Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных задач современного промышленного производства является выбор оптимального уроЕпя автоматизации, который должен обспочить необходимое повышение производительности труда и качества выпускаемых изделий при экономически обоснованных материальных и трудовых затратах. Одной из составных частей автоматизации изготовления деталей является автоматизация методов и средств контроля качества изделий.
Наиболее. широко распространенными методами контроля качества изделий, а именно шероховатости поверхности,являются контактные и бесконтактные (оптические, пневматические, емкостные) методы измерения.
Для бесконтактного измерения шероховатости поверхности изделий используотсл измерительная информация, содержащаяся в отраженном от объекта измерения световом потоке. Получение информации о качестве изделий осуществляется с помощью анализаторов изображения.
Существующие анализаторы изображения не удовлетворяют требованиям анализа излучения, отраженного от контролируемой поверхности.
Настоящая работа посвящена решению научной задачи - установлению закономерностей образования электрического сигнала измерительной информации в результате фотоэлектрической регистрации пространственного спектра дифракции света, отраженного от шероховатой поверхности, связи между фотоэлектрическим сигналом измерительной информации и параметрами шероховатости поверхности контролируемого изделия при импульсном акустооптическом вззпмодейств::и.
Актуальность и народнохозяйственное значение работы определяется тем, что она является составной частью комплекса исследований, выполняемых кафедрой "Метрология и приборостроение" Омского государственного технического университета согласно программе по решению научно-технической проблемы Ф 08-91 "Разработка новых принципов для метрологического обеспечения автоматизированных производств в прецизионном машиностроении", утвержденной Головным советом,по Метрологии и стандартизации и Государственным комітетом FCCCCF по делам науки и высшей школы.
Цель работа. Повышение-точности и производительности контроля шероховатости поверхности изделий'в условиях автоматизированного производства па основе импульсной акустооптиче'ской пространственно-временной развертки (ИАПВП излучения, -рассеянного контролируемой поверхностью.
Методы исследования. В работе используется аппарат теории линейных систем,теории дифракции,Фурье-оптики, теории функций комплексного переменного,акустооптики, теории пространственной фильтрации, математической статистики и вычислительной техники.11ри экспериментальных исследованиях применены методы и средства Фурье-оптики,акустооптики, пространственной фильтрации, фотоэлектрических преобразований.
Научная новизна работы заключается в следу щем.
-
Установлена закономерность образования электрического сигнала измерительной информации в результате фотоэлектрической регистрации пространственного спектра дифракции света, отраженного от шероховатой говорхности, при импульсном акустооптическом взаимодействии.
-
Установлена зависимость амплитуды фотоэлектрического сигнала измерительной информации от параметров шероховатости поверхности контролируемого изделия.
-
Определена структура суммарной погрешности преобразования, выявлены источники систематических погрешностей и предложены методы их устранения.
-
Введен обобщенный показатель шероховатости для оценки качества поверхности, контролируемой предлагаемым способом, и установлена связь со стандартизованными параметрами шероховатости.
Практическая ценность работы '';'
-
Реализован новый принцип построения рефлектометрических измерительных устройств для контроля шероховатости поверхности с импульсным акустооптическим преобразованием отраженного оптического излучения.
-
Реализован способ повышения разрешающей способности измерения шероховатости поверхности, что позволило достичь уровня разрешения существупдих измерительных устройств. Экспериментальные исследования способа измерения шероховатости поверхности показали, что погрешность измерения не превышает 2 Ж, а достигнутая разретащая способность не является предельной.
-
Реализован экспериментальный образец измерительного устройства о ИАЛВР, позволяющий проводить измерения шероховатости поверхности в прэделах от субшероховатости Яг=0,0О5 мкм для целей нанотехнологии до поверхностой, выполняемых на основе продукционных технологий с параметрами Ба до 3,2 мкм.
-
Предлоаен для оценки шероховатости поверхности обсбп^енаый оптический параметр "суммарная интенсивность", позволяющий производить оценку шероховатости визуально и (или) автоматически.
Внедронио полученных результатов. Результаты работы использованы при создании лазерной измеритольпой системы для контроля шероховатости поверхности изделий, внедряемой на Омском производственном объединении "Полет" с ожидаемым экономическим эффектом 2 100 000 рублей в год.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной
работы докладывались на научно-технической конференции "Разработка
и внедрение гибких производственных систем для механической обработ
ки", г. Омск, 1987 г.; научно-практической конференции "Применение
лазеров в пауке и технико", г. Омск, 1988 г.; научно-практической
конференции "Метрологическое обеспечение автоматизированного произ
водства", г. Ижевск, 1988 г.; IV Всесоюзном совещании по теоретичес- »*
кой метрологии, г.' Ленинград, 1983 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований и разработок имеется 7 публикаций, получоно авторское свидетельство на изобретение.
Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, прилогоний. Общий объем работы - /0 страниц, в том числе ҐІҐ страниц основного текста, «^ страниц таблщ и рисунков, список литературы из ffS наименований па. 9 страницах, приложения на б страницах.