автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка основ объемного лазерного сканирования для программирования обработки на оборудовании с ЧПУ

РГВ 01

- 9 яня 2Пъ0

На правах рукописи

'У

ГУБАНОВ Анатолий Васильевич

РАЗРАБОТКА ОСНОВ ОБЪЁМНОГО ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ОБРАБОТКИ НА ОБОРУДОВАНИИ С ЧПУ

Специальность 05.13.07 — Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2000

Работа ^нйолнена на кафедре электронного машиностроен Уральского государственного технического университета.

Научный руководитель заслуженный машиностроитель РФ,

профессор, доктор технических наук, Ю.С. Шарин

Официальные оппоненты профессор, доктор технических наук,

P.A. Вайсбурд; старший научный сотрудник, кандидат технических наук, П.И. Лешерн

Ведущее предприятие ГУП "Уральский оптико-механический

завод", г. Екатеринбург

Защита состоится 19 июня 2000 г. в j4 ч ЪО мин на заседай диссертационного совета К 063.14.12 в Уральском государственн техническом университете, ауд.М-323.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ.

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный гс бовой печатью организации, просим направлять по адресу: 6200С г.Екатеринбург, ул.Мира, 19, УГТУ, ученому секретарю сове-i тел. (3432)75-45-74. .

Автореферат разослан 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент, кандидат технических наук

И.И. Некрасов

И5- 06~ О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Расчёт управляющих программ (VII) 1ля оборудования с ПУ предполагает обязательное наличие оциф-зовки геометрической формы изделия, т.е. представления его в виде 1абора координат опорных точек, уравнений линий контуров и по-зерхностей геометрических элементов. Существующие системы автоматизированного программирования могут рабртать только с про-:тыми геометрическими формами, представляемыми небольшим ко-шчеством геометрических элементов. Современные микропроцес-:орные системы ЧПУ позволяют решать значительно более сложные задачи формообразования деталей. Для того чтобы в полной мере использовать их возможности, необходимо создавать новые системы, позволяющие оцифровывать сложные геометрические формы. Одним из наиболее совершенных методов является объёмное лазерное сканирование. Оно позволяет создавать компьютерные модели по натурному образцу изделия с высокой скоростью, до нескольких десятков тысяч точек в секунду, и высокой точностью, до нескольких микрометров. Это новый метод. Описание его в литературе практически отсутствует. Не изучена методика его применения для программирования станков с ЧПУ. Сам процесс требует систематизации: разработки состава, порядка выбора основных параметров, определения необходимых математических зависимостей и т.д. Применение автоматизированных систем объёмного сканирования представляет собой новый шаг в программировании обработки на станках с ЧПУ. Оно позволяет значительно упростить процесс разработки УП по натурному образцу, сократить длительность цикла подготовки производства. В целом исследование объёмного лазерного сканирования и его внедрение в процесс подготовки производства является, на сегодняшний день, одной из актуальных задач.

3

Цели работы:

1. Исследование теоретических основ объёмного лазерной сканирования.

2. Применение нового метода — метода объёмного сканирова ния -— для программирования станков с ЧПУ.

Задачи исследования:

1. Разработать и внедрить методику подготовки УП для обору дования с ЧПУ по натурному образцу с применением процессов ав томатизированной объёмной оцифровки.

2. Исследовать процесс объёмного лазерного сканирования ка] технологическую операцию. Выделить основные технологически! параметры. Определить порядок их выбора и необходимые матема тические модели.

3. Определить характер влияния геометрической формы и со стояния поверхности образца на результат оцифровки. Разработат: методику предварительной подготовки образца.

4. Разработать и внедрить систему подготовки управляющи: программ для станков с ЧПУ на базе установки лазерного объёмной сканирования "КерНса-860".

Научная новизна

1. Разработана методика применения специальных компьютер пых систем объёмного сканирования в процессе подготовк] производства для расчёта УП.

2. Систематизирован состав и порядок выбора технологически: параметров операции объёмного сканирования. Разработаны матема тические модели для расчёта их величины и определены диапазон* изменений.

3. Систематизирован состав и порядок предварительной подго товки образца. Определён характер влияния геометрической формь

и состояния поверхности образца на результат оцифровки. Разработаны необходимые математические модели.

4. Разработана методика управления процессом объёмного лазерного сканирования.

Практическая ценность

1. Решена задача внедрения специальных компьютерных систем объёмного сканирования в процесс подготовки производства.

2. Разработана и внедрена система автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ на базе установки лазерного объёмного сканирования "11ерНса-860".

Реализация результатов работы

Разработанная по результатам исследований методика создания компьютерных моделей и управляющих программ для станков с ЧПУ по натурному образцу внедрена на предприятии АОЗТ Делкам-Урал. Методика включает использование системы автоматизированной подготовки управляющих программ на базе установки лазерного объёмного сканирования "ЯерНса-860". Использование разработанной методики предварительной подготовки образца позволяет в 2-3 раза сократить трудоёмкость процесса оцифровки и в 5-10 раз повысить качество оцифровки.

Результаты исследований использованы при разработке автоматизированной системы изготовления мастер-моделей для центробежного литья в спекаемые формы и внедрении её в условиях промышленного производства ООО «Декорама-Группа Форатек».

Разработанная методика управления процессом объёмного лазерного сканирования использована при подготовке учебно-мегодических материалов и внедрена в учебный процесс подготовки специалистов по специальности 210200 — Автоматизация технологических процессов и производств Уральского государственного

технического университета.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международной научной конференции "Информационные технологии в инновационных проектах" (г.Ижевск, 1999 г.), Республиканской научно-технической конференции "Оптимальное управление мехатронными станочными системами" (г.Уфа, 1999 г.), а также на заседаниях кафедры "Электронное машиностроение" УГТУ-УПИ в 1996-1999 гг.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 12 печатных работах, а также во всемирной информационной сети Internet на сайте WWW.cpress.ru.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 173 е., включая 54 рисунка, 18 таблиц, список литературы из 109 наименований, и 4 приложений на 58 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы.

В первой главе приведён анализ существующих вычислительных систем для программирования обработки на станках с ЧПУ. Большой вклад в решение вопросов автоматизации программирования внесли Р.Э.Сафраган, Г.Б.Евгенев, А.Л.Дерябин, Ю.М.Соломенцев, В.Л.Сосонкин, Ю.С.Шарин, И.А.Вульфсон и др.

В современном машиностроении под автоматизацией производства чаще всего понимают развитие систем с ЧПУ. Применение станков с ЧПУ позволяет создавать изделия сложной конфигурации не только в массовом, но и в серийном производстве. Однако экономический эффект от внедрения станков с ЧПУ на первом этапе оказался ниже ожидаемого, что было связано с увеличением длительно-

сти технологической подготовки производства из-за высокой трудоёмкости программирования. Стремление сократить сроки подготовки УП привело к созданию систем автоматизированного программирования (САП). Выполненный в работе анализ существующих САП позволяет сделать вывод о том, что их общим недостатком является ограничение по объёму обрабатываемой геометрической информации, высокая трудоёмкость ввода информации, низкая гибкость. Их применение может быть рационально при программировании относительно простой обработки. Для деталей, имеющих высокую сложность геометрической формы, необходимо использовать более совершенные компьютерные системы, позволяющие в полной мере реализовать возможности новых УЧПУ класса СЛС.

Развитие микропроцессорных систем программного управления привело к появлению новых направлений в области подготовки производства с использованием ЭВМ: САО/САМ-систем, методов быстрого прототипирования, систем реверсивного проектирования и др. На основе обзора существующих САО/САМ-систем создана развернутая многоуровневая классификация по следующим признакам: 1) в зависимости от имеющихся функций, требований к вычислительной технике и стоимости (по "весовым категориям''), 2) по типу решаемых задач, 3) по способу электронного описания геометрической формы изделия. Такая классификация позволяет упростить решение задач выбора комплекса систем при автоматизации конкретного производства. В работе также выполнен анализ наиболее распространённых методов быстрого прототипирования. Существующие системы быстрого прототипирования имеют ряд существенных ограничений, в первую очередь по используемому материалу. Технологии изготовления моделей с помощью методов быстрого прототипирования и с помощью оборудования с программным управлением необходимо рассматривать не как конкурирующие, а как дополняющие

7

друг друга. Методы быстрого прототипирования имеют значительные преимущества при создании моделей очень сложной формы. В то же время программные пакеты, применяемые при расчёте управляющих программ для оборудования с ЧПУ, могут обрабатывать незамкнутые САБ-модели, которые при изготовлении деталей методами быстрого прототипирования использовать без доработки практически невозможно. В целом системы быстрого прототипирования имеют довольно ограниченную область применения и не могут полностью исключить применение механообработки.

На сегодняшний день одним из перспективных направлений развития автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства является применение систем реверсивного проектирования» основанных на методах автоматизированного ввода трехмерной геометрической информации. В работе выполнен анализ систем ввода геометрической информации. Анализ позволяет сделать вывод о том, что автоматизация процессов ввода геометрической информации позволяет в несколько раз сократить трудоёмкость организации нового производственного процесса или модификации существующего. Из систем автоматизированной объёмной оцифровки наиболее универсальными и простыми в эксплуатации являются установки, работающие по принципу объёмного лазерного сканирования. По сравнению с аналогами этот метод имеет значительные преимущества при оцифровке небольших изделий с высокой сложностью геометрической формы поверхности. В то же время подробное описание метода в литературе отсутствует. Не разработана методика его применения в процессе конструкторско-технологической подготовки производства. Сам процесс объёмной оцифровки требует систематизации. Не решена задача определения степени влияния геометрической формы и состояния поверхности образца на качество результата оцифровки.

Системы объёмной оцифровки получают всё более широкое применение в различных областях жизнедеятельности человека от медицины до мультипликации. Наиболее актуальным на сегодняшний день является их применение в области автоматизации машиностроительного производства. Литературный обзор показал, что это наименее изученная область, требующая нового, системного подхода.

Во второй главе приведён анализ теоретических основ объёмного лазерного сканирования.

Применение объёмного лазерного сканирования позволяет реализовать новую методику организации производства, называемую реверсивным проектированием. Разработана структура системы, реализующей эту методику — системы реверсивного проектирования (СРП). СРП представляет собой интегрированный комплекс оборудования и программного обеспечения, позволяющий ускорить решение задачи разработки компьютерной модели и управляющих программ для оборудования с ЧПУ по натурному образцу изделия.

Анализ процесса объёмного лазерного сканирования показывает, что его применение накладывает определённые ограничения на конфигурацию геометрической формы и состояние поверхности оцифровываемого образца. Главной его особенностью является то, что поверхность должна быть односторонней. Из этой особенности вытекает первое конструктивное требование к геометрической форме натурного образца — все оцифровываемые поверхности должны быть открыты в направлении сканирования. Кроме того, на поверхности образца могут быть выделены теневые области. Теневой областью является часть поверхности, открытая в направлении сканирования, т.е. в направлении генератора лазерной линии, но закрытая в направлении считывающего зеркала. Это происходит в тех случаях, когда поверхность имеет резкие высотные перепады в направлении,

9

перпендикулярном лазерной линии. Область резкого высотного перепада определяется по соотношению величин угла наклона касательной к поверхности относительно горизонтальной плоскости и угла отражения считывающего зеркала. В работе определены математические модели условий возникновения теневых областей. Поскольку лазерное сканирование представляет собой оптический процесс, большое влияние на точность результата оцифровки оказывает качественное состояние поверхности образца, В работе определены степень влияния шероховатости поверхности на качество оцифровки и ограничения по цвету и материалу поверхностного слоя. С целью преодоления этих ограничений и расширения области применения процесса разработана методика предварительной конструкторско-технологической подготовки образца. В работе впервые определены содержание и порядок предварительной подготовки образца, позволяющей в 2-3 раза сократить трудоёмкость процесса сканирования, в 5-10 раз повысить качество результата оцифровки. Последовательность конструкторско-технологической подготовки показана в виде алгоритма на рис.1.

Процесс объёмного лазерного сканирования представляет собой последовательность элементарных действий по созданию трёхмерной компьютерной модели физического образца. Это позволяет определить его как технологическую операцию. В работе впервые определены содержание и последовательность выполнения операции объёмной оцифровки, комплекс технологических параметров и методы перемещения рабочего органа. Предложено использовать следующие величины технологических параметров: порог чувствительности датчика (Пч), шаг сетки сканирования (Р), величина перекрытия полос (Пв), скорость перемещения рабочего органа (Упер). Определены математические зависимости расчёта технологических параметров, порядок их выбора, пределы изменений. Последователь-

10

ость выполнения операции лазерного объёмного сканирования редставлена в виде алгоритма на рис.2.

На базе установки объёмного лазерного сканирования "Replica-60" разработана система автоматизированной подготовки управ-яюших программ. Структура САП показана на рис.^. Система ключает в себя четыре основных блока: саму установку "Replica", рограммный пакет преобразования данных CopyCAD, программный акет моделирования механообработки PowerMill, программный па-ет DucíPost.

"Replica" в системе является устройством ввода геометриче-кой информации об изделии с натурного образца. Скорость оциф-овки достигает 14000 точек в секунду и практически не зависит от онфигурации поверхности. Рабочий орган установки — оптическая азерная головка. В качестве источника излучения использован но-упроводниковый лазер мощностью 5 мВт. Считывание данных осуществляется датчиком в виде последовательности оптических обра-ов, которые передаются в управляющую ЭВМ. При помощи специ-льной встроенной электронной платы обработки графической информации последовательность образов программно-аппаратным спо-обом преобразуется в набор координат точек. Точность ислользо-;анного в системе датчика 100 мкм. Максимальные габариты скани->уемой поверхности 860x860x170 мм. Для перемещения рабочего орана над поверхностью образца применены три шаговых привода с очностью 100 мкм/300 мм. Управление установкой осуществляется >т персонального компьютера (ПК) класса Pentium при помощи программного пакета RI Scan как в интерактивном, так и автоматиче-:ком режимах. Результатом работы является электронный файл в формате Range Image Standard (.ris). Объём файла зависит от количе-;тва оцифрованных точек. Поверхность представляется в виде упорядоченного набора координат точек в пространстве.

CopyCAD использован в качестве блока препроцессирования. Эн позволяет преобразовать данные оцифровки з формат, доступный

11

для обработки в пакете PowerMill. Как правило, это триангулированное представление, т.е. в виде набора плоских треугольников в пространстве (.tri, .dmt, и др.). Объём файла, форма и размеры треугольников зависят от заданной точности аппроксимации.

PowerMill — процессор. Его основная задача — расчёт УП. Позволяет в интерактивном режиме, непосредственно перед расчётом УП, задать все необходимые технологические параметры обработки, геометрию инструмента, метод его перемещения. По окончании расчёта встроенные сервисные функции обеспечивают возможность выполнить проверку правильности разработанной УП как в режиме визуализации (компьютерная анимация перемещений инструмента), так и в аналитическом (проверка возможности столкновений). Результатом работы пакета PowerMill является управляющая программа в кодах CLDATA.

DuctPost — блок постпроцессирования. Он позволяет преобразовать УП в коды выбранного УЧПУ. Характеристики используемых УЧПУ записываются в виде упорядоченных текстовых файлов и хранятся в базе данных. Интерфейс программы позволяет легко их редактировать и создавать новые. Готовая программа передаётся в УЧПУ на электронном носителе в виде текстового файла.

Благодаря блочной структуре САП позволяет легко заменять любой из элементов на более совершенный нли в большей степени отвечающий конкретной задаче. Эта возможность повышает универсальность системы и исключает возможность её морального старения. Всё использованное программное обеспечение может быть реализовано на одном персональном компьютере в единой операционной среде, что обеспечивает высокую степень интеграции и позволяет сократить сроки решения поставленных задач. В работе САП используются результаты исследования процесса объёмного лазерного сканирования, что позволяет увеличить эффективность её применения за счёт снижения трудоёмкости создания компьютерной модели и повышения точности оцифровки.

12

Рис.1.Алгоритм конструкторско-технологической подготовки

образца

Начало

Рис.2. Алгоритм выполнения операции лазерного объёмного

сканирования

Установка лазерного объёмного сканирования ■ЯерКса-ЗбО"

Исходная геометрическая информация, образец

Файл данных оцифровки в формате Range Image Standard

Программный пакет преобразования данных СоруСАО

База данных скан-модепей

Триангулированная и совмещённая компьютерная модель в виде файла в стандартном формате передачи данных

Исходная Программный пакет

технологическая моделирования

информация,

механообработки

техпроцесс Powert®

Промежуточный язык

Программный пакет постпроцессирозакия УП DuctPost

Электронный файл сопроводительной информации

Рис.3. Структурная схема САП

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований.

Исследование основ объёмного лазерного сканирования показало, что автоматизированная оцифровка, как правило, позволяет получать результат в растровом вйде, т.е. в виде упорядоченного набора координат точек оцифровываемой поверхности. При этом шаг сетки сканирования представляет собой основной технологический параметр, определяющий точность получаемой компьютерной модели. Очевидно, что чем больше точек известно на описываемом геометрическом элементе, тем выше точность его представления. С другой стороны, практический опыт показывает, что наличие вероятности возникновения случайной ошибки приводит к значительному возрастанию количества ложных точек, которые снижают точность оцифровки. Наиболее существенно влияние случайных погрешностей сказывается на точности оцифровки контуров. Для того чтобы определить форму зависимости между величиной шага сканирования и размерами элементов сканируемой поверхности, проведено экспериментальное исследование. По результатам эксперимента доказано, что точность оцифровки зависит не только от шага сканирования, но и от размеров сканируемого элемента. Общая погрешность оценки диаметра отверстия по количеству точек контура составляет АО = О.ОТхйп+Р, где Рп — номинальный диаметр отверстия, Р — шаг сетки сканирования. Кроме того, определено максимально допустимое соотношение шага сетки сканирования и минимального линейного размера геометрического элемента. Оно выглядит следующим образом: Р< 0.066 хй, где Р — шаг., II — минимальный линейный размер.

Величина сетки сканирования оказывает влияние не только на погрешность определения геометрических размеров образца, но и на

16

эяд других параметров. В первую очередь на размер файла данных и трудоёмкость процесса сканирования. В связи с этим было проведе-10 экспериментальное исследование с целью выявить характер зави-:имостей и обосновать критерии выбора оптимальной величины ша-~а. По результатам эксперимента доказано, что форма зависимостей времени сканирования и объёма файла от шага сетки сканирования ямеют вид мультипликативной кривой. Кроме того, определено минимально допустимое соотношение шага сетки сканирования и минимального линейного размера геометрического элемента поверхности образца. Оно выглядит следующим образом: ^¿О.ООЗхЛ, где Р — шаг, Л — минимальный линейный размер.

С учётом результатов первого исследования и для упрощения расчётов принято, что оптимальное соотношение величины шага сетки сканирования и минимального линейного размера имеет вид: Р = 0.05 х Л .

Практический опыт показывает, что качество результата оцифровки во многом зависит от качественного состояния поверхности образца. С целью выявления общего характера зависимости был проведён ряд экспериментальных исследований. Выделены следующие характеристики качественного состояния поверхности образца: шероховатость (11а), цвет и материал поверхностного слоя. С целью численного определения характеристики цвета использован комплекс нз 3 параметров: оттенок, яркость, контраст. В качестве параметров, характеризующих качество результата оцифровки, предложено использовать две величины: обеднённость и среднестатистическое отклонение точек от поверхности. Обеднённость представляет собой процентное соотношение количества пустых точек в файле к общему количеству скан-точек и является параметром полноты результата. Среднестатистическое отклонение точек от поверхности учитывает влияние количества и величины случайных погрешностей

17

в процессе оцифровки и служит параметром точности и стабильно сти результата.

Комплексный анализ результатов всех выполненных исследо ваний по определению зависимости между состоянием поверхносп образца и качеством результата оцифровки позволил сделать еле дующие выводы:

1).Шероховатость поверхности образца практически не влияе на качество результата оцифровки.

2). Определены общие характеристики влияния цвета поверхно сти образца. Доказано, что для того чтобы получить высокое качест во оцифровки, цвет поверхности должен быть белым. На тёмные по верхности (с низким уровнем яркости), а также поверхности цвет ко торых близок к зелёному (жёлтый, зелёный, голубой, синий) в ход конструкторско-технологической подготовки необходимо наносит дополнительное окрашивающее покрытие, которое позволяет освет лить, заменить оттенок цвета полностью или уменьшить уровен контраста. Для поверхностей, имеющих цвет близкий к красном (красный, оранжевый, фиолетовый) этап нанесения покрытия в ход конструкторско-технологической подготовки образца может выт исключён.

3). Доказано, что значительное влияние имеет А*атериал повер> ностного слоя. Изготавливать образцы следует из материало! имеющих естественную светлую и матовую поверхность или оксщ ную пленку. На поверхность изделий из материалов, не обладающи этим свойством, в ходе конструкторско-технологической подготовк необходимо наносить полное или частичное покрытие, изменяюще оптические свойства в направлении увеличения матовости и прид; ния светлого оттенка.

В четвёртой главе описано внедрение результатов работы производственные процессы предприятий, связанных с изготовлеш

18

ем изделий сложной пространственной конфигурации: АОЗТ «Дел-кам-Урал» и ООО «Декорама-Группа Форатек», а также учебный процесс подготовки специалистов по специальности "Автоматизация технологических процессов и производств" Уральского государственного технического университета.

Комплексный анализ целесообразности внедрения специальных компьютерных систем объёмного лазерного сканирования позволил доказать рациональность создания и внедрения этих систем в процесс конструкторско-технологической подготовки машиностроительного производства по всем основным показателям (техническим, организационным, социальным и экономическим). Наибольший эффект достигается для изделий небольших размеров с высокой сложностью геометрической формы. Количественный экономический анализ выполнен на примере внедрения автоматизированной системы подготовки управляющих программ по натурному образцу в условиях производства лопаток компрессора. Анализ показал, что внедрение системы позволяет значительно сократить длительность цикла подготовки производства и высвободить от 5 до 10 компьютерных рабочих мест интерактивной машинной графики. При этом, для условий приведённой годовой программы в 600 шт., срок окупаемости затрат составит 2,55 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе исследований, представленных в диссертационной работе, получены следующие практические и научные результаты:

1. Исследование теоретических основ объёмного лазерного сканирования показало низкий уровень систематизации процесса. В работе впервые применён системный подход к операции объёмной оцифровки. Определены состав, математические модели, порядок выбора и пределы изменений технологических параметров. В каче-

19

стве основного технологического параметра принято считать ша сетки сканирования. Доказано, что его величина зависит от величи ны минимального линейного размера геометрического элемента по верхности образца. Форма зависимости имеет вид: Р~0.05хК, где . — шаг, Я — минимальный линейный размер. Экспериментально оп ределены пределы изменения величины шага: 0.008 х Я ¿/^ 0.066 х Л.

2. Впервые разработан состав и порядок конструкторско технологической подготовки образца. Её применение позволяет в 2-раза сократить трудоёмкость процесса оцифровки и в 5-10 раз повы сить качество результата.

3. Определён характер влияния геометрической формы образц на качество результата оцифровки. Разработаны математические мс дели возникновения теневых и закрытых поверхностей. В обще: случае формула определения величины граничного значения возни» новения теневой области при оцифровке полузакрытого конструк

торско-технологического элемента (КТЭ) имеет вид: Л =---

2 х а х собл

где Ъ — глубина КТЭ, мм; Ь — ширина КТЭ, мм; а — угол межд осью генератора лазерной линии (ГЛЛ) и вектором отражения счи тывающего зеркала, в градусах, X — значение угла поворота ос КТЭ относительно положения лазерной линии, в градусах. Доказанс что форма зависимости погрешности оценки диаметра отверстия п количеству триггерных точек от шага сканирования имеет вид А0 = 0.07х£>п+Р, где Бп — номинальный диаметр отверстия, Р — ша сетки сканирования.

4. Определён характер влияния качественного состояния пс верхности образца на качество результата оцифровки. Доказано, чт шероховатость поверхности образца практически не влияет на кач< ство результата. Цвет поверхности должен быть белый и матовы! для тёмных поверхностей и поверхностей, цвет которых близо

; зелёному, необходимо применять тонирующее покрытие. Образцы ;ледует изготавливать из материалов, имеющих естественную свет-iyro и матовую поверхность или оксидную плёнку. Образцы из мате-шалов, не обладающих этими свойствами, следует полностью или шстично окрашивать.

5. Разработана и внедрена система автоматизированной подготовки управляющих программ на базе установки лазерного объёмно-0 сканирования "Replica-860".

6. Комплексный анализ рациональности внедрения систем объемной оцифровки показал их значительные преимущества перед су-дествующими методами изготовления изделий сложной геометрической формы, требующих применения этапа прототипирования. Экономический расчёт эффективности внедрения САП на базе установки лазерного объёмного сканирования "Replica-860" показал, что её применение позволяет в 2-3 раза сократить длительность цикла подготовки производства и высвободить от 5 до 10 компьютерных рабочих мест интерактивной машинной графики. При этом срок окупаемости затрат не превышает 3 лет. \

7. Результаты диссертационной работы внедрены в промышленное производство на предприятиях АОЗТ «Делкам-Урал», ООО «Декорама-Группа Форатек» и в учебный процесс в Уральском государственном техническом университете. Результаты внедрения подтверждены актами внедрения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Шарин Ю.С., Губанов A.B. Использование объёмного сканирования для определения сложности корпусных деталей //Ресурсосберегающие технологии в машиностроении: Сб. научн. трудов. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1997. С.81-83.

21

2. Губанов A.B. Объёмное лазерное сканирование в системе ре версивного проектирования //Перспективные наукоёмкие технологи! в машиностроении: Сб. докладов. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН 1999. С.169-172.

3. Губанов A.B. Подготовка поверхности образца при лазерно\ объёмном сканировании //Перспективные наукоёмкие технологии i машиностроении: Сб. докладов. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН 1999. С.165-168.

4. Губанов A.B. Технологическая подготовка процессов лазер ного объёмного сканирования //Информационные технологии в ин новационных проектах: Материалы докладов. Международная кон ференция /Под ред. Б.А. Якимовича. Ижевск: ИжГТУ, 1999. С.103 104.

5. Губанов A.B., Рабой С.Б. Влияние шага сканирования hj точность оценки линейных размеров по количеству триггерных то чек //Информационный листок Свердловского центра научно технической информации № 25-99. Екатеринбург: Ротапринт Сверд ловского ЦНТИ, 1999.

6. Губанов A.B., Максимов И.Р., Ульянов C.B. Механообработ ка контуров по данным объёмного сканирования //Информационныi листок Свердловского центра научно-технической информации № 65-027-99. Екатеринбург: Ротапринт Свердловского ЦНТИ, 1999.

7. Губанов A.B. Обьёмное лазерное сканирована //Информационный листок Свердловского центра научно технической информации № 65-029-99. Екатеринбург: Ротаприн Свердловского ЦНТИ, 1999.

8. Губанов A.B. Определение весовых коэффициентов с исполь зованием нормативно-справочной литературы //Информационны] листок Свердловского центра научно-технической информаци № 65-041-99. Екатеринбург: Ротапринт Свердловского ЦНТИ, 1999.

22

9. Губанов A.B. Основы управления установкой лазерного объ-много сканирования "Replica-860": Методические указания к лабораторной работе по курсу "Производственное оборудование и его ксплуатация в машиностроении". Екатеринбург: УГТУ, 1999. 22 с.

10. Губанов A.B. Автоматизированная система подготовки УП шя станков с ЧПУ по натурному образцу //Оптимальное управление {ехатронными станочными системами: Сб. научн. трудов. 4.1. Уфа: /фимский государственный авиационный технический университет, .999. С. 153-155.

11. Губанов А., Власов В. Компьютерные технологии ревер-:ивного проектирования //САПР и графика. №1. 2000. С.25-29.

12. Власов В., Губанов А. Компьютерные технологии ревер-:ивного проектирования //Опытно-промышленное производство: Доклады и отчёты 5-й конференции российских пользователей программного обеспечения компании Delcam pic. Тольятти: Изд-во Del-^m pic,1999. С.71-81.

Подписано в печать 03.05.2000 Формат 60x84 1/16

Бумага типографская Офсетная печать Усл.печ.л.1,40

Уч.-изд.л. 1,05 Тираж 100 Заказ 76 Бесплатно

Издательство УГТУ 620002, Екатеринбург, Мира, 19

Отпечатано в типографии ООО "Издательство УМЦ УПИ" г. Екатеринбург, ул. Мира, 17, С-134. Заказ ¿V Тираж г СО экз.