Автоматизированный комплекс определения параметров шероховатости и волнистости обработанной поверхности

Автоматизированный комплекс определения параметров шероховатости и волнистости обработанной поверхности предназначен для использования в контрольно-измерительной технике, в частности, в качестве устройства, предназначенного для контактного автоматизированного метрологического исследования, для контроля профиля поверхностей изделий как при отладке технологических процессов, так и при контроле конечной продукции, а также при проведении научных исследований. Профилометр связан с блоком управления, выполненным в виде компьютера, через многофункциональную плату ввода/вывода, подключенную к профилометру и блоку управления, в свою очередь связанному с локальной компьютерной сетью. Обеспечивается возможность автоматизированной передачи результатов измерений для выполнения окончательной обработки данных, анализа и контроля профиля обработанной поверхности изделий в параллельном режиме.

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, в частности, к устройствам, предназначенным для контактного автоматизированного метрологического исследования, и может быть использована для контроля профиля поверхностей изделий как при отладке технологических процессов, так и при контроле конечной продукции, а также при проведении научных исследований.

Известно устройство для измерения параметров неровностей поверхности, основанное на автоматизированном профилографе-профилометре, содержащее основание, заданно-ориентированную опору-кассету для закрепления исследуемого образца, электромеханический преобразователь с приводом, датчик перемещения, измерительная часть которого механически связана с электромеханическим преобразователем и приводом, и электронный блок, соединенный с электромеханическим преобразователем и приводом. Электронный блок содержит входной усилитель, аналого-цифровой преобразователь, четырех логических элемента «ИЛИ», три логических элементов «И», селектор частот, формирователь сетки частот, генератор опорной частоты, оперативное запоминающее устройство, счетчик адреса оперативного запоминающего устройства, два триггера, двунаправленный шинный усилитель, дешифратор команды, четыре параллельных регистра, дешифратор адреса, блок управления и компаратор. Аналоговые входы входного усилителя соединены с выходами электромеханического преобразователя. Выход входного усилителя подключен к аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с информационными входами оперативного запоминающего устройства. Выход первого элемента ИЛИ соединен с тактовым входом предустановки счетчика адреса оперативного запоминающего устройства. Выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и тактовым входом запуска аналого-цифрового преобразователя. Выход селектора частот соединен с первым входом первого элемента И. Выходы формирователя сетки частот соединены с сигнальными входами селектора частот. Выход генератора опорной частоты соединен с входом формирователя сетки частот. Выходы оперативного запоминающего устройства соединены с первой группой входов двунаправленного шинного усилителя. Информационные выходы счетчика адреса соединены с адресными входами оперативного запоминающего устройства. Выход переполнения счетчика адреса соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и линией запроса прерывания системного интерфейса ЭВМ. Выход второго элемента ИЛИ соединен с тактовым входом счетчика адреса оперативного запоминающего устройства. Выход второго элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ. Выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И. Выход второго триггера соединен с вторым входом первого элемента И и входом выбора режима работы оперативного запоминающего устройства. Выход третьего элемента ИЛИ соединен со сбросовым входом второго триггера и первым входом четвертого элемента ИЛИ. Второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с линией сброса системного интерфейса. Линия чтения порта ввода-вывода системного интерфейса соединена с входом выбора направления передачи двунаправленного шинного усилителя, входом управления состоянием выхода оперативного запоминающего устройства и вторым входом второго элемента И. Линии адреса системного интерфейса соединены с входами дешифратора адреса. Линии данных системного интерфейса соединены со второй группой входов двунаправленного шинного усилителя, первая группа входов которого соединена с выходами оперативного запоминающего устройства, входами информации дешифратора команды, первого, второго, третьего и четвертого регистров. Выход третьего элемента И соединен с входом разрешения дешифратора команды. Первый выход дешифратора команды соединен с тактовым входом записи первого регистра, второй выход - с тактовым входом записи второго регистра, третий выход - с тактовым входом записи третьего регистра, четвертый выход - с тактовым входом записи четвертого регистра, пятый выход - с первым входом блока управления, шестой выход - с первым входом первого элемента ИЛИ, сбросовым входом первого триггера, установочным входом второго триггера и вторым входом блока управления, седьмой выход - со вторым входом первого элемента ИЛИ и установочным входом первого триггера. Выходы первого регистра соединены с входами кода предустановки счетчика адреса оперативного запоминающего устройства. Выходы второго регистра соединены с входами выбора частоты селектора частот. Выходы третьего регистра соединены с входами установки усиления входного усилителя. Выходы четвертого регистра соединены с входами установки порога компаратора. Выход дешифратора адреса соединен с входом управления состоянием выходов двунаправленного шинного усилителя, первым входом третьего элемента И. третьим входом второго элемента И. Второй вход третьего элемента И соединен с линией записи в порт ввода вывода системного интерфейса. Выход блока управления соединен с приводом. Выход четвертого элемента ИЛИ соединен со сбросовым входом блока управления. Выход компаратора соединен со вторым входом четвертого элемента ИЛИ, а вход компаратора соединен с датчиком перемещения. Устройство предназначено для соединения через системный интерфейс с блоком управления, выполненным в виде компьютера. На заданно-ориентированной опоре-кассете закрепляется исследуемый образец и производится снятие и обработка профилограмм его поверхности (патент RU 2073193, МПК6 G01B5/28, опубл. 1997).

Недостатками описанного устройства являются низкая надежность вследствие повышенной сложности конструкции, а также субъективность измерений вследствие наличия нестандартных элементов, подлежащих аттестации для установления соответствия реального профиля поверхности исследуемого образца измеряемому профилю с помощью дополнительного оборудования.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигнутому результату (прототипом) является прибор для измерения шероховатости СЕЙТРОНИК ПШ8-3 С.С., содержащий профилометр, связанный с блоком управления, служащего для ввода/вывода, и персональный компьютер (Приборы для измерений шероховатости поверхности Сейтроник ПШ8-1(С.С.), Сейтроник ПШ8-3(С.С.): [Электронный ресурс] // All-pribors.ru. URL: http://all-pribors.ru/docs/27033-04.pdf. (Дата обращения: 02.10.2013).

Недостатками описанного прибора являются отсутствие возможности измерения параметров волнистости из-за недостаточной длины трассы ощупывания, являющейся одной из технических характеристик профилометра, и ограниченный набор измеряемых параметров шероховатости.

Предлагаемой полезной моделью решаются задачи обеспечения измерения параметров волнистости и расширения набора измеряемых параметров шероховатости с возможностью выполнения окончательной обработки данных, анализа и контроля профиля обработанной поверхности изделий в параллельном режиме.

Для достижения указанного технического результата автоматизированный комплекс определения параметров шероховатости и волнистости обработанной поверхности, содержащий профилометр, связанный с блоком управления, служащего для ввода/вывода, и персональный компьютер, дополнительно снабжен многофункциональной платой ввода/вывода, соединенной с блоком управления и персональным компьютером, связанным с локальной компьютерной сетью.

Обеспечение измерения параметров волнистости и расширение набора измеряемых параметров шероховатости с возможностью выполнения окончательной обработки данных, анализа и контроля профиля обработанной поверхности изделий в параллельном режиме достигается тем, что автоматизированный комплекс дополнительно снабжен многофункциональной платой ввода/вывода, соединенной с блоком управления и персональным компьютером, связанным с локальной компьютерной сетью.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором схематично представлен общий вид автоматизированного комплекса определения параметров шероховатости и волнистости обработанной поверхности (фиг. 1), фотографией, на которой представлен автоматизированный комплекс определения параметров шероховатости и волнистости обработанной поверхности (фиг. 2), а также примером изображения результатов измерений с экрана компьютера (фиг. 3).

Автоматизированный комплекс определения параметров шероховатости и волнистости обработанной поверхности содержит профилометр, связанный с блоком управления 1, компьютер 2, многофункциональную плату 3 ввода/вывода, локальную компьютерную сеть 4. Профилометр, связанный с блоком управления 1, многофункциональная плата 3 ввода/вывода и компьютер 2 соединены последовательно. Компьютер 2 в свою очередь связан с локальной компьютерной сетью 4. При этом в качестве измерительного и обрабатывающего устройств комплекса, используется стандартное оборудование, не требующее проведения аттестации.

В качестве профилометра, связанного с блоком управления 1, используется профилограф-профилометр модели 250 завода «Калибр», предназначенный для измерения шероховатости и волнистости обработанной поверхности изделий, сечение которых в плоскости измерения представляет прямую линию; запись профиля поверхности осуществляется в виде профилограммы и имеет стандартные процедуры аттестации с помощью шаблонов шероховатости. Счетно-решающий блок прибора имеет выход аналогового сигнала для подключения к внешней аппаратуре.

В качестве многофункциональной платы 3 ввода/вывода использована многофункциональная плата ввода/вывода J1A-70, позволяющая оцифровывать сигналы, поступающие с профилометра связанного с блоком управления 1.

Программное обеспечение компьютера 2 позволяет производить первичную обработку данных: задавать период опроса многофункциональной платы ввода/вывода, ограничивать время записи сигналов, их визуальный контроль и записывать данные для их хранения и дальнейшей обработки.

Автоматизированный комплекс определения параметров шероховатости и волнистости обработанной поверхности работает следующим образом.

Выходные сигналы, соответствующие профилю обработанной поверхности объекта, с профилометра связанного с блоком управления 1 поступают на многофункциональную плату ввода/вывода 3. Плата 3 совместно с поставляемым программным обеспечением компьютера 2 позволяет оцифровывать сигналы, поступающие с профилометра 1. С компьютера 2 посредством локальной сети полученные данные передаются на другие компьютеры 4 для их дальнейшей параллельной обработки с целью определения любых параметров шероховатости и волнистости.

Таким образом, использование предлагаемой полезной модели обеспечивает измерение параметров волнистости и расширение набора измеряемых параметров шероховатости с возможностью выполнения окончательной обработки данных, анализа и контроля профиля обработанной поверхности изделий в параллельном режиме.

Автоматизированный комплекс определения параметров шероховатости и волнистости обработанной поверхности, содержащий профилометр и блок управления, выполненный в виде компьютера, отличающийся тем, что в него введена многофункциональная плата ввода/вывода, подключенная к профилометру и блоку управления, в свою очередь связанному с локальной компьютерной сетью.