УСТРОЙСТВО ДЕФЕКТОСКОПИИ И ЛАЗЕРНОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ

Предполагаемая полезная модель относится к области неразрушающего контроля бесконтактным методом геометрических характеристик (размеров, формы и расположения поверхностей, поверхностных дефектов) и может быть использована в машиностроении, авиадвигателестроении, станкостроении для оценки геометрии и дефектов заготовок и деталей машин.
Из аналогов, которые разработаны на принципе использования лазерного контроля, известны: устройство лазерного контроля заготовок деталей машин (патент на полезную модель RU 118737, G01B 11/00, 27.07.2012), серия лазерных 3D сканеров LPX и устройство для обнаружения и измерения поверхностных дефектов.
Недостатком лазерных сканеров LPX является невозможность определения наружных поверхностных дефектов деталей, таких как усадочные раковины, забоины, уступы и т.д.
Известно устройство для обнаружения и измерения поверхностных дефектов (Патент RU 2335734 C1 РФ, МПК G01B 11/24, 10.10.2008) обеспечивает возможность одновременного измерения поверхностных дефектов в двух взаимно перпендикулярных сечениях и получение цифровых изображений дефектов для компьютерной обработки, документирования и хранения результатов измерений.
Недостатком устройства для обнаружения и измерения поверхностных дефектов является отсутствие возможности выполнять оцифровку трехмерных изделий.
Наиболее близким аналогом устройства лазерного контроля деталей машин является устройство лазерного контроля лопаток газотурбинных двигателей (Патент RU 134312, G01B 11/00, 10.11.2013)
Недостатком устройства лазерного контроля лопаток газотурбинных двигателей является автономность, что требует введения в технологический процесс отдельной операции контроля, и невозможность осуществления мобильных измерений на рабочем месте станочника.
Преимущество заявляемого устройства заключается в том, что устройство содержит четыре анализатора изображения, расположенные под углами 90°, и два источника освещения, находящихся относительно анализаторов изображения под углом 45° и друг относительно друга - под углом 180°, что позволяет выполнять дефектоскопию и сканирование геометрии детали или заготовки без наличия поворотного прецизионного стола сразу со всех сторон, а также дает возможность встраивать устройство в рабочую зону кабины станка, что позволяет выполнять измерения непосредственно между переходами технологической операции внутри кабины станка.
Цель предполагаемой полезной модели проводить измерения геометрии и осуществлять неразрушающий контроль поверхности детали или заготовки без съема детали со станка, что позволяет выполнять измерения непосредственно между переходами технологической операции внутри кабины станка, что создает высокую степень автоматизации производственного процесса.
Технический результат предполагаемой полезной модели выражается в повышении точности измерений и сокращении времени контроля за счет способности устройства производить сканирование геометрии поверхности детали и определять мелкие наружные поверхностные дефекты непосредственно в процессе изготовления на станке, исключая, таким образом, операции промежуточного контроля технологических процессов.
Технический результат достигается тем, что устройство дефектоскопии и лазерного контроля для станков с ЧПУ, состоящее из осветителя, двух анализаторов изображения, контроллера и микропроцессорного блока синтеза векторно-растровой модели, дополнительно содержит второй источник освещения, находящийся под углом 180° относительно первого источника, и два анализатора изображения, находящиеся под углами 90° относительно двух других анализаторов изображения, а также направляющие салазки для взаимного перемещения источников освещения относительно анализаторов изображения в рабочей зоне кабины станка.
Схема устройства лазерного контроля деталей машин представлена на фигуре.
Устройство включает в себя: осветители 1 и 2, анализаторы изображения 3, 4, 5 и 6, направляющие салазки 7, позволяющие осуществлять требуемое взаимное перемещение осветителей и анализаторов изображения, контроллер 8, микропроцессорный блок синтеза векторно-растровой модели 9.
Устройство дефектоскопии и лазерного контроля для станков с ЧПУ, состоящее из осветителя 1, анализаторов изображения 3 и 4, контроллера 8 и микропроцессорного блока синтеза векторно-растровой модели 9 дополнительно содержит источник освещения 2, находящийся под углом 180° относительно источника 1, и анализаторы изображения 5 и 6, находящиеся под углами 90° относительно анализаторов изображения 3 и 4, а также направляющие салазки 7 для взаимного перемещения источников освещения относительно анализаторов изображения в рабочей зоне кабины станка, что позволяет производить сканирование геометрии поверхности детали и определять наружные поверхностные дефекты непосредственно в процессе изготовления на станке.
Осветители 1 и 2 освещают находящийся на станке в приспособлении 10 объект измерения 11 в различных плоскостях, в это же время анализаторы изображения 3, 4, 5 и 6 регистрируют изображение объекта в фиксированных плоскостях, которое затем поступает в микропроцессорный блок синтеза векторно-растровой модели 9, где информация преобразуется в 3D цифровое изображение объекта с учетом поверхностных дефектов за счет получения высококачественного изображения поверхности объекта измерения с помощью анализаторов изображения 5 и 6. 3D цифровое изображение объекта с учетом поверхностных дефектов затем экспортируется в любую CAD/CAM/CAE-систему.