×
27.11.2014
216.013.0b0a

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЕТОНАЦИОННЫМ НАРАЩИВАНИЕМ ТОЛЩИНЫ ЛИНЕЙНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для детонационного наращивания толщины линейных физических объектов. В способе управления процессом детонационного напыления деталей объектив видеокамеры (2) ориентируют в направлении обрабатываемой детали (3). Видеокамеру (2) устанавливают в плоскости оси ствола детонационного инструмента (1) и оси обрабатываемой детали (3). Ось видеокамеры (2) отстоит от оси детонационного инструмента (1) на расстоянии, величина которого определяется суммой половины наружного диаметра ствола детонационного инструмента (1) и половины минимального поперечного размера видеокамеры (2). В устройстве управления процессом детонационного напыления деталей объектив видеокамеры установлен в направлении обрабатываемой детали. Видеокамера (2) установлена в плоскости оси ствола детонационного инструмента (1) и оси обрабатываемой детали (3). Ось видеокамеры (2) отстоит от оси детонационного инструмента (1) на расстоянии, величина которого определяется суммой половины наружного диаметра ствола детонационного инструмента (1) и половины минимального поперечного размера видеокамеры (2). Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности непрерывности контроля толщины наносимого покрытия в процессе его напыления, уменьшение затрат времени на выполнение технологического процесса наращивания толщины линейного физического объекта, повышение качества покрытия, точности выполнения заданной толщины покрытия и надежности системы контроля толщины наносимого покрытия и снижение затрат наносимого материала. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для детонационного наращивания толщины линейных физических объектов.

Известны технические решения: Способ нанесения покрытия. RU 2280095 C2, C23C 14/06; Способ детонационного нанесения покрытий и устройство для его осуществления. RU2329104 C2, МПК B05D 1/10 (2006.01), B05B 7/20 (2006.01).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является техническое решение: Детонационная установка для нанесения покрытий. RU 2096094 C1, МПК B05B 7/20 (2006.01).

Известные технические решения имеют недостатки:

- отсутствует простая интегрированная система контроля толщины наносимого покрытия;

- в отсутствие простой интегрированной системы контроля толщины наносимого покрытия применение известных технических решений приводит к удлинению технологического процесса наращивания толщины линейных физических объектов в связи с необходимостью его прерывания на проведение непосредственных инструментальных измерений диаметра (размера) детали;

- в отсутствие простой интегрированной системы контроля толщины наносимого покрытия применение известных технических решений приводит к удлинению технологического процесса наращивания толщины линейных физических объектов в связи с необходимостью его прерывания на проведение оптронных электрических инструментальных измерений диаметра (размера) детали, что обусловливает сложность системы контроля и управления;

- проведение оптронных электрических инструментальных измерений диаметра (размера) детали производится с помощью дополнительного механического блока, состоящего из рамки, механической системы перемещения рамки, отсчетной системы, причем применение блока с движущимися механическими частями приводит к уменьшению точности измерений и снижению надежности детонационной установки для нанесения покрытий;

- толщина наносимого покрытия с применением известных технических решений приводит к снижению качества нанесения покрытия, поскольку его термические свойства, а также параметры детонационного циклического инструмента в период прерывания ухудшаются в связи с их уходом из оптимального циклического режима качественного температурного процесса нанесения покрытия.

Технической задачей, для решения которой служит предлагаемое изобретение, является создание условий, при которых обеспечивается выполнение непрерывного технологического процесса наращивания толщины линейного физического объекта.

Техническим результатом, получаемым при практическом использовании изобретения, является создание возможности обеспечить непрерывность контроля толщины наносимого покрытия в процессе его напыления, уменьшить затраты времени на выполнение технологического процесса наращивания толщины линейного физического объекта; повысить качество покрытия; повысить точность выполнения заданной толщины покрытия и снизить затраты наносимого материала, повысить надежность системы контроля толщины наносимого покрытия.

Для решения поставленной технической задачи предлагаемый способ и устройство управления процессом детонационного напыления деталей включает детонационный циклический инструмент, снабженный манипулятором линейного перемещения, видеокамеру, источник света, блок установки обрабатываемой детали с приводом вращения детали вокруг ее продольной оси, перпендикулярной оси детонационного циклического инструмента, вычислительный управляющий блок.

Видеокамера объективом ориентирована в направлении обрабатываемой детали, установлена в плоскости оси ствола детонационного инструмента и оси обрабатываемой детали, ось видеокамеры отстоит от оси детонационного инструмента на расстоянии, величина которого определяется суммой половины наружного диаметра ствола детонационного инструмента и половины минимального поперечного размера видеокамеры.

Источник света расположен перед объективом видеокамеры так, что между источником света и объективом видеокамеры расположена обрабатываемая деталь.

В поле изображения полученного с помощью видеокамеры выбирают вертикальную линию отсчета диаметра (поперечного размера) обрабатываемой детали. Увеличение видеокамеры выбирают так, чтобы максимальный диаметр (поперечный размер) обрабатываемой детали занимал 50-70% поля изображения по заданной в поле изображения вертикальной линии. Устанавливают соответствие визуального отсчета предварительно измеренного исходного диаметра (поперечного размера) обрабатываемой детали по контрасту перехода освещенного поля изображения и поля изображения, перекрытого деталью, в пикселях полученного отсчета и предварительно измеренного диаметра по участкам обрабатываемой детали в единицах СИ. Задают соответствующей текущей установке детали и инструмента коэффициент пересчета диаметра в единицах СИ обрабатываемой детали на один пиксель изображения (можно - по участкам подачи инструмента). Устанавливают коэффициент соответствия изменения реального диаметра (поперечного размера) обрабатываемой детали в процессе наращивания ее диаметра при напылении по контрасту перехода освещенного поля изображения и поля изображения, перекрытого деталью, пересчетом в пикселях полученного отсчета и предварительно измеренного диаметра по участкам обрабатываемой детали в единицах СИ. Отсчет диаметра обрабатываемой детали выполняют от ее исходного углового и линейного положения последовательно по заданным дискретным углам отсчета положения обрабатываемой детали относительно ее оси и дискретным линейным перемещениям по линии подачи инструмента вдоль оси детали. Например, исходя из задачи напыления и с учетом размера дискретного пятна напыления 15 мм, угол дискретизации составляет 60°, линейная дискретизация отсчета составляет 5 мм. Путем последовательного отсчета диаметра обрабатываемой детали по заданным угловым и линейным позициям получают базу данных о динамике формы и размера обрабатываемой детали в процессе детонационного наращивания ее поверхности.

Посредством источника света, видеокамеры и вычислительного управляющего блока создают базу данных о диаметре поверхности обрабатываемой детали по угловым и линейным положениям обрабатываемой детали относительно блока установки обрабатываемой детали при вращении детали вокруг продольной оси по заданным дискретным углам отсчета положения обрабатываемой детали относительно ее оси и дискретным линейным перемещениям по линии подачи детонационного циклического инструмента вдоль оси обрабатываемой детали и скорости нарастания толщины слоя напыления.

Посредством заданного размера детали после напыления, базы данных о диаметре поверхности обрабатываемой детали, в вычислительном управляющем блоке вырабатывают сигналы управления детонационным циклическим инструментом, позволяющие при отклонении текущего размера обрабатываемой детали от прогнозируемого значения, изменять скорость напыления поверхности путем увеличения или уменьшения скорости перемещения детонационного циклического инструмента при его прохождении над соответствующим участком поверхности.

Сигнал управления, определяющий изменение скорости напыления поверхности путем увеличения или уменьшения скорости перемещения детонационного циклического инструмента при его прохождении над соответствующим участком поверхности, вырабатывают в вычислительном управляющем блоке с учетом линейного смещения оси видеокамеры относительно оси детонационного циклического инструмента.

Сигнал управления о прекращении работы детонационного циклического инструмента вырабатывают после того, как поверхность обрабатываемой детали приобретет заданный размер.

Изобретение поясняется прилагаемыми схемами, где на фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг.2 - предлагаемое устройство, вид сверху.

Способ реализуется устройством, которое состоит из детонационного циклического инструмента 1, снабженного манипулятором линейного перемещения в виде суппорта, видеокамеры 2 и источника света 5, которые соединены механически с детонационным циклическим инструментом, блока установки обрабатываемой детали с приводом вращения детали 3 вокруг ее продольной оси, вычислительного управляющего блока 6. Наращиваемый на деталь слой материала - 4, смещение оси визирования видеокамеры 2 относительно оси инструмента 1- а (фиг.2).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В блок установки обрабатываемой детали с приводом вращения детали 3 вокруг ее продольной оси устанавливают линейный физический объект, например вал, для нанесения на него слоя вещества путем детонационного наращивания толщины слоя на поверхности физического объекта.

Включают электрическое питание элементов устройства.

В поле изображения полученного с помощью видеокамеры выбирают вертикальную линию отсчета диаметра (поперечного размера) обрабатываемой детали. Для максимально полного использования разрешения светочувствительного элемента видеокамеры ее увеличение выбирают так, чтобы максимальный диаметр (поперечный размер) обрабатываемой детали занимал 50-70% поля изображения по вертикали.

В вычислительном управляющем блоке 6 включают режим вращения и подачи. При этом деталь 3 начинает вращение, а детонационный циклический инструмент 1, видеокамера 2 и источник света 5 перемещаются вдоль детали.

В алгоритме управления технологическим процессом предусматривают этап установления соответствия визуального отсчета реального предварительно измеренного исходного диаметра (поперечного размера) обрабатываемой детали по контрасту перехода освещенного поля изображения и поля изображения, перекрытого деталью, в пикселях полученного отсчета и предварительно измеренного диаметра по участкам обрабатываемой детали в единицах СИ.

Отсчет диаметра обрабатываемой детали выполняют от ее исходного углового и линейного положения последовательно по заданным дискретным углам отсчета положения обрабатываемой детали относительно ее оси и дискретным линейным перемещениям по линии подачи инструмента вдоль оси детали. Например, исходя из задачи напыления и с учетом размера дискретного пятна напыления, например, 15 мм, угол дискретизации составляет 60°, линейная дискретизация отсчета составляет, например, 5 мм.

Последовательный отсчет диаметра обрабатываемой детали по заданным угловым и линейным позициям позволяет получить базу данных о динамике формы и размере обрабатываемой детали.

По завершении прохода суппорта с детонационным циклическим инструментом 1, видеокамерой 2 и источником света 5 вдоль вращающейся в блоке установки детали 3 формируется исходная база данных о форме и размере обрабатываемой детали 3.

В алгоритме управления технологическим процессом задают соответствующей текущей установке детали и инструмента коэффициент пересчета диаметра в единицах СИ обрабатываемой детали на один пиксель изображения (можно - по участкам подачи инструмента).

В алгоритме управления технологическим процессом предусматривают этап установления соответствия изменения реального диаметра (поперечного размера) обрабатываемой детали в процессе наращивания ее диаметра при напылении по контрасту перехода освещенного поля изображения и поля изображения, перекрытого деталью, с пересчетом в пикселях полученного отсчета и предварительно измеренного диаметра по участкам обрабатываемой детали в единицах СИ.

База данных о динамике формы и размера обрабатываемой детали позволяет в процессе напыления обрабатываемой детали описать процесс нарастания толщины слоя покрытия в каждой дискретной позиции поверхности детали и толщины среднего слоя покрытия.

Если в процессе напыления имеет место большая или меньшая локальная скорость нарастания толщины слоя покрытия в определенной дискретной позиции поверхности детали относительно средней скорости нарастания толщины слоя покрытия на обрабатываемой детали, то в этой позиции с помощью вычислительного управляющего блока 6 очередной импульс детонации выполняют с измененным режимом напыления. Толщина наносимого покрытия в среднем по детали получается равномерной. Позицию измененного рабочего импульса напыления определяют с учетом смещения а (фиг.2) оси визирования относительно оси инструмента напыления.

Процесс напыления прекращают, когда диаметр обрабатываемой детали увеличится на двойную величину заданной толщины покрытия.

Использование способа и устройства позволяет повысить точность выполнения детонационного наращивания поверхности детали и повысить качество выполнения технологического процесса за счет исключения его технологического разрыва на проведение непосредственных инструментальных измерений диаметра детали, уменьшить затраты времени на выполнение технологического процесса наращивания толщины линейного физического объекта, снизить затраты наносимого материала.

Использование новых элементов:

видеокамеры 2, источника света 5, вычислительного управляющего блока 6 -

позволяет

уменьшить затраты времени на выполнение технологического процесса наращивания толщины линейного физического объекта; повысить качество покрытия; повысить точность выполнения заданной толщины покрытия и снизить затраты наносимого материала;

т.к. предложенная интегрированная система контроля толщины покрытия, наносимого детонационным способом на линейный физический объект в целях наращивания его толщины

позволяет

обеспечить непрерывность контроля толщины наносимого покрытия в процессе его нанесения;

уменьшить затраты времени на выполнение технологического процесса наращивания толщины линейных физических объектов в связи с исключением необходимости прерывания технологического процесса на проведение непосредственных инструментальных измерений диаметра (размера) детали;

повысить качество покрытия за счет исключения, в период прерывания технологического процесса на проведение непосредственных инструментальных измерений диаметра (размера) детали, ухода режима работы детонационного циклического инструмента из диапазона параметров качественного циклического режима детонационного процесса;

повысить качество покрытия за счет исключения, в период прерывания технологического процесса на проведение непосредственных инструментальных измерений диаметра (размера) детали, ухода термических свойств поверхности объекта из режима оптимального качественного процесса нанесения покрытия детонационным циклическим инструментом;

повысить точность выполнения заданной толщины покрытия;

снизить затраты наносимого материала;

повысить надежность системы контроля толщины наносимого покрытия.


УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЕТОНАЦИОННЫМ НАРАЩИВАНИЕМ ТОЛЩИНЫ ЛИНЕЙНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЕТОНАЦИОННЫМ НАРАЩИВАНИЕМ ТОЛЩИНЫ ЛИНЕЙНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 40.
10.01.2013
№216.012.16c7

Устройство для создания глубокого рыхлого слоя почвы

Устройство содержит два ротационных щелереза, расположенных вертикально симметрично вдоль направления движения устройства и механически связанных с общим приводом. Устройство имеет расположенный ниже привода внутрипочвенный роторный фрезерователь почвы. Валы фрезерователя расположены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471323
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.02.2013
№216.012.250d

Устройство для роторного внутрипочвенного рыхления

Устройство содержит раму и два ротационных щелереза. Ротационные щелерезы установлены на раме, расположены вертикально симметрично вдоль направления движения устройства и механически связаны с общим приводом. Под приводом расположен внутрипочвенный фрезерователь. Щелерезы и фрезерователь имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475005
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2920

Способ синтеза вещества внутри тонкодисперсной системы

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ синтеза вещества внутри тонкодисперсной системы, который включает предварительное смешение ингредиентов химической реакции вне тонкодисперсной системы над ее поверхностью, подачу химического продукта предварительного смешения промежуточного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476055
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.05.2013
№216.012.3c35

Способ долговременного управления продуктивностью степных биогеосистем

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Способ включает проведение глубокого рыхления почвы почвообрабатывающими орудиями с пассивными рабочими органами, роторно-фрезерную обработку внутренних слоев почвы, которую производят через 2-5 лет после глубокого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480980
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.11.2013
№216.012.806a

Способ создания многолетних насаждений

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает нарезку в почве борозд-щелей, размещение в них саженцев и заполнение борозд-щелей почвой. По линии ряда выполняют роторно-фрезерную обработку в слое почвы 0-30 см полосой 5-7 см. В слое 30-70 см - полосой 60-80 см....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498550
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.02.2014
№216.012.a1a4

Подвесная канатная дорога с мехатронными движителями

Изобретение относится к транспортным системам. Подвесная канатная дорога содержит опоры с установленными на них мехатронными движителями и станции, соединенные между собой путями, состоящими из одного и более тяговых и несущих стальных канатов, на которых подвешены кабины или кресла, приводимые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507095
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a41d

Устройство для внутрипочвенного фрезерования

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для внутрипочвенного фрезерования. Устройство содержит два роторных щелереза (2). Роторный щелерез (2) снабжен диском щелереза (4) и кольцевым щелерезом (5). Над щелерезом (2) установлена ведущая шестерня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507728
Дата охранного документа: 27.02.2014
27.02.2014
№216.012.a51e

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ включает нагрев банок с компотом в потоке воздуха температурой 130°С и скоростью 6-7 м/с в течение 14 мин с последующей выдержкой в течение 22 мин в воде при температуре 92°С и охлаждением в потоке атмосферного воздуха температурой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507985
Дата охранного документа: 27.02.2014
20.04.2014
№216.012.b933

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ стерилизации компота из яблок в банках СКО 1-82-1000 включает процесс нагрева в потоке воздуха температурой 120-122 °С и скоростью 8-9 м/с в течение 22 мин с последующей выдержкой в течение 15-25 мин в ванне с водой температурой 96 °С....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513139
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b935

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение предназначено для использования в консервной промышленности для производства компота из яблок. Процесс нагрева компота из яблок в банках СКО 1-82-1000 осуществляют в потоке воздуха температурой 150°С и скоростью 3,5-4 м/с в течение 18 мин с последующей выдержкой в течение 10-20 мин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513141
Дата охранного документа: 20.04.2014
Показаны записи 1-10 из 40.
20.02.2013
№216.012.250d

Устройство для роторного внутрипочвенного рыхления

Устройство содержит раму и два ротационных щелереза. Ротационные щелерезы установлены на раме, расположены вертикально симметрично вдоль направления движения устройства и механически связаны с общим приводом. Под приводом расположен внутрипочвенный фрезерователь. Щелерезы и фрезерователь имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475005
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.05.2013
№216.012.3c35

Способ долговременного управления продуктивностью степных биогеосистем

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Способ включает проведение глубокого рыхления почвы почвообрабатывающими орудиями с пассивными рабочими органами, роторно-фрезерную обработку внутренних слоев почвы, которую производят через 2-5 лет после глубокого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480980
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.11.2013
№216.012.806a

Способ создания многолетних насаждений

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает нарезку в почве борозд-щелей, размещение в них саженцев и заполнение борозд-щелей почвой. По линии ряда выполняют роторно-фрезерную обработку в слое почвы 0-30 см полосой 5-7 см. В слое 30-70 см - полосой 60-80 см....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498550
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.02.2014
№216.012.a1a4

Подвесная канатная дорога с мехатронными движителями

Изобретение относится к транспортным системам. Подвесная канатная дорога содержит опоры с установленными на них мехатронными движителями и станции, соединенные между собой путями, состоящими из одного и более тяговых и несущих стальных канатов, на которых подвешены кабины или кресла, приводимые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507095
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a51e

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ включает нагрев банок с компотом в потоке воздуха температурой 130°С и скоростью 6-7 м/с в течение 14 мин с последующей выдержкой в течение 22 мин в воде при температуре 92°С и охлаждением в потоке атмосферного воздуха температурой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507985
Дата охранного документа: 27.02.2014
20.04.2014
№216.012.b933

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ стерилизации компота из яблок в банках СКО 1-82-1000 включает процесс нагрева в потоке воздуха температурой 120-122 °С и скоростью 8-9 м/с в течение 22 мин с последующей выдержкой в течение 15-25 мин в ванне с водой температурой 96 °С....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513139
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b935

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение предназначено для использования в консервной промышленности для производства компота из яблок. Процесс нагрева компота из яблок в банках СКО 1-82-1000 осуществляют в потоке воздуха температурой 150°С и скоростью 3,5-4 м/с в течение 18 мин с последующей выдержкой в течение 10-20 мин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513141
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b938

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ стерилизации компота из яблок в банках СКО 1-82-1000 включает процесс нагрева компота до температуры 95-96 °С в потоке воздуха температурой 120-122 °С и скоростью 6-7 м/с в течение 25 мин с последующей выдержкой в течение 12-20 мин в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513144
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.05.2014
№216.012.c751

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение относится к консервной промышленности и может быть использовано при стерилизации компотов. Способ характеризуется тем, что банки с компотом устанавливают в носитель, обеспечивающий герметичность, далее осуществляют нагрев компота до 90-91°С в потоке воздуха температурой 120-122°С и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516784
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.06.2014
№216.012.cb78

Устройство для внутрипочвенного роторного фрезерования с принудительной очисткой механического привода и его режущего органа от грунта

Устройство содержит два ротационных щелереза, расположенных вертикально симметрично вдоль хода движения устройства, механически связанных с общим приводом. Роторный щелерез снабжен кольцевым щелерезом. Кольцевой щелерез снабжен наружными режущими органами, выполненными вдоль его внешней части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517859
Дата охранного документа: 10.06.2014
+ добавить свой РИД