Назначение комплекса
Программный комплекс предназначен для оптического бесконтактного контроля геометрии и выявления дефектов на поверхностях деталей вращения. Типичные объекты контроля — крыльчатки насосов, тормозные барабаны, прокатные валки, маховики, ступицы, шкивы, ролики конвейеров и другие тела вращения в машиностроении и производстве.
Система обеспечивает полный обзор детали за один оборот, формируя развёртку поверхности (2D-карту яркости) по всей окружности и высоте, что позволяет обнаруживать дефекты, невидимые при традиционном визуальном осмотре.
Многокамерная архитектура
Поддерживается синхронная работа нескольких камер, каждая из которых контролирует отдельную поверхность детали одновременно. Типовая конфигурация включает:
- Вид на деталь сверху — торцевая или боковая поверхность (верхний пояс, фланец, торец).
- Вид на деталь снизу — симметричная или противоположная боковая зона.
- Вид вдоль оси вращения — рабочая (радиальная, беговая) поверхность или профиль по образующей.
Все камеры работают в едином угловом пространстве: каждый пиксель изображения привязан к угловому положению на окружности (0–360°), что обеспечивает точную локализацию дефекта по углу поворота детали.
Режимы работы
- Эталон — базовый снимок бездефектной или эталонной детали. Служит опорным изображением для сравнения. Сохраняется отдельно и может использоваться для серийного контроля однотипных деталей.
- Результат — снимок контролируемой детали при текущем измерении.
- Разница (отклонение) — попиксельная разность между результатом и эталоном. Позволяет мгновенно выявить отклонения геометрии даже в зонах с неравномерным фоновым освещением. Перед вычислением разности выполняется автоматическое угловое выравнивание (совмещение) изображений методом нормализованной фазовой корреляции.
Типы обнаруживаемых дефектов
Система обеспечивает обнаружение и классификацию следующих геометрических дефектов поверхности тел вращения:
Отклонения формы профиля:
- Выпуклость — локальное вздутие или выступ на поверхности.
- Вмятина — локальное углубление, провал поверхности.
- Провал профиля — протяжённое местное занижение рабочей поверхности.
- Волнистость — периодическое отклонение профиля с относительно большим шагом, характерное для вибрационных явлений при обработке или эксплуатации.
Биения и отклонения от круглости:
- Радиальное биение — отклонение радиуса от окружности при вращении; характеризует некруглость рабочей поверхности.
- Торцевое биение — осевые колебания торцевой плоскости; определяет перпендикулярность к оси вращения.
- Гармоники биения — разложение профиля биения по угловым гармоникам (Фурье-анализ), позволяющее отделить одиночную эксцентричность (1-я гармоника) от эллипсности (2-я), трёхгранности (3-я) и высокочастотной неравномерности.
Интегральные и сравнительные показатели:
- Размах отклонений — полный диапазон отклонения профиля на данном участке окружности.
- Радиус — абсолютный или относительный радиус поверхности по угловому положению.
- Биение по наклону — угловое отклонение оси детали, видимое как знакопеременное торцевое биение с периодом один оборот.
Каждый зарегистрированный дефект описывается тремя координатами: амплитуда (мм), угловое положение на окружности (градусы, 0–360°) и радиус (мм). Это обеспечивает полноценный гармонический анализ профиля с возможностью экспорта данных для дальнейшей обработки.
Визуализация и инструменты анализа
- 2D цветовая карта — развёртка поверхности с цветовым кодированием отклонений от среднего значения строки. Жёлтый цвет соответствует среднему уровню; отклонения в сторону повышения кодируются через оранжевый к коричневому, понижения — через зелёный к тёмно-синему. Цветовой диапазон одного оттенка составляет 15 единиц яркости.
- Профиль детали — мгновенный яркостный профиль выбранной строки (угловой развёртки) с отображением отклонений по той же цветовой шкале. Доступен в двух режимах: фиксированная строка по клику и динамический режим с отображением профиля строки под курсором мыши.
- Масштабирование — независимое увеличение любого из изображений методом выделения области с сохранением угловой привязки осей.
- Параметры измерения — левая панель отображает результаты структурированного анализа заголовка файла: параметры съёмки, данные по каждому датчику и результаты фильтрации по всем зонам контроля с выделением совпадающих и отличающихся значений.
Примеры реализации
