Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Снижение материалоемкости продукции в машиностроении при одновременном повышении ее надежности и долговечности во многом достигается за счет применения различных методов упрочнения конструкционных материалов, в частности, термической и химико-термической обработки. .
Одной из основных целей, автоматизации технологических процессов упрочнения является повышение качества продукции за счет повышения точности стабилизации и регулирования параметров технологических процессов. Оптимизация значений этих параметров, законов их изменения и своевременная корректировка может быть осуществлена лишь по результатам контроля качества технологической обработки.
Прямые методы механических испытаний низкопроизводительны для оперативного управления технологическими процессами.
Из-за недостатков прямых методов испытаний, в машиностроении широко применяются различные косвенные методы контроля качества термической и химико-термической обработки металлов. Среди них важное место занимают электромагнитные методы.
Основной проблемой при использовании косвенных методов является получение надежных результатов, в условиях воздействия на непосредственно измеряемые параметры сигналов большого числа неконтролируемых Факторов. Один из путей решения этой проблемы -применение многопараметровых методов контроля.
Существующая многопараметровая аппаратура обладает рядом недостатков с недостаточная точность, сложность принятия решений по результатам измерений, отсутствие автоматизации процесса измерения, низкая производительность), что препятствует ее широкому внедрению в промышленности, за.рубежом выпускается ряд многопараметровых вихретоковых приборов предназначенных в основном для решения исследовательских задач, в нашей стране существуют лишь уникальные и выпущенные малыми партиями приборы такого класса. Серийных многопараметровых приборов, предназначенных для промышленного контроля, практически не существует. Слабо разработаны концептуальные вопросы создания таких приборов. Это и является основным сдерживающим Фактором внедрения многопараметровых методов неразрушашего контроля в промышленность.
Поэтому задача совершенствования многопараметровых приборов электромагнитного контроля представляется достаточно актуальной.
_ 4 -
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - повышение точности автоматизированного электромагнитного неразрушащего контроля в теккологическом процессе производства металлических изделий.
В соответствии-с поставленной целью выделены следушие зада
чи исследования: ...,,.,.
анализ методов получения, и обработки многомерных сигналов,: с целью выбора оптимальной структуры многапараметровых электромагнитных приборов:' /; ''.;'';; ':'"': '..'
/'Формулировка общих требований к аппаратуре, исходя из основ
ных системных принципов ее проектирования и Особенностей задач
мно гопараметрово го электромагнитного-контроля: /;' ";
анализ основных источников и минимизация погрешностей.много-/ параметрового контроля^/: ^
получение математических, моделей аппаратурных погрешностей \ основных узлов структуроскопов и анализ.методов их минимизации;.
сравнительная оценка и выбор структурных, алгоритмических и схемотехнических решений при построении узлов многопараметрового . электромагнитного .структуроскопа;: //.:.,
экспериментальная оценка достоверности полученных математических моделей и теоретических оценок основных погрешностей аппаратуры.
'.МЕТОЛ ИСОТДОЕАНИЯ экспериментально - теоретический. Теоре-' тические. исследования базируются на методах Функционального... и элементах, спектрального, анализа. Модели контроля строятся с помощью методов регрессионного анализа,; Проверка результатов теоретических исследований осуществлялась имитационным.:моделированием. на ЭВЙ и.эксперимёнтальйым путём, л
. ' НАЙнАЙ НОВГОІ^^/ Предложены общие принципы построения МНОГО- : параметровьш приборов й:га^
пии/ базирующихся на 'регрессионных .моделях неразру шашего/ контро
ля и позволякщие минимизироваться многопара
метровых измерений;; /Кроме извёстныхсистемотехнических принципов,
сюда входят спеїиіФйческие../для систем
щашегй контроля./такие:.^ прин-
цип информационногоединства исследовательских .средств и. средств производственного контроля ;й>принцип универсальности. -,'
'/: Обзеневан;выбор метода:донтродя для/универсального' многОпа-даметровогй/Єтї>УКтуроскопа^
вательного возбуждения первичного "преобразователя наразных частотах при подмагничивашй постояннйм полем разной; напряженности^
Предложены алгоритмы измерений, уменьшавдие : влияние инструментальных погрешностей. Основу алгоритма": составляет процедура вычисления вносимый нормированных составлякшик э-.д. с. первичного преобразователя по отношению к э. д. с. холостого хода его. а также согласование времени измерения с периодом тока возбуждения.
Предложены сяруктурные принципы построения ряда мнбгопара-метровых приборов контроля качества ьйталлических изделий.;
Получено аналитическое выражение для дасчета амплитуд спектральных составляющих синтезируемого тестового ш^
Выявлены характерные особенностиспектра синтезируемого; сиГт нала и предложено структурное решение минимйзирущее погрешность воспроизведения. ФОРМЫ. ,-:
Выработаны рекомендации По схемотехнической реализации генератора и выбору цифро-аналогового преобразователя, обеспечивающие минимальные погрешности в заданном диапазоне частот.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Созданы универсальные приборы и исследовательские комплексы для многрпараметровой электромагнитной структуроскопии.
Разработаны практические рекомендации по проектированию мно-гопараметровой аппаратуры.
. Разработанные приборы и комплексы используются в пропзвод-ствэ. .
внедрение РЕЗУЛЬТАТОВ. Результата .работы, использованы при создании структуроскопическкк измерительно-вычислительных комплексов ИВКС-1. ИВКС-2. и универсальных многопараметровых струк-ТУРОСКОПОВ МКС10-МП, МКС-10БИ, ВТС-4МП, СКЭМ-1А.
(Приборы для исследовательских целей внедрены в Курском государственном техническом университете. НИИ интроскопии, НПО "ЦНИИТМАШ", Харьховском Физико-техническом институте АН Украины.
Измерительно-вычислительные комплексы ЙВКС-1 и ИВКС-2 внедрены для производственных целей В П/Я P-S521. ".
Технический уровень разработок подтверждается 10 авторскими
свидетельствами на изобретения. .;..,''. :-'.-.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ: Материалы диссертационной работа 'Докладывались на и (Рига -: 1975),ли (Куйбышев - ;1978^>: ;ivV (Омск -1983) Всесоюзных межвузовских; конференциях: г'по .''электромагнитным методам контроля качества материалов и изделий;' Всесоюзном науч-
но - техническом семинаре "Вопросы теории и проектирования аналоговых измерительных преобразователей электрических сигналов и цепей" СУльяновск - 19783. VI Всесоюзной конференции по магнитным измерениям и магнитоизмерительной аппаратуре (Ленинград - 1983). IX (Минск - 1981) и XI. (Москва - 1987) всесоюзных конференциях "Неразрушаший контроль материалов. изделий и сварных соединений". Всесоюзной научно - технической конференции по ре-сурсосберегашей технологии термической и химико-термической . обработки деталей (Махачкала - 1989). III международной конференции "Измерения и контроль качества при автоматизации производственных процессов" (Барнаул - 1994).
Измерительно - вычислительный комплекс неразрушашего контроля и микропроцессорный контроллер для структуроскопа демонстрировались на Всесоюзной выставке "Использование микропроцессоров для управления системами" (г. Курск. 1983) и награждены дипломами. Вихретоковый структуроскоп ВТС-4МП в 1987 г. демонстрировался на ВДНХ СССР и награжден бронзовой медалью. В 1990 г. структуроскоп СКЗМ-1А демонстрировался на выставке приуроченной к Всесоюзной межвузовской конференции по неразрушавдим методам контроля (г. Екатеринбург, 1990).
публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ. Получено Ю авторских свидетельств на изобретения.
ОБЪЕМ работы. Диссертация изложена на 107 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков, 6 таблиц и состоит из введения. 4 глав, заключения и приложений. Список литературы содержит 97 наименований.