автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Построение робастной измерительной информационной системы для автоматизированного контроля отклонений от плоскостности изделий машиностроения

На правах рукописи

ГЛУБОКОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОСТРОЕНИЕ РОБАСТНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Специальность 05.11.16. - Информационно-измерительные и управляющие системы (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидат технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении Московский государственный технологический университет "Станкин"

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Телешевский В.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мельников В.П.

кандидат технических наук, с.н.с. Кайнер Г.Б.

Ведущее предприятие: ФГУП Всероссийский научно-

исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС)

Защита диссертации состоится 22 февраля 2005 года в часов на заседании диссертационного совета Д.212.142.02 при ГОУ Московский государственный технологический университет "Станкин" по адресу: 103055, Москва, Вадковский пер., д.3а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ МГТУ "Станкин".

Ваш отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направить ученому секретарю совета по указанному выше адресу.

Автореферат разослан января 2005 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Д.212.142.02 К.Э.Н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Постоянное повышение требований к качеству изделий машиностроения приводит, с одной стороны, к необходимости повышения точности технологического оборудования и средств измерений, с другой - постоянного анализа их состояния во время всего жизненного цикла.

В машиностроении существует целый ряд габаритного высокоточного оборудования, такого как металлорежущие станки, координатно-измерительные машины, поверочные плиты, одним из основных параметров точности которых, является отклонение от плоскостности рабочих и измерительных поверхностей. На нынешнем этапе точность средств измерений в этой области достигла такого уровня, что ее повышение практически не даст высокого эффекта, поскольку она обеспечивается только в лабораторных условиях. При работе в производственных условиях возникают различные внешние факторы, влияние которых во много раз превышает погрешность самого средства измерения.

Поэтому наиболее актуальной задачей является адаптация высокоточных средств измерений к производственным условиям для того, чтобы исключить или заметно снизить влияние различных факторов на результаты измерений.

В то же время в нашей стране существует огромное количество измерительных приборов, которые содержат прекрасную механическую или оптико-механическую часть, но в тоже время морально устарели, так как не имеют средств автоматизации процесса измерений и обработки результатов измерений. Поэтому, часто происходит отказ от использования этих средств измерений.

В связи с этим одной из основных задач развития измерительной техники является компьютерный ретрофитинг (retrofitting). Он заключается в использовании существующего измерительного оборудования и оснащения его системами автоматизации процесса измерений и компьютеризированной обработки результатов измерений.

Кроме того, пользователю необходимо получать не только числовую информацию о значении отклонения от плоскостности, но и полную топографию реальной поверхности. Это вызывает необходимость проведения большого количества измерений и, как следствие, значительные объемы математической обработки. При этом результаты измерений должны быть получены в максимально возможное короткое время для исключения простоя оборудования. Поэтому встает вопрос о необходимости автоматизации процесса измерения и обработки результатов измерений.

Третьей основной проблемой, возникающей при измерении отклонений от плоскостности, является само содержание методик проведения изме-

рений и обработки результатов измерений. Отклонение от плоскостности практически никогда не измеряется в полном соответствии с нормативным определением. В большинстве случаев приходится использовать упрощенные методики измерений и получать данные, не характеризующие в полной мере измеряемый параметр. Дополнительная погрешность может вноситься при обработке результатов измерений, когда в качестве базы для отсчета отклонения от плоскостности выбирается плоскость, отличная от прилегающей. В связи с этим, встает необходимость более четкого определения понятия прилегающей плоскости и разработка новых алгоритмов ее определения, ориентированных на компьютерную обработку результатов измерения и снижающих методическую составляющую погрешности измерения.

В силу указанных причин, актуальной является задача повышения эффективности контроля отклонения от плоскостности рабочих и измерительных поверхностей оборудования за счет повышения производительности измерительных операций и обработки результатов измерений, а также снижения методической составляющей погрешности измерения.

Цель работы. Повышение эффективности контроля отклонения от плоскостности рабочих и измерительных поверхностей оборудования посредством увеличения производительности измерительных операций и обработки результатов измерений, а также снижения методической составляющей погрешности измерения.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:

1. Анализ существующих методов и средств измерения отклонения от плоскостности и методик обработки результатов измерений.

2. Разработка принципов построения информационно-измерительной системы для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней.

3. Разработка алгоритмов фильтрации измерительного сигнала, поступающего от электронных уровней.

4. Исследование возможности робастного оценивания измерительного сигнала, поступающего от электронного уровня.

5. Математическое моделирование системы робастной фильтрации измерительного сигнала.

6. Исследование относительной эффективности робастных и классических оценок при фильтрации сигналов.

7. Исследование способов задания прилегающей поверхности при определении отклонения от плоскостности.

8. Разработка поискового алгоритма определения прилегающей плоскости.

Методы исследования. Теоретические исследования основаны на методах теории вероятностей и математической статистики, включая робаст-ную статистику, математический и функциональный анализ. Эксперимен-

тальные исследования проводились с использованием опытного образца ИИС для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней. Обработка результатов измерений осуществлялось с помощью оригинального программного обеспечения, разработанного автором.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Определен принцип построения ИИС для контроля отклонения от плоскостности, основанный на цифровой фильтрации и компьютерной обработке измерительных сигналов электронных уровней.

2. Определен способ робастной программной фильтрации измерительных сигналов электронных уровней и выявлен алгоритм ее реализации.

3. Выявлены взаимосвязи между относительным расположением реальной и прилегающей поверхностью, определены возможные способы задания прилегающей плоскости.

4. На основе выявленных взаимосвязей найден новый поисковый алгоритм определения прилегающей плоскости, ориентированный на компьютерную обработку результатов измерений.

Практическая ценность

1. Разработанная ИИС для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней, позволила повысить производительность измерительных операций и обработки результатов измерений не менее чем в 2 раза.

2. Разработанный алгоритм определения прилегающей плоскости позволил снизить методическую составляющую погрешности обработки результатов измерения отклонения от плоскостности.

Работа выполнялась по тематическому плану Минобразования РФ 2002-2003 г.г., НИР "Концепция построения интеллектуальных средств метрологического обеспечения"; по Федеральной научно-технической программе Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники", подпрограмма 201 "Производственные технологии", раздел 201.05 "Прецизионные и нанометрические технологии и оборудование обработки, сборки и контроля"; в рамках "Программы совместных работ по • метрологическому обеспечению производства на ММПП "Салют", утвержденной руководителями МГТУ "Станкин" и ФГУП ММПП "Салют" 22.11.1999 г.

Реализация работы. Теоретические и практические результаты работы использованы в следующих разработках автора, внедренных в метрологическую практику ММПП "Салют":

1. "Создание программного обеспечения автоматизированной обработки результатов измерений отклонений от плоскостности и прямолинейности поверочных плит на ММПП "Салют".

2. "Разработка компьютеризированной измерительной информационной системы на базе электронных уровней для контроля отклонений от прямоли-

нейности и плоскостности рабочих поверхностей технологического оборудования ММГШ "Салют".

Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседании кафедры "Измерительные информационные системы и технологии" ГОУ МГТУ "Станкин", а также на научно-технических конференциях:

• 8-я Всероссийская научно-техническая конференции "Состояние и проблемы измерений" (Москва, 2002);

• 7-я научная конференция МГТУ "Станкин" и "Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ "Станкин" - ИММ РАН (Москва, 2004);

• 5-я Международная научно-практическая конференция "Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики" (Новочеркасск, 2004);

• конференция "Новые материалы и технологии" (Москва, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 190 страницах машинописного текста, содержит 58 рисунков, 8 таблиц, 3 приложения, библиография включает 85 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, поставлены цель и задачи исследования, сформулированы научная новизна, практическая ценность, дана общая характеристика работы.

В первой главе проведен анализ методов и средств измерений отклонений от плоскостности. Сформулированы основные требования, предъявляемые к измерительной информационной системе (ИИС) для контроля отклонений от плоскостности.

Рассмотрены методики определения прилегающей плоскости. На основании проведенного анализа сделан вывод об отсутствии методики определения прилегающей плоскости, в полном соответствии со стандартизованным определением прилегающей плоскости.

Проведен анализ проблем, возникающих при автоматизации контроля отклонений от плоскостности при использовании электронных уровней, из которых можно выделить две основные:

• фильтрация измерительного сигнала, поступающего от электронных уровней;

• обработка результатов измерений.

Во второй главе сформулированы основные положения принципа построения ИИС для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней, основанного на компьютерной обработке измерительных сигналов:

Рис. 1. Структура ИИС для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней

1. Полностью исключается встроенная аналоговая система фильтрации, а для обработки используется сигнал, поступающий непосредственно с датчика при абсолютном методе измерения, или сумма двух сигналов, поступающих с датчиков при относительном методе измерения.

2. В зависимости от метода измерения и характера измерительного сигнала возможно применение разных алгоритмов цифровой фильтрации сигнала.

3. Автоматический выбор алгоритма фильтрации исходя из результатов измерений, поступающих с датчиков.

4. Устойчивость алгоритмов фильтрации к различным шумам механической или электромагнитной природы.

5. Отслеживание основных проблем, возникающих при проведении измерений (неправильная постановка датчика на измерительную позицию; наличие шумов, кардинально влияющих на результаты измерений и т.д.).

6. Информирование оператора о необходимости проведения повторных измерений.

7. Автоматическое сохранение результатов измерений в форме удобной для дальнейшей обработки.

8. Обработка результатов измерений с использованием стандартизованных методик.

9. Представление результатов в удобном для пользователя виде.

На основе предложенного принципа построения разработана структурная схема ИИС на базе электронных уровней (рис. 1).

Для использования уровней при абсолютном и относительном методах измерений характерны три составляющие погрешности измерительного сигнала, поступающего от датчика:

• детерминированная систематическая составляющая в виде прямолинейного тренда;

• регулярная, медленно изменяющаяся (низкочастотная) случайная составляющая;

• нерегулярная, быстро изменяющаяся (высокочастотная) составляющая.

Наблюдаемые величины представляются в виде

где - показание датчика, характеризующее наклон измеряемой поверхности, а\ - изменение наклона за время проведения измерения, а^, ..., ар - коэффициенты полинома, £,,¿ = 1,2,... - последовательность независимых случайных величин с распределением, одинаковым с точностью до переменного масштаба.

Распределение случайных величин £,,/ = 1,2,..., полагается одинаковыми с точностью до параметров масштаба:

с одинаково распределенными величинами £[, и параметрами масштаба С;.

Измерительный сигнал можно представить в виде линейной статистической модели

где XI - некоторая вектор-функция точки наблюдения, в - вектор параметров модели.

В условиях автоматизированного сбора и обработки данных неизбежны большие ошибки, причиной которых являются шумы электромагнитной и механической природы, всегда присутствующие в производственных системах. В этом случае предположение о нормальности данных, используемое в методах классической гауссовой статистики, оказывает существенное влияние на свойства оценок. Логически стройной теорией помехоустойчивого оценивания параметров распределений и проверки статистических гипотез служит так называемая робастная статистика. Проведенный анализ показал, что для решения задач обработки данных более предпочтительно использование М-оценок.

М-оценка вектора параметров для модели по п наблюдениям определяется как решение следующей оптимизационной задачи:

и т

Е р{у, - ч 0)->П1Ш, (4)

/=1 в

Дифференцирование по компонентам вектора в и приравнивание частных производных нулю дает систему из; р уравнений:

где у - функция Хьюбера.

Решить систему уравнений в общем случае не представляется возможным. Проведенные исследования показали, что лучшими характеристиками при оценивании результатов измерений, поступающих с уровня, обладает взвешенный метод наименьших квадратов. Тогда решение системы может быть записано в виде

где Ж - диагональная матрица, составленная из весов , X - матрица, г'-ая строка которой составлена из координат вектора х,-.

Начальное значение оценки вектора коэффициентов получим с

помощью метода наименьших квадратов:

Оценку масштаба а^ получим по медиане абсолютных отклонений от медианы

Для реализации метода последовательных приближений строят последовательность следующим образом:

где - матрица весов, вычисленная на основе предыдущего приближения . Итерация по схеме (9) продолжается до достижения заранее заданной степени сходимости:

Р(и+1)-0(и)|<7. 0°)

то есть пока расстояние между последовательными приближениями не станет меньше заданного малого положительного числа

На основании теоретических исследований разработаны алгоритмы ро-бастной фильтрации измерительного сигнала для абсолютного и относительного методов измерения (рис. 2).

Определение параметров выборки.

I

Определение начального значения оценки вектора коэффициентов.

Определение вектора в взвешенным методом наименьших квадратов

Рис. 2. Алгоритм робастной фильтрации при относительном методе измерения

Проведено математическое моделирование робастной фильтрации измерительного сигнала, поступающего с уровня, при котором оценивалась зависимость М-оценок от уровня загрязненности и интенсивности помех, а также сравнение робастных и классических оценок. На рис. 3 приведена зависимость отношений дисперсий классических и робастных оценок от процента выбросов.

0 2 4 6 8 10

% выбросов

Рис. 3. Зависимость отношений дисперсий классических и робастных оценок при различном количестве выбросов

На основании результатов математического моделирования можно сделать следующие выводы:

• при отсутствии выбросов классические оценки являются несколько более эффективными по сравнению с робастными оценками;

• при увеличении доли выбросов эффективность робастных оценок уменьшается не значительно, в то же время, эффективность классических оценок снижается очень резко.

В работе определены возможные способы задания прилегающей плоскости, отличающиеся количеством точек касания.

Прилегающая плоскость может задаваться одним из трех способов (рис. 4):

1. Прилегающая плоскость касается трех точек поверхности. Точка, расстояние до которой от прилегающей плоскости максимально, располагается таким образом, что ее проекция на прилегающую плоскость лежит в пределах треугольника, образованного тремя точками, определяющих прилегающую плоскость.

Рис. 4. Способы задания прилегающей плоскости

2. Прилегающая плоскость касается одной точки поверхности и параллельна плоскости, являющейся "прилегающей снизу". Точка, расстояние до которой от "прилегающей снизу" плоскости максимально, располагается таким образом, что ее проекция на прилегающую плоскость лежит в пределах треугольника, образованного тремя точками, определяющих прилегающую плоскость.

3. Прилегающая плоскость определяется двумя скрещивающимися прямыми. Прилегающая плоскость содержит одну из прямых и параллельна другой. Проекции отрезков, задающих прямые, на прилегающую плоскость пересекаются.

Для подтверждения решены следующие задачи:

1. Касательная плоскость задается тремя точками. Если проекция наиболее удаленной точки поверхности лежит в пределах треугольника, образованного тремя точками, определяющих касательную плоскость, то данная плоскость является прилегающей и она единственна.

2. Касательная плоскость содержит две точки поверхности и параллельна прямой, проходящей через две наиболее удаленных точек поверхности. Если проекция отрезка, соединяющего две наиболее удаленные точки поверхности, на касательную плоскость пересекается с отрезком, соединяющим две точки касательной плоскости, то данная плоскость является прилегающей и она единственна.

3. Касательная плоскость задается тремя точками. Если проекция наиболее удаленной точки не лежит в пределах треугольника, образованного тремя точками, определяющих касательную плоскость, то данная плоскость не является прилегающей.

4. Касательная плоскость содержит две точки поверхности и параллельна прямой, проходящей через две наиболее удаленных точек поверхности. Если проекция отрезка, соединяющего две наиболее удаленные точки поверхности, на касательную плоскость не пересекается с отрезком, соединяющим две точки касательной плоскости, то данная плоскость не является прилегающей.

Разработан поисковый алгоритм, позволяющий определить прилегающую плоскость.

В качестве начального приближения для прилегающей плоскости выбирается касательная плоскость к данной поверхности, проходящая через три точки, не лежащих на одной прямой. В зависимости от положения наиболее удаленной точки, выбирается ось, проходящая через две точки касания, относительно которой осуществляется поворот касательной плоскости. Поворот осуществляется до тех пор, пока плоскость не коснется третьей точки поверхности, или будет определена другая наиболее удаленная точка от данной плоскости. Полученная в результате поворота плоскость проверяется на совпадение с прилегающей плоскостью. Если плоскость не является прилегающей, то выбирается новая ось поворота и процедура повторяется.

Третья глава отражает основные характеристики и экспериментальные исследования компьютеризированной робастной ИИС для контроля отклонений от плоскостности на базе электронных уровней.

ИИС выполняет функции сбора, обработки и представления измерительной информации об отклонениях формы рабочих поверхностей станков и другого технологического оборудования.

Применение подсистемы компьютерной обработки и визуализации процесса измерения облегчает эксплуатацию ИИС работниками измерительных лабораторий и ОТК, способствует повышению точности измерения и контроля из-за уменьшения утомляемости контролеров, автоматизированной обработки результатов и снижения субъективных ошибок оператора.

Управление процессом измерения реализуется с помощью штатных органов управления электронных уровней с цифровым отсчетным устройством и устройств ввода персонального компьютера. Отображение трехмерного

изображения отклонений формы контролируемой поверхности и протоколов измерения осуществляется на дисплее компьютера и может выводиться на печать (принтер).

Разработанная ИИС обладает следующими техническими характеристиками:

• диапазон измерения - ±1999 знаков;

• чувствительность -1 мкм/м на один знак;

• допуск на чувствительность - менее ±5%;

• диапазон регулировки нуля - ±400 знаков;

• воспроизводимость результатов измерения - менее 0.5 знаков;

• линейность - 1 % .

Реализуемые в ИИС процедуры цифровой обработки измерительных сигналов позволяют проводить их робастную фильтрацию с целью исключения влияния нежелательных вибраций на результаты измерений.

Программно-математическое обеспечение (ПМО) реализует обработку измерительной информации при контроле отклонений от плоскостности измерительных и рабочих поверхностей станков, КИМ и другого оборудования с использованием алгоритмов, рекомендованных стандартами, и оригинальных алгоритмов, разработанных автором.

ПМО ИИС обеспечивает представление результатов в удобной для восприятия форме (трехмерное изображение), возможность получения печатных документов, организует архивирование результатов контроля (рис. 5).

^Шса

РУЛОН« '—гу-ХД*.

" шткшмфмг

з " - 'Ли! "

г -^-то.-^гггл-л'зг-гт- 4 огтг

Рис 5.1. Ввод исходных данных при измерении отклонений от плоскостности

ГИП . у. !

Измерен^

61клонентот рлоскоетноет I'

' НжйвМЛЯрЛ^ГОМЙИЮЛ I

155П"' < •*«* РГГ

Рис. 5 2. Графическое изображение результатов измерения отклонения от плоскостности при использовании ИИС

Первая часть экспериментальных исследований направлена на оценку эффективности робастных алгоритмов фильтрации измерительного сигнала.

При анализе были проведены измерения одной и той же угловой величины через различные промежутки времени при абсолютном и относительном методах измерений. Несмотря на значительные колебания измеритель-

ного сигнала (рис. 6 и 7), алгоритмы фильтрации показали стабильность результатов вне зависимости от случайных изменений сигнала.

мкм/м

1т 1И> на 1т

Рис 6 Вид измерительного сигнала при абсолютном методе измерения

мкм/м

«О Ш 1Ш 1«

Рис 7 Вид измерительного сигнала при относительном методе измерения

Вторая часть экспериментальных исследований направлена на оценку эффективности алгоритмов определения прилегающей плоскости

Проведена обработка результатов измерений 4 способами. В качестве базовой плоскости для определения отклонения от плоскостности выступали:

1. Касательная плоскость, параллельная средней плоскости, определенной по методу наименьших квадратов.

2. Прилегающая плоскость, определяемая первым способом из методики МИ 2007-89.

3. Прилегающая плоскость, определяемая по алгоритму, разработанному автором.

4. Прилегающая плоскость, определяемая методом перебора.

Результаты экспериментов приведены в таблице 1.

Таблица

Размеры плиты, 2 мм Кол-во точек Отклонение от плоскостности, мкм

1 способ 2 способ 3 способ 4 способ

1000x630 5x4 15 14 12 12

1000x630 5x4 21 15 15 15

1000x630 5x4 8 7 7 7

1600x1000 8x5 20 18 18 18

250x250 5x5 25 18 12 12

2000x1000 10x5 64 62 61 61

2000x1000 10x5 39 30 28 28

2000x1000 10x5 32 31 26 26

2000x1000 10x5 42 40 39 39

1800x1500 9x8 59 53 42 42

1800x1500 9x8 39 34 34 34

1600x1000 8x5 28 26 25 25

В результате при определении отклонения от плоскостности первым и вторым способами были получены расхождения с действительным значением отклонения от плоскостности. Максимальное расхождение для 1 способа составляет 108%, для 2 способа - 50%. В 6 случаях для 1 способа и в 3 случаях для 2 способа производилось браковка фактически годной плиты.

При определении третьим и четвертым способами получились одинаковые результаты, что говорит об эффективности определения прилегающей плоскости по алгоритму, разработанному автором

В четвертой главе рассмотрены вопросы применения ИИС на базе электронных уровней для контроля других отклонений формы и расположения: от прямолинейности, от параллельности (извернутости) и от перпендикулярности поверхностей (рис. 8).

■■■■■ПШЯМЯЯНЯЯЯЖЯЗРЭДдр йвГФТ"""" —-------*—— « Щи1 * измерительная систем» ' на база электронных — % ?

| Прямолинейность | Плоскостность | А(рммлычсть | Г1орпшдад'ляротсть|

Рис 8 Программное обеспечение "Компьютеризированная ИИС на базе электронных уровней" Рис 9 Графическое изображение результатов измерения отклонения от параллельности при использовании ИИС

В состав ИИС включены модули для обработки результатов измерений отклонения от прямолинейности, параллельности и перпендикулярности. Пользователю предоставляется возможность выбора методик проведения измерения и обработки результатов измерений. Модули комплектуются как стандартизованными методиками, так и методиками, разработанными автором. Итоговая информация об отклонениях выдается в числовом и графическом представлении (рис. 9).

В целом, измерение различных отклонений формы и расположения с использованием ИИС на базе электронных уровней дает хорошие результаты. Но необходимы дополнительные исследования и испытания при различных методах измерения и методиках обработки результатов.

В заключении приводятся основные выводы и результаты работы.

Основные выводы и результаты работы.

1. Анализ известных методов контроля отклонений от плоскостности с применением электронных уровней показывает, что наиболее эффективным является построение ИИС на основе цифровой фильтрации и компьютерной обработки измерительных сигналов.

2. Реальный измерительный сигнал, поступающий с электронных уровней в производственных условиях, описывается статистической моделью, требующей для повышения точности оценки параметров сигналов применение робастных методов.

3. Наиболее высокую точность оценки параметров сигналов поступающих с электронных уровней обеспечивают М-оценки.

4. Взаимосвязи между расположением реальной и прилегающей плоскостями выявляют 3 возможных способа задания прилегающей плоскости, отличающиеся количеством точек касания в зависимости от топографии поверхности.

5. Предложенный поисковый алгоритм позволяет выявлять наиболее достоверное положение прилегающей плоскости вне зависимости от топографии поверхности.

6. Разработанная компьютеризированная ИИС обеспечивает высокую устойчивость фильтрации измерительного сигнала в условиях разнообразных внешних воздействий (ударов, тренда сигнала, вибраций и др.).

7. Построенная в работе компьютеризированная ИИС для контроля отклонений от плоскостности на базе электронных уровней обеспечивает построение 3Б-топографии поверхности в реальных производственных условиях при снижении методической погрешности измерения и повышении производительности контроля.

8. Разработанная компьютеризированная ИИС может быть использована для измерений различных отклонений формы и расположения поверхностей:

от прямолинейности, от параллельности и от перпендикулярности поверхностей.

Список публикаций.

1. Глубоков А.В. Компьютеризация контроля отклонений от плоскостности // Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии" - НМТ-2004. Москва, 17-19 ноября 2004 г. В 3-х томах. Т.2 - М.: Издательско-типографический центр "МАТИ"-РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2004. - С. 94-95.

2. Глубоков А.В. Компьютеризированная измерительно-информационная система для контроля отклонений формы и расположения на базе электронных уровней // Материалы 8-ой Всероссийской научно-технической конференции "Состояние и проблемы измерений", 26-28 ноября 2002 г. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. Ч. 1. - С. 73-74.

3. Глубоков А.В. Обработка результатов измерений при контроле отклонений от плоскостности // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: Материалы V Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 1 октября 2004 г.: В 2 ч. / ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. Ч. 2.-С. 4-5.

4. Телешевский В.И., Глубокое А.В. Компьютеризированная измерительная информационная система для контроля отклонений от плоскостности на базе электронных уровней // Измерительная техника. - 2004. - №11. - С. 15-18.

5. Телешевский В.И., Глубокое А.В. Компьютеризированная измерительно-информационная система на базе электронных уровней для контроля отклонений от прямолинейности и плоскостности рабочих поверхностей технологического оборудования // Материалы УП-ой научной конференции МГТУ "Станкин" и "Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ "Станкин" - ИММ РАН", 28-29 апреля 2004 г. - М.: МГТУ "Станкин", 2004. - С. 127-130.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Глубоков Александр Владимирович

Построение робастной измерительной информационной системы для автоматизированного контроля отклонений от плоскостности изделий машиностроения

Лицензия на издательскую деятельность ЛР №01741 от 11.05.2000 Подписано в печать 21.12.2004. Формат 60х90У16 Уч.изд. л. 1. Тираж 50 экз. Заказ № 238

Отпечатано в Издательском Центре МГТУ «СТАНКИН» 103055, Москва, Вадковский пер., д.3а

i

2 2 СЕЗ>П5. 1389

Введение.

Глава 1. Анализ состояния проблемы контроля отклонений от плоскостности.

1.1. Состояние проблемы контроля отклонений от плоскостности.

1.1. Анализ методов измерения отклонений от плоскостности.

1.1. Анализ методик определения отклонения от прилегающей плоскости.

1.1. Основные задачи, возникающие при автоматизации контроля плоскостности поверхностей.

1.1. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Теоретические исследования измерительной информационной системы для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней.

2.1. Принцип построения ИИС для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней.

2.1. Фильтрация измерительного сигнала, поступающего от электронных уровней, в условиях наличия высокого уровня шумов механического и электромагнитного происхождения.

2.1. Способы задания прилегающей плоскости.

2.1. Алгоритм определения прилегающей плоскости и отклонения от плоскостности.

Постоянное повышение требований к качеству изделий машиностроения приводит, с одной стороны, к необходимости повышения точности технологического оборудования и средств измерений, с другой -постоянного анализа их состояния во время всего жизненного цикла.

В машиностроении существует целый ряд габаритного высокоточного оборудования, такого как металлорежущие станки, координатно-измерительные машины, поверочные плиты, одним из основных параметров точности которых является отклонение от плоскостности рабочих и измерительных поверхностей. На нынешнем этапе точность средств измерений в этой области достигла такого уровня, что ее повышение практически не даст высокого эффекта, поскольку она обеспечивается только в лабораторных условиях. При работе в производственных условиях возникают различные внешние факторы, влияние которых во много раз превышает погрешность самого средства измерения.

Поэтому наиболее актуальной задачей является адаптация высокоточных средств измерений к производственным условиям для того, чтобы исключить, или заметно снизить влияние различных факторов на результаты измерений.

В то же время в нашей стране существует огромное количество измерительных приборов, которые содержат прекрасную механическую или оптико-механическую часть, но в тоже время морально устарели, так как не имеют средств автоматизации процесса измерений и обработки результатов измерений. Поэтому, часто происходит отказ от использования этих средств измерений.

В связи с этим одной из основных задач развития измерительной техники является компьютерный ретрофитинг (retrofitting) [67]. Он заключается в использовании существующего измерительного оборудования и оснащения его системами автоматизации процесса измерений и компьютеризированной обработки результатов измерений.

Кроме того, пользователю необходимо получать не только числовую информацию о значении отклонения от плоскостности, но и полную топографию реальной поверхности. Это вызывает необходимость проведения большого количества измерений и, как следствие, значительные объемы математической обработки. При этом результаты измерений должны быть получены в максимально возможное короткое время для исключения простоя оборудования. Поэтому встает вопрос о необходимости автоматизации процесса измерения и обработки результатов измерений.

Третьей основной проблемой, возникающей при измерении отклонений от плоскостности, является само содержание методик проведения измерений и обработки результатов измерений. Отклонение от плоскостности практически никогда не измеряется в полном соответствии с нормативным определением. В большинстве случаев приходится использовать упрощенные методики измерений и получать данные, не характеризующие в полной мере измеряемый параметр. Дополнительная погрешность может вноситься при обработке результатов измерений, когда в качестве базы для отсчета отклонения от плоскостности выбирается плоскость, отличная от прилегающей. В связи с этим, встает необходимость более четкого определения понятия прилегающей плоскости, и разработка новых алгоритмов ее определения, ориентированных на компьютерную обработку результатов измерения, и снижающих методическую составляющую погрешности измерения.

В силу указанных причин, актуальной является задача повышения эффективности контроля отклонения от плоскостности рабочих и измерительных поверхностей оборудования за счет повышения производительности измерительных операций и обработки результатов измерений, а также снижения методической составляющей погрешности измерения.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих научных задач:

1. Анализ существующих методов и средств измерения отклонения от плоскостности и методик обработки результатов измерений.

2. Разработка принципов построения информационно-измерительной системы для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней.

3. Разработка алгоритмов фильтрации измерительного сигнала, поступающего от электронного уровня.

4. Исследование возможности робастного оценивания измерительного сигнала, поступающего от электронного уровня.

5. Математическое моделирование системы робастной фильтрации измерительного сигнала.

6. Исследование относительной эффективности робастных и классических оценок при фильтрации сигналов.

7. Исследование способов задания прилегающей поверхности при определении отклонения от плоскостности.

8. Разработка поискового алгоритма определения прилегающей плоскости.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Определен принцип построения ИИС для контроля отклонения от плоскостности, основанный на цифровой фильтрации и компьютерной обработке измерительных сигналов электронных уровней.

2. Определен способ робастной программной фильтрации измерительных сигналов электронных уровней и выявлен алгоритм ее реализации.

3. Выявлены взаимосвязи между относительным расположением реальной и прилегающей поверхностью, определены возможные способы задания прилегающей плоскости.

4. На основе выявленных взаимосвязей найден новый поисковый алгоритм определения прилегающей плоскости, ориентированный на компьютерную обработку результатов измерений.

Практическая ценность работы обусловлена следующим:

1. Разработанная ИИС для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней, позволила повысить производительность измерительных операций и обработки результатов измерений не менее чем в 2 раза.

2. Разработанный алгоритм определения прилегающей плоскости позволил снизить методическую составляющую погрешности обработки результатов измерения отклонения от плоскостности.

На защиту диссертации выносятся следующие положения:

1. Замена встроенной аналоговой системы фильтрации приборов на компьютеризированную систему фильтрации позволяет повысить производительность и помехоустойчивость всей измерительной системы.

2. Предложенные робастные оценки параметров статистической модели измерительного сигнала обладают большей устойчивостью при наличии внешних воздействий на объект и средство измерения по сравнению с классическими оценками.

3. Алгоритмы определения прилегающей плоскости, ориентированные на ручную обработку результатов измерений, обладают существенной методической составляющей погрешности.

4. Задание прилегающей плоскости для изделий с различной топографией поверхности осуществляется тремя предложенными способами.

5. Наиболее достоверное определение прилегающей плоскости достигается посредством предложенного поискового алгоритма.

6. Созданная в работе компьютеризированная ИИС для контроля отклонений от плоскостности на базе электронных уровней обеспечивает построение ЗО-топографии поверхности в реальных производственных условиях при снижении методической погрешности измерения и повышении производительности контроля. А

2.5. Основные выводы.

Проведенные в настоящей главе теоретические исследования позволяют сделать следующие выводы:

1) Построение ИИС для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней должно ориентироваться на компьютерную фильтрацию и обработку измерительных сигналов.

2) Измерительный сигнал, поступающий с уровней, описывается статистической моделью (2.3).

3) Наилучшие результаты показывает обработка сигналов с использованием робастной фильтрации, основанной на применении М-оценок (2.14).

4) Прилегающая плоскость может задаваться одним из трех способов.

5) Прилегающая плоскость может быть определена с помощью поискового алгоритма.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА РОБАСТНОЙ ИИС ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ НА БАЗЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УРОВНЕЙ И ЕЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Робастная ИИС для контроля отклонений от плоскостности изделий машиностроения на базе электронных уровней.

Целью разработки ИИС является повышение качества выпускаемой продукции, повышение точности и производительности процессов измерения и контроля. Для достижения заданной цели были решены следующие задачи:

- формирование измерительных сигналов с электронных уровней в форме удобной для их автоматизированной обработки;

- разработка интерфейса для подключения блока цифровой индикации к компьютеру;

- робастная цифровая фильтрация сигналов с целью исключения влияния нежелательных вибраций на результаты измерения;

- разработка программно-математического обеспечения (ПМО) обработки измерительных сигналов и построение 3-мерного изображения поля отклонений контролируемой поверхности от плоскостности;

- оперативное протоколирование результатов измерения и вывод на печать (создание "твердых копий");

- обеспечение оперативного учёта контроля точности станков и технологического оборудования с передачей измерительной информации в локальные информационные сети лаборатории, ОТК и предприятия;

- проведение метрологических исследований разрабатываемой ИИС на базе электронных уровней, подготовка документации к проведению метрологических испытаний с целью использования ИИС для сертификации станков и другого технологического оборудования.

Работы по созданию ИИС выполнялись:

- по тематическому плану Минобразования РФ 2002-2003 г.г., НИР "Концепция построения интеллектуальных средств метрологического обеспечения";

- по Федеральной научно-технической программе Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники", подпрограмма 201 "Производственные технологии", раздел 201.05 "Прецизионные и нанометрические технологии и оборудование обработки, сборки и контроля";

- в рамках "Программы совместных работ по метрологическому обеспечению производства на ММПП "Салют", утвержденной руководителями МГТУ "Станкин" и ФГУП ММПП "Салют" 22.11.1999 г.

3.1.1. Характеристика аппаратных средств ИИС.

ИИС представляет собой измерительную информационную систему, построенную на базе электронных уровней. ИИС выполняет функции сбора, обработки и представления измерительной информации о форме поверхностей станков и другого технологического оборудования.

Применение подсистемы компьютерной обработки и визуализации процесса измерения облегчает эксплуатацию работниками измерительных лабораторий и ОТК, способствует повышению точности измерения и контроля из-за уменьшения утомляемости контролеров, автоматизированной обработки результатов и снижения субъективных ошибок оператора.

Управление процессом измерения реализуется с помощью штатных органов управления электронных уровней с цифровым отсчетным устройством и клавиатуры компьютера типа IBM PC. Отображение 3-мерного изображения поля отклонений контролируемой поверхности, протоколов измерения осуществляется на дисплее компьютера и может выводиться на печать (принтер).

3.1.2. Основные технические характеристики ИИС.

Разработанная ИИС обладает следующими техническими характеристиками:

1. Диапазон измерения - ±1999 знаков.

2. Чувствительность — 1 мкм/м на один знак.

3. Допуск на чувствительность - менее ±5%.

4. Диапазон регулировки нуля - ±400 знаков.

5. Воспроизводимость результатов измерения - менее 0.5 знаков.

6. Линейность - 1%.

3.1.3. Характеристика средств компьютерной обработки измерительной информации.

Реализуемые в ИИС процедуры цифровой обработки измерительных сигналов позволяют проводить их робастную фильтрацию с целью исключения влияния нежелательных вибраций на результаты измерений.

ПМО реализует обработку измерительной информации при контроле отклонений от плоскостности измерительных и рабочих поверхностей станков, КИМ и другого оборудования с использованием алгоритмов, рекомендованных стандартами, и оригинальных алгоритмов, разработанных автором.

ПМО ИИС обеспечивает представление результатов в удобной для восприятия форме (3-мерное изображение), возможность получения печатных документов, организует архивирование результатов контроля.

3.1.4. Структурная схема компьютеризированной измерительной информационной системы на базе электронных уровней.

На основе результатов метрологических испытаний прибора Leveltronic А40 фирмы Wyler предложена структурная схема компьютеризированной измерительной информационной системы (ИИС) при проведении абсолютных и относительных измерений (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Структурная схема компьютеризированной ИИС

Электронный датчик Leveltronic А40 - универсальный датчик наклона, который определяет наклон измеряемой поверхности относительно земли, при абсолютных измерениях, и относительно базовой поверхности, при относительных измерениях.

Индикатор Levelmetr 25 - служит для восприятия сигнала от электронного датчика и преобразования его в аналоговый сигнал, пропорциональный наклону датчика.

Аналогово-цифровой преобразователь - служит для преобразования аналогового выходного сигнала с индикатора в цифровой вид.

Система робастной фильтрации сигнала - служит для фильтрации измерительного сигнала от посторонних шумов электромагнитной и механической природы.

Система обработки результатов измерений - служит для обработки, хранения и представления результатов измерений пользователю в удобном для восприятия виде.

Первые три блока ИИС реализуются аппаратно, а два последних - в виде программно-математического обеспечения (ПМО), устанавливаемого на компьютере.

Создан образец ИИС для контроля отклонения от плоскостности на базе электронных уровней, который внедрен в метрологическую практику ММПП «Салют».

Электронный датчик Leveltronic А40 и индикатор Levelmetr 25.

Прибор Leveltronic А40 фирмы Wyler является универсальным электронным датчиком наклона, который кабелем соединяют с источником питания и индикатором Levelmetr 25. Два датчика одинаковой чувствительности дают возможность измерения разницы наклона. Аналоговый выход дает возможность регистрации результатов измерения.

Принцип измерения датчика заключается в маятниковых свойствах диска весом около одного грамма, который находится на пружинных подвесах между плоскими электродами, с которыми образует дифференциальный конденсатор (рис. 1.4).

Благодаря лишенной трения подвески диска и воздушного затухания вибрации получают высокую точность повторения и малый гистерезис при больших скоростях измерения.

Электронная схема работает на несущей частоте 5 кГц с выпрямлением и с блокировкой фазы.

На выходе индикатора Levelmetr 25 получается аналоговый сигнал, пропорциональный наклона измерительного датчика (1мВ на знак).

Аналогово-цифровой преобразователь.

Основными параметрами для определения характеристик аналогово-цифрового преобразователя являются: диапазон измерения прибора fr Leveltronic А40 и дискретность аналогового выхода.

После проведения анализа существующих аналогово-цифровых преобразователей для данной компьютеризированной измерительной информационной системы был предложен внешний модуль АЦП Е-440 фирмы "L-Card".

Модуль Е-440 является современным универсальным устройством на базе шины USB для ввода, вывода и обработки аналоговой и цифровой информации в персональных IBM PC совместимых компьютерах. Данный модуль можно рассматривать как недорогое средство для многоканального сбора информации, так и законченную систему с собственным процессором, позволяющую искушенному пользователю реализовать свои собственные алгоритмы обработки сигналов на уровне программирования установленного на модулях современного цифрового сигнального процессора (DSP) фирмы Analog Devices, Inc. - ADSP-2185.

Достоинства АЦП Е-440:

1. Внешнее исполнение модуля облегчает его использование в переносных измерительных системах.

2. Применение цифрового сигнального процессора позволяет разгрузить процессор компьютера от управления вводом/выводом и первичной обработки сигналов.

3. Выбор диапазонов измерения, частоты дискретизации и конфигурация входов АЦП осуществляется программно.

4. Питание АЦП осуществляется от компьютера (не требуется дополнительный источник питания).

5. Разрядность АЦП - 14 бит при требуемой - 12 бит. Стабильная работа при наличии шумового бита.

6. Диапазон входного сигнала ± 2,5 В является оптимальным для прибора Leveltronic А40.

7. Небольшие габариты и высокая помехоустойчивость АЦП позволяют эффективно использовать в цеховых условиях.

Подключение АЦП.

Подключение АЦП к компьютеру осуществляется через шину USB.

Преимущества шины USB: поддерживает отключение/подключение устройств без отключения питания компьютера; питание внешних устройств осуществляется от БП компьютера; все современные notebook имеют контроллер шины USB.

Подключение АЦП к компьютеру осуществляется с помощью стандартного кабеля, поставляемого с АЦП. Подключение АЦП к прибору Leveltronic А40 осуществляется с помощью специального кабеля.

3.2. Экспериментальные исследования алгоритмов фильтрации измерительного сигнала.

Для оценки эффективности алгоритмов фильтрации измерительного сигнала необходимо провести следующие экспериментальные исследования:

1. Абсолютный метод измерения. a. Измерение одной и той же угловой величины при постоянных внешних воздействиях. b. Измерение одной и той же угловой величины при различных внешних воздействиях (без ударов). c. Измерение одной и той же угловой величины при постоянных внешних воздействиях (при наличии удара). d. Измерение в условиях неправильной постановке уровня на измерительную позицию (наличие тренда).

2. Относительный метод измерения. а. Измерение одной и той же угловой величины при постоянных внешних воздействиях в условиях малого колебания измерительного сигнала. b. Измерение одной и той же угловой величины при постоянных внешних воздействиях в условиях больших колебаний измерительного сигнала. c. Измерение одной и той же угловой величины при постоянных внешних воздействиях (при наличии удара). d. Измерение в условиях неправильной постановке уровня на измерительную позицию (наличие тренда).

Первоначально, необходимо определить параметры выборки, которые будут постоянны на всех этапах экспериментальных исследований. Интервал дискретности определяется по формуле и равен h = —^— = 0.001с. (3.1.) 2-500

Максимальное число шагов для корреляционной функции определяется по формуле и равно т =-!-= 20. (3.2.)

0.001-50

Объем выборки определяется по формуле и при er=0.1 равен

20 0.V

Для исключения влияния добавления нулевых точек при вычислении спектральной плотности методом Кули и Тьюки увеличим объем выборки N до значения N=2048. Следовательно, длина реализации равна

Тг = 2048-0.001 = 2.048с. (3.4.) у = 2000. (3.3.)

3.2.1. Экспериментальные исследования при абсолютном методе измерения.

3.2.1.1. Анализ устойчивости результатов фильтрации измерительного сигнала при постоянных внешних воздействиях.

Все экспериментальные исследования проводятся на образце измерительной информационной системы для контроля отклонений от плоскостности на базе электронных уровней на ФГУП ММПП "Салют". Эксперимент проводится в измерительной лаборатории. При анализе уровень устанавливается на поверочную плиту, которая находится под влиянием достаточно сильных вибраций, вызванных работой вентиляции. Производятся несколько снятий показаний с уровня, разделенных во времени.

Измерительный сигнал при всех измерениях имеет приблизительно одинаковый вид (рис. 3.2). Он характеризуется наличием периодической составляющей, вызванной внешним воздействием, при чем размах показаний может отличаться при различных измерениях.

На рис. 3.3 приведен спектр измерительного сигнала.

Он характеризуется наличием одного большого всплеска в районе 40-й гармоники, что по частоте совпадает с частотой вращения двигателя вентиляторов, установленных в цеху.

При анализе было проведено 10 измерений, разнесенных во времени с различными интервалами. Полученные результаты фильтрации измерительного сигнала приведены в таблице 3.1 и на рис. 3.4. Они показывают стабильность результатов вне зависимости от случайных изменений измерительного сигнала.

Рис. 3.2. Измерительный сигнал при абсолютном методе измерения и постоянных внешних воздействиях.

-----;. .!-----! ----- . . ----- -----;----i 1 1 t

•

-.-.Д. "Л" ■ 1

IШ Ш] II til II 1 1

111 ) Ж* у™»,

10 20 30 40 50 60 70 SO 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 гармоники

Рис. 3.3. Спектр измерительного сигнала при абсолютном методе измерения и постоянных внешних воздействиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ известных методов контроля отклонений от плоскостности с применением электронных уровней показывает, что наиболее эффективным является построение ИИС на основе цифровой фильтрации и компьютерной обработки измерительных сигналов.

2. Реальный измерительный сигнал, поступающий с электронных уровней в производственных условиях, описывается статистической моделью, требующей для повышения точности оценки параметров сигналов применение робастных методов.

3. Наиболее высокую точность оценки параметров сигналов, поступающих с электронных уровней, обеспечивают М-оценки.

4. Взаимосвязи между расположением реальной и прилегающей плоскостями выявляют 3 возможных способа задания прилегающей плоскости, отличающиеся количеством точек касания в зависимости от топографии поверхности.

5. Предложенный поисковый алгоритм позволяет выявлять наиболее достоверное положение прилегающей плоскости вне зависимости от топографии поверхности.

6. Разработанная компьютеризированная ИИС обеспечивает высокую устойчивость фильтрации измерительного сигнала в условиях разнообразных внешних воздействий (ударов, тренда сигнала, вибраций и ДР-)

7. Построенная в работе компьютеризированная ИИС для контроля отклонений от плоскостности на базе электронных уровней обеспечивает построение ЗБ-топографии поверхности в реальных производственных условиях при снижении методической погрешности измерения и повышении производительности контроля.

Разработанная компьютеризированная ИИ С может быть использована для измерений различных отклонений формы и расположения поверхностей: от прямолинейности, от параллельности и от перпендикулярности.

127

1. Авдулов А.Н., Табенкин А.Н. Современные приборы для контроля прямолинейности и плоскостности в станкостроении. - М.: ЭНИМС, 1968.

2. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. М.: Финансы и статистика, 1983. - 471с.

3. Активный контроль размеров / Под ред. С.С.Волосова. М.: Машиностроение, 1984. - 224с.

4. Афанасьев В.А. Автоколлимационные приборы. М.: Недра, 1982. -145с.

5. Афифи А., Эйзенс С. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. - 488с.

6. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов: Пер. с. англ. М.: Мир, 1974. - 464с.

7. Бирюков Г.С., Серко А.Л. Измерения геометрических величин и их метрологическое обеспечение / Учебное пособие. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 368с.

8. Бондаренко И.Д. Принципы построения фотоэлектрических автоколлиматоров. Минск: изд-во "Университетское", 1984. - 190с.

9. Брагинский В.А., Палей М.А. Международные и национальные нормы взаимозаменяемости в машиностроении: Справочник-транслятор М.: Наука и техника, 1997. - 633с.

10. Ю.Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1985. - 336с.11 .Бычков О.Д. Приборы для контроля прямолинейности и плоскостности поверхностей больших размеров // Вестник машиностроения, 1967, * №11.

11. Горбачева В.В., Леонов В.В., Медянцева JI.JI. О точности измерения неплоскостности поверочных плит // Измерительная техника. 1978. -№12.

12. Горохов Л.Я. Построение информационно-измерительной системы для автоматизированной поверки средств линейных измерений на принципах адаптации и робастного оценивания: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: Мосстанкин, 1986.

13. ГОСТ 8.420-2002. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности. Введ. 01.03.2003.

14. ГОСТ 10905-86. Плиты поверочные и разметочные. Технические условия. Введ. 27.01.86

15. Г0СТ 24642-81. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения. Введ. 18.03.81.

16. ГОСТ 24641-81. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения. Введ. 01.07.81.

17. Дунин-Барковский И.В., Караташова А.Н. Измерения и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности. М.: Машиностроение, 1978.

18. Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении. Контроль деталей: Справочное издание. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 208с.

19. Иванов А.Г. Измерительные приборы в машиностроении. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 496с.

20. Исследования в области измерений отклонений формы и расположения поверхностей. Сб. науч. тр. ВНИИ метрол. службы. М.: ВНИИМС, 1986.-81с.

21. Кавецки Д. Функциональная диагностика средств линейных измерений на основе адаптивного робастного оценивания поверочной измерительной информации: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: Мосстанкин, 1989.

22. Кожевников Ю.В. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Машиностроение, 2002. -414с.

23. Козлов М.В., Прохоров А.В. Введение в математическую статистику. -М.: Изд-во МГУ, 1987. 262с.

24. Кокин Ю.Н., Зейгман JI.JI., Леонов В.В. Автоматический прибор для измерения отклонений от прямолинейности // Измерительная техника. -1981. -№3.

25. Королюк B.C., Портенко Н.И., Скороход А.В., Турбин А.Ф. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. -М.: Наука, 1985. 640с.

26. Коронкевич В.П., Ханов В.А. Современные лазерные интерферометры. Новосибирск: Наука: Сиб. отд-ние, 1985. - 181с.31 .Котельников Р.Б. Анализ результатов наблюдений. М.: Энергоатомиздат, 1986. 142с.

27. Котюк А.Ф. и др. Методы и аппаратура для анализа характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1967.

28. Котюк А.Ф., Цветков Э.И. Спектральный и корреляционный анализ нестационарных случайных процессов. М.: Изд-во стандартов, 1970.

29. Левин Б.М., Волкова Т.А., Братов В.П. Прибор для контроля плоскостности // Оптико-механическая промышленность. 1974. - №2.

30. Леонов В.В. Анализ методов измерений отклонений от параллельности и плоскостности поверхностей. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 247 с.

31. Леонов В.В. Анализ погрешности измерения неплоскостности поверхности // Измерительная техника. 1973. - №11.

32. Леонов В.В., Медянцева Л.Л. Некоторые вопросы поверки средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности поверхностей // Измерительная техника. 1981. - №8.

33. Леонов В.В., Медянцева Л.Л. Рекомендации по выбору средств измерений непрямолинейности и неплоскостности в металлообрабатывающей промышленности // Измерительная техника. -1978.-№8.

34. Леонов В.В. Температурный фактор в оптической апланометрии // Измерительная техника. 1995. - №6.

35. Марков Н.Н. Метрологическое обеспечение в машиностроении. Учебник для высших учебных заведений. М.: Изд-во "Станкин", 1995.- 468с.

36. Марков Н.Н. Нормирование точности в машиностроении. М.: Изд-во "Станкин", 1993. - 319с.

37. Марков Н.Н., Кайнер Г.Б., Сацердотов П.А. Погрешность и выбор средств при линейных измерениях. М.: Машиностроение, 1967. -392с.

38. Мастеренко Д.А. Повышение эффективности обработки измерительной информации в системах статистического управления процессами в машиностроении на основе рекуррентного робастного оценивания: Дисс. канд. техн. наук. М., 1997. - 197с.

39. Медянцева JI.JI. и др. Контроль прямолинейности и плоскостности поверхностей. М.: Изд-во стандартов, 1972. - 120с.

40. Медянцева JI.JI., Горбачева В.В., Зейгман JLJL, Леонов В.В. Современные методы контроля плоскостности / ВНИИКИ. М., 1973.

41. Медянцева Л.Л., Леонов В.В., Горбачаева В.В. Метрологическое обеспечение средств измерения отклонений от прямолинейности и плоскостности // Измерительная техника. 1980. - №3.

42. Методика контроля плоскостности поверхностей с помощью лазерной техники // ВНИИНМАШ. Горький, 1975.

43. МИ 1729-87. Методические указания. ГСИ. Линейки поверочные. Методика поверки.

44. МИ 2007-89. Рекомендация. ГСИ. Плиты поверочные и разметочные. Методика поверки. Введ. 01.07.90.

45. Михайлов А.А. Основы теории построения алгоритмов оценивания параметра по результатам измерения. Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 2002. - 225с.

46. Мудров В.И., Кушко В.Л. Методы обработки результатов измерений. -М.: Радио и связь, 1983. 304с.

47. Назаров Н.Г. Измерения: планирование и обработка результатов. М.: ^ Изд-во стандартов, 2000. - 301с.

48. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 247с.54.0гарков М.А. Методы статистического оценивания параметров случайных процессов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 206с.

49. Палей М.А. Отклонения формы и расположения поверхностей. М.: Изд-во стандартов, 1973.

50. Пат. (США), № 3.081.552, кл. 88-32, Suspension device, 1963.

51. Пат. (США), № 3.160.237, кл. 88-32, Damping device, 1964.

52. Пугачев B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. М.: ГИТТЛ, 1957. - 660с.

53. Робастность в статистике. Подход на основе функций влияния: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 512с.

54. Розанов Ю.В. Стационарные случайные процессы. М.: Наука, 1990. -271с.

55. Семесенко М.П. Методы обработки и анализа измерений в научных исследованиях. Киев, 1983. - 240с.

56. Смоляк С.А., Титаренко Б.П. Устойчивые методы оценивания. М.: Статистика, 1980. - 208с.

57. Сойту В. А. Оптико-механические приборы для контроля непрямолинейности. М.: ЦНИИЭТИ, 1976.

58. Телешевский В.И. Принципы построения компьютеризированных систем обеспечения качества // Автоматизация проектирования. 1999. -№1.

59. Телешевский В.И., Глубокое А.В. Компьютеризированная измерительная информационная система для контроля отклонений плоскостности на базе электронных уровней // Измерительная техника. 2004. - №11. — С. 15-18.

60. Телешевский В.И., Мастеренко Д.А. Рекуррентное робастное оценивание в автоматизированных ИИС // Измерительная техника. -1997.-№4.

61. Тьюки Дж. Анализ результатов наблюдений. М.: Мир, 1981. - 693с.

62. Устойчивые статистические методы оценки данных. Под ред. Р. Лонера, Дж. Уилкинсона. М.: Машиностроение, 1984.

63. Фрумкин В.Д. Теория вероятностей и статистика в метрологии и измерительной технике. М.: Машиностроение, 1987. - 167с.

64. Хастингс Н., Пикок Дж. Справочник по статистическим распределениям. М.: Статистика, 1980. 96с.

65. Хьюбер П. Робастность в статистике: Пер. с англ. М.: Мир, 1984. -304с.

66. Andrews D.F., Bickel P.J., Hampel F.R., Huber P.J., Rogers W.H., Tukey J.W. Robust estimates of location. Princenton University Press, 1972.

67. Barnett V., Lewis T. Outliers in statistical data. Chichester and NewYork, Wiley, 1978.

68. Dorato P. Robust control. New York: IEEE press, 1987. - 519p.

69. Hampel F., Ronchetti E., Rousseeuw P., Stahel W. Robust statistics. The approach based on influence functions. New York etc.: Wiley, 1986. -502p.

70. Hampel F.R. A general qualitative definition of robastness. Ann. Math. Statist., 1971, v.42, p. 1887-1896.

71. Hampel F.R Contributions to the theory of robast estimation. Ph.D. thesis. Berkley: Univ. Carolina, 1968.

72. Hogg R.V. Adaptive robust estimation. J. Amer. Statist. Assoc., 1974, v.69, p.909-927.

73. Huber P. Robust estimation of a location parameter. Ann. Math. Statist., 1964, v.35, p.73-101.

74. Huber P.J. Robust regression: asymptotics, conjectures, and Monte Carlo. -Ann. Statist., 1973, l,p.799-821.

75. Huber P.J. Robust statistical procedures. Philadelphia, Society for Industrial and Applied Mathematics, 1977.

76. Huber P.J. Robust statistics: a review. Ann. Math. Statist., 1972, v.43, p.1041-1067.

77. Jonckheere E. A. Algebraic and differential topology of robust stability. -New York, Oxford: Oxford univ. press, 1997. 576p.

78. Tukey J.W. The future of data analysis. Ann. Math. Statist., 1962, v.33, p. 1-67