авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Исследование геометрических вопросов повышения эффективности процесса намотки с использованием технического зрения

-- [ Страница 2 ] --

Получим точки и для каждой i-й плоскости калибровочного объекта. Массивы точек и могут содержать ошибки измерения. Поэтому для каждого из массивов минимизируем их, используя линейную аппроксимацию на основе МНК (рис. 6). Точки с явными выбросами по координатам отфильтровываются на этапе обработки двумерных изображений. На полученных таким образом двух прямых m и p произвольно выбираем три точки и задаем искомую проецирующую плоскость.

Аналогичные действия проводим для второй камеры и определяем положение средней нити ленты как пересечение этих плоскостей.

Таким образом, разработанный способ реконструкции трехмерной сцены позволяет определить положение средней нити композиционной ленты без знания внешних и внутренних параметров камер с учетом искажений, упростить процесс калибровки камер.

Рисунок 5 - Преобразование координат точек проекции средней нити ленты

 Нелинейное преобразование-23

Рисунок 6 - Нелинейное преобразование координат из экранной

системы координат в объектную

В третьей главе изложены результаты экспериментальных исследований.

Для экспериментальной проверки результатов исследований была разработана экспериментальная установка, которая представляет собой макет намоточного станка с адаптивным управлением, оснащенный системой технического зрения. На рис. 7 приведена схема аппаратной части экспериментальной установки. Привод 4 обеспечивает вращательное движение шпинделя, на котором закреплена оправка 1. Раскладчик 3 композиционной ленты 3 выполняет поступательные движения в продольном и поперечном направлениях по координатам X и Z. На управляющей ЭВМ 8 и блоке управления приводами 9 выполняется специальное программное обеспечение. С помощью видеокамер 6 и 7 организована обратная связь для отслеживания реальной траектории укладки ленты.

 Макет намоточного станка: 1 –-24

Рисунок 7 - Макет намоточного станка:

1 – оправка; 2 – композиционная лента; 3 – раскладчик ленты;

4 – шаговый двигатель; 5 – редуктор; 6, 7 – видеокамеры;

8 – компьютер; 9 – блок управления приводами

Процесс выполнения эксперимента с использованием макета намоточного станка состоит из семи этапов:

1) подготовка модели поверхности оправки в виде набора точек трехмерного каркаса в каком-либо пакете трехмерного моделирования, например AutoCAD;

2) выбор параметров намотки;

3) калибровка видеокамер;

4) симуляция процесса намотки с выбранными параметрами и генерация управляющей программы для приводов станка;

5) выполнение намотки без обратной связи, сохранение результатов;

6) выполнение намотки с обратной связью, сохранение результатов;

7) анализ полученных результатов.

При проведении эксперимента использовалась оправка лонжерона стабилизатора вертолета. Оценивалась точность определения угла намотки ленты на оправку двумя способами. При выполнении намотки первым способом (без обратной связи), максимальное отклонение угла намотки от расчетного значения составило более 1о, что превышает допустимые значения. При втором способе намотка ленты проводилась с адаптивным управлением, т.е. автоматической коррекцией на каждом шаге с применением технического зрения. Максимальное отклонение угла намотки от расчетного значения составило менее 1о.

Таким образом, проведенные экспериментальные исследования позволили сделать вывод о том, что разработанный способ адаптивного правления с применением технического зрения позволяет достаточно точно определять реальное положение ленты в процессе намотки и вводить своевременные коррективы на каждом шаге в автоматическом режиме в управляющую программу намоточного робота. Это дает возможность обеспечивать высокую точность и производительность процесса намотки при изготовлении изделий сложных форм из волокнистых КМ.

В заключении перечислены основные результаты, полученные в работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе получены следующие теоретические и практические результаты:

1. Анализ литературных источников позволил выявить основные факторы, влияющие на точность процесса армирования при намотке. Проведенный анализ факторов позволил выделить наиболее значимые из них. Рассмотрены погрешности, связанные с моделированием процесса намотки и с возможностями намоточного оборудования. Проведенный анализ работ по точности процесса намотки показал, что существующие методики оценивают влияние источников погрешности с помощью датчиков положения отдельных исполнительных органов намоточного станка. Сложность учета всех факторов позволяет сделать вывод о необходимости разработки методики определения их суммарной погрешности. Для этого необходимо включить в состав намоточного оборудования систему технического зрения для отслеживания реальной траектории укладки ленты на оправку.

2. Разработан способ адаптивного управления процессом намотки на базе СТЗ. Путем отслеживания реальной траектории укладки ленты на оправку и коррекции в УП раскладчика ленты станка в реальном времени устраняется накопление погрешности параметров намотки, особенно для оболочек, имеющих некруглые сечения.

3. Разработана методика реконструкции трехмерной сцены для определения параметров процесса намотки, который позволяет определить в системе координат станка положение ленты с помощью ее проекций на виртуальные плоскости изображений камер, причем для этого не требуется знание внутренних и внешних параметров калибровки камер.

4. Создано экспериментальное намоточное устройство, оснащенное СТЗ, реализующее разработанные способы и алгоритмы. На этом устройстве подтверждена более высокая точность укладки ленты на оправку реального изделия по сравнению с существующими системами управления.

5. Разработанные в диссертации методы и алгоритмы включены в формируемые системы автоматизированного проектирования и подготовки управляющих программ для намоточных станков с ЧПУ на ОАО «Улан-удэнский авиационный завод».

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

В изданиях рекомендованных ВАК:

  1. Тармаев, О.А. Определение реальной траектории армирования оболочек с применением системы техни­ческого зрения / Т.В. Аюшеев, В.В. Найханов, О.А. Тармаев // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2003. - № 10. - С. 49-52.
  2. Тармаев, О.А. Способ калибровки цифровой видеока­меры для адаптивного процесса намотки / Т.В. Аюшеев, О.А. Тармаев // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2006. - № 1. - С. 51-56.

В других изданиях:

  1. Тармаев, О.А. Разработка намоточ­ного робота для изготовления деталей из волокнистых композици­онных материалов / В.В. Найханов, Т.В. Аюшеев, О.А. Тармаев // Технический отчет по проекту № ГР 03.01.025 – Улан-Удэ: ВСГТУ, 2002. – 50 с.
  2. Тармаев, О.А. Разработка адаптивной технологии изготовления деталей процессом намотки из волокни­стых композиционных материалов / В.В. Найханов, Т.В. Аюшеев, О.А. Тармаев // Отчет по НИР выполненной по единому заказ-наряду № 1.4.96 «Исследование геометрических вопросов проблемы искусственного интеллекта» – Улан-Удэ: ВСГТУ. – 2002. – 60 c.
  3. Тармаев, О.А. Разработка системы управления параметрами процесса намотки с применением технического зрения / В.В. Найханов, Т.В. Аюшеев, О.А. Тармаев // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современ­ных информационных технологий». – Улан-Удэ: ВСГТУ. – 2001. – С. 141-144.
  4. Тармаев, О.А. Способ адаптивного управления процессом намотки и устройство для его осуществле­ния / Т.В. Аюшеев, В.В. Найханов, О.А. Тармаев // Патент на изобретение № 2287430. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 20.11.2006 г.
  5. Тармаев, О.А. Способ калибровки цифровой видеока­меры для адаптивного процесса намотки / Т.В. Аюшеев Т.В., О.А. Тармаев // Патент на изобретение № 2295109. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 10.03.2007 г.
  6. Тармаев, О.А. Программный комплекс для адаптив­ного управления процессом изготовления деталей методом на­мотки / Т.В. Аюшеев Т.В., О.А. Тармаев // Св. № 2005611497. Программы для ЭВМ, базы данных, топологии интегральных схем. Официальный бюллетень ФИПС. - 2005. - № 3. - С. 173.


Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.