Аппаратно-программный комплекс для измерения параметров шероховатости поверхности

Аппаратно-программный комплекс для измерения параметров шероховатости поверхности содержит последовательно подключенные индуктивный измерительный щуп 1, профилометр 2, со встроенным источником питания, интерфейсный кабель 3, карту последовательного порта 4 со встроенным контроллером и блок управления 5, в качестве которого используется карманный персональный компьютер с заданной управляющей программой, которая представляет собой встроенные в блок управления 5 программные модули (модуль управления и расчетный модуль). Управление настройками осуществляется «джостиком» блока управления 5 через выделенные на его экране активные окна, либо посредством дублирующих управляющих клавиш. Аппаратно-программный комплекс, при малых габаритах и стоимости, обеспечивает комплексную оценку параметров шероховатости в цеховых условиях, согласно ГОСТ 2789-73 и по международному стандарту ISO 4287-1.2:1995(Е), а также обеспечивает возможность их графического отображения. Фиг.1

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована как отдельно в машиностроительных цехах в машиностроительных цехах при обработке крупно-габаритных деталей, так и в автоматизированных системах, в лабораториях промышленных предприятий и научно-исследовательских институтах различных отраслей машиностроения, в частности для измерения и параметрического анализа шероховатости поверхности.

Комплексы автоматизированного контроля шероховатости поверхности, широко применяемые в промышленности, по назначению можно подразделить на две большие группы. В первую группу входят стационарные профилографы - профилометры, укомплектованные многофункциональным программным обеспечением. Данные комплексы позволяют проводить высокоточный комплексный анализ геометрических параметров изделий и, как правило, используются в центральных измерительных лабораториях.

Ко второй группе относятся небольшие цеховые профилометры, имеющие компактные размеры и автономный источник питания, в частности, известен комплекс для измерения параметров шероховатости поверхности HW-MSIU-T500, построенный на модульном принципе, и представляющий собой цепочку из последовательно соединенных основных блоков, а именно: профилометра, щупа, источника питания, интерфейсного кабеля и блока управления, в качестве которого используется стандартный персональный компьютер (см. Сертификат Госстандарта России RU. C.27.004.A №17606).

Однако у известного комплекса недостаточные технологические возможности, из-за его больших габаритов.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков, присущих полезной модели является комплекс для измерения параметров шероховатости поверхности Т-500, также представляющий собой цепочку из последовательно соединенных основных блоков: профилометра, щупа, источника питания, интерфейсного кабеля и блока управления (см. Сертификат Госстандарта России CN.C.27.004.A №9303).

Однако известный комплекс измеряет ограниченное число параметров, а именно измеряет только параметры высоты (Ra, Rmax и Rz) и не измеряет параметры шага (S, Sm и Тр), кроме того, у известного комплекса нет возможности графического анализа шероховатости, а также, в

качестве блока управления в комплексе используется специально изготовленное управляющее устройство, что значительно удорожает всю систему в целом.

Техническим решением задачи предложенной полезной модели является расширение технологических возможностей комплекса и снижение экономических затрат.

Поставленная задача решается тем, что в аппаратно-программном комплексе для измерения параметров шероховатости поверхности, содержащем последовательно подключенные измерительный щуп, профилометр, источник питания, интерфейсный кабель и блок управления, в качестве блока управления используют карманный персональный компьютер (так называемый «наладонник») с заданной управляющей программой.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан аппаратно-программный комплекс для измерения параметров шероховатости поверхности

Аппаратно-программный комплекс для измерения параметров шероховатости поверхности содержит последовательно подключенные индуктивный измерительный щуп 1, в частности, выполненный индуктивным, профилометр 2, со встроенным источником питания (на чертеже не показан), интерфейсный кабель 3, карту последовательного порта 4 со встроенным контроллером и блок управления 5, в качестве которого используется карманный персональный компьютер с заданной управляющей программой, которая представляет собой встроенные в блок управления 5 программные модули (модуль управления и расчетный модуль). Таким образом, профилометр 2 сопрягается с блоком управления 5 по интерфейсу посредством карты последовательного порта 4 и интерфейсного кабеля 3.

Аппаратно-программный комплекс для измерения параметров шероховатости поверхности работает следующим образом.

Индуктивный измерительный щуп 1, посредством встроенного внутри профилометра 2 мотопривода (на чертеже не показан), перемещается по поверхности исследуемого объекта (на чертеже не показан). Полученный аналоговый сигнал с индуктивного измерительного щупа 1 преобразуется в цифровой и через аппаратный фильтр (расположенный внутри профилометра 2), посредством интерфейсного кабеля 3, поступает в расчетный программный модуль блока управления 5.

Модуль управления, при помощи разработанной управляющей программы, позволяет настраивать длину трассы измерения, отсечку шага и пределы измерения. Передача управляющих команд от блока управления 5 на профилометр 2 осуществляется через карту у последовательного порта 4. Управление настройками осуществляется «джостиком» блока управления 5 через выделенные на его экране активные окна, либо посредством дублирующих управляющих клавиш.

С помощью разработанной расчетной программы осуществляется, согласно ГОСТ 2789-73, расчет как параметров шероховатости высоты (Ra, Rmax и Rz), так и параметров шероховатости шага (S, Sm и Тр), где:

- Ra - среднее арифметическое отклонения профиля;

- Rmax - наибольшая высота профиля;

- Rz - высота неровностей профиля по 10-ти точкам;

- S - средний шаг выступов профиля;

- Sm - средний шаг неровностей по средней линии;

- Тр - относительная опорная длина профиля.

Помимо этого, осуществляется возможность измерения параметров шероховатости по международному стандарту ISO 4287-1.2:1995(Е), а также возможность графического отображения. Средства графического анализа включают в себя предварительный просмотр профиля шероховатости, опорную кривую, кривые маслоемкости и материального объема, гистограмму распределения высот неровностей.

Результаты измерений могут быть переданы на сменный носитель или на стационарный компьютер в цифровом формате.

Сравнительные испытания показали, при малых габаритах и стоимости, разработанный аппаратно-программный комплекс для измерения параметров шероховатости поверхности, по сравнению с известным комплексом, обеспечивает комплексную оценку параметров шероховатости в цеховых условиях.

Преимущества предложенного аппаратно-программного комплекса позволяют его использовать в машиностроительных цехах при обработке крупно-габаритных деталей.

Аппаратно-программный комплекс для измерения параметров шероховатости поверхности, содержащий последовательно подключенные измерительный щуп, профилометр, источник питания, интерфейсный кабель и блок управления, отличающийся тем, что в качестве блока управления используют карманный персональный компьютер с заданной управляющей программой.