the Armstrong-Frederick model for the simulation of ductile damage under cyclic load // International Journal of Plasticity. —2021. —Vol. 143.
37. Береговская, Е.О. Военно-экономический анализ стадий жизненного цикла высокотехнологичной продукции / Е.О. Береговская, А.И. Шалина, А.С. Красникова // Экономика высокотехнологичных производств. – 2022. – Т. 3, № 1. – С. 27-38. – DOI:https://doi.org/10.18334/evp.3.1.112260.
38. Бондаренкова, И.В. Интегрированные системы управления жизненным циклом продукции: учебно-методическое пособие / И.В. Бондаренкова. – СПб.: ВШТЭ СПбГУПТД, 2022. – 55 с.
39. Бурдин, С. С. Концептуальная модель управления жизненным циклом наукоёмкой продукции авиационной промышленности / С. С. Бурдин // Экономика и предпринимательство. – 2020. – № 12(125). – С. 1300-1305. – DOI:https://doi.org/10.34925/EIP.2021.125.12.263.
40. Голубев, С.С. Проблемы развития системы управления полным жизненным циклом вооружения, военной и специальной техники / С.С. Голубев, Г.Р. Кукушкина // Экономика высокотехнологичных производств. – 2020. – № 4. – С. 183–196. – DOI: 10.18334/ evp.1.4.111157.
41. Новиков, В.М. Решение задач интеллектуальной поддержки экипажа в части реконфигурации при КБО при отказах / В.М. Новиков // Сборник тезисов докладов VI Международной научно-практической конференции «АВИАТОР» (14–15 февраля 2019 года). – Воронеж, 2019. - С. 189-192.
42. Специализированный нейроконтроллер аппаратной поддержки принятия решений / А.М. Соловьёв, М.Е. Семёнов, И.Б. Мищенко, В.М. Новиков // Сборник трудов Международной научно-практической конференции «АВИАТОР», 11–12 февраля 2021 г. – Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», 2021.
43. Концепция построения системы поддержки принятия решений при выполнении динамической реконфигурации комплекса бортового оборудования летательного аппарата / В.В. Косьянчук [и др.] // Теория и техника радиосвязи. – 2021. - №1. – С. 5-18.
44. Степанов А.Р., Павлов П.В., Владимиров А.П. Аппаратнопрограммный комплекс спекл-лазерной диагностики элементов остекления кабин самолетов // Труды МАИ. 2023. № 129. DOI:https://doi.org/10.34759/trd-2023-129-23
45. Лебедев А.С., Добролюбов А.Н., Михайленко А.В., Безруков А.В. Применение системы распознавания образов при оптико-электронном контроле поверхностей элементов изделий // Труды МАИ. 2020. № 112. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=11657 DOI:https://doi.org/10.34759/trd-2020-112-018
46. Лебедев А.С., Добролюбов А.Н., Безруков А.В., Ярыгин Д.М. Повышение информативности системы распознавания загрязнений элементов ракетно космической техники // Труды МАИ. 2021. № 118 URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=15825 DOI:https://doi.org/10.34759/trd-2021-118-18 4.
47. Павлов П.В., Вольф И.Э., Евсин А.О., Владимиров А.П., Степанов А.Р., Хакимов Л.Н. Способ определения дефекта в заделке остекления кабины. Патент RU 2759038. МПК B64F 5/00. Бюл. №31. 19.11.2021
48. Владимиров А.П., Друкаренко Н.А., Каманцев И.С., Павлов П.В., Евсин А.О. Спекл-диагностика элементов остекления кабин воздушных судов из органического стекла // Авиационная промышленность. 2021. № 3-4. С. 97–103.
49. Горюнов А.Е., Павлов П.В., Петров Н.В. Неразрушающий контроль композитных материалов по анализу параметров цифровой спекл-фотографии // Труды Военнокосмической академии имени А.Ф. Можайского. 2014. № 64. С. 132–135.
50. Владимиров А.П. К спекл-томографии функций живой клетки // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2020. Т. 63. № 8. С. 658–671.
51. Сердобинцев Ю.П., Кухтик М.П. Изучение контактной жесткости в моделях направляющих станков методом спекл-фотографии // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 4. С. 87–93. DOI:https://doi.org/10.17513/snt.38620
52. Усов С.М., Разумовский И.А., Одинцев И.Н. Исследование полей остаточных напряжений с использованием трещин-индикаторов и метода электронной спеклинтерферометрии // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 9. С. 50–58. DOI:https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-9-50-58
53. Ивченко А.В., Сафин А.И. Совершенствование процесса регистрации колебаний рабочих колёс ГТД при помощи помехоустойчивого цифрового спеклинтерферометра панорамного типа // Динамика и виброакустика. 2022. Т. 8. № 3. С. 20–30.
54. Савченко Е.А., Величко Е.Н. Применение спекл-корреляционного анализа для определения скорости кровотока // Оптика и спектроскопия. 2020. Т. 128. № 7. С. 991–997. DOI:https://doi.org/10.21883/OS.2020.07.49572.86-20
55. Павлов П.В., Лагошный И.С., Вольф И.Э., Степанов А.Р., Евсин А.О., Оношко А.М. Программный модуль динамической спекл-интерферометрии. Свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ №2021669662, 01.12.21.
