priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2023-66-8-671-679pribor-281Research ArticleОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫOPTICAL AND OPTOELECTRONIC DEVICES AND COMPLEXESЦифровой оптико-электронный измерительный прибор контроля крупногабаритных оболочек вращенияDigital Optoelectronic Measuring Device for Monitoring Large-sized Shells of RevolutionШилинА. Н.ShilinA. N.

Александр Николаевич Шилин — д-р техн. наук, профессор;  кафедра электротехники

 Волгоград

Alexander N. Shilin — Dr. Sci., Professor;  Department of Electrical Engineering

Volgograd

shanvstu@gmail.comШилинА. А.ShilinA. A.

Алексей Александрович Шилин — канд. техн. наук, доцент;  кафедра электротехники; заведующий кафедрой

Волгоград

 Alexeу A. Shilin — PhD, Associate Professor; Department of Electrical Engineering; Head of the Department

Volgograd

shilin.jr@gmail.comАтаманюкР. Г.AtamaniukR. G.

Рамез Ганиевич Атаманюк — аспирант;  кафедра электротехники

Волгоград

Ramez G. Atamaniuk — Post-Graduate Student; Department of Electrical Engineering

Volgograd

atamanuk@gmail.comВолгоградский государственный технический университетVolgograd State Technical University202302122024668671679Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/281

Оболочки вращения, например обечайки, являются основными базовыми деталями аэрокосмической техники, нефтехимического и энергетического оборудования. Обечайки изготавливаются из листового материала на валковых листогибочных машинах. От технологической точности изготовления базовых деталей зависит качество выпускаемой продукции. Технологический допуск на диаметр обечайки составляет 1 %, однако существующие средства контроля не обеспечивают необходимой точности. Для контроля размеров обечайки в процессе ее изготовления разработан оптико-электронный измерительный прибор, содержащий микроконтроллер, измерительные преобразователи углового положения кромки детали относительно оптической оси, ее температуры и расстояния от прибора до детали. В качестве преобразователя положения кромки детали используется цифровая камера, температура измеряется с помощью пирометра. Оптико-электронный прибор в процессе изготовления детали измеряет отклонения диаметра от номинального размера и температуры детали, а затем с помощью микроконтроллера приводит результат измерения к нормальным температурным условиям.

Shells of revolution, such as barrels, are the main basic parts of aerospace, petrochemical, and power equipment. The shells are made from sheet material on roller bending machines. The quality of products depends on the technological accuracy of manufacturing basic parts. The technological tolerance for the shell diameter is 1%, however, the existing control tools do not provide the required accuracy. An optoelectronic measuring device is developed to control the shell dimensions during its manufacture; the device contains a microcontroller and measuring transducers of the angular position of the workpiece edge relative to the optical axis, the part temperature and its distance from the device. A digital camera is used as a workpiece edge position transducer, and the temperature is measured using a pyrometer. In the process of the part manufacturing, the optical-electronic device measures the deviation of the diameter from the nominal size and temperature of the part, and then, with the help of a microcontroller, brings the measurement result to normal temperature conditions.

контроль крупногабаритных деталейоптико-электронные приборыпирометрымикроконтроллерыдальномерыcontrol of large partsoptoelectronic devicespyrometersmicrocontrollersrangefindersReferencesПат. 2181190 РФ, МПК G01B 21/10. Оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей / А. Н. Шилин, С. А. Бедкин, Е. Г. Зенина. Заявл. 09.06.2000; опубл. 10.04.2002.Patent RU 2181190, G01B 21/10, Opticheskoye ustroystvo dlya izmereniya diametrov krupnogabaritnykh detaley (Optical Device to Measure Diameters of Large-Sized Parts), A.N. Shilin, S.A. Bedkin, E.G. Zenina, Priority 2000.06.09, Published 2002.04.10. (in Russ.)Пат. 171730 РФ, МПК G01B 11/08. Оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей / Д. Г. Сницарук, А. Н. Шилин. Заявл. 29.12.2016; опубл. 13.06.2017.Patent RU 171730, G01B 11/08, Opticheskoye ustroystvo dlya izmereniya diametrov krupnogabaritnykh detaley (Optical Device for Measuring the Diameters of Large Parts), D.G. Snitsaruk, A.N. Shilin, Patent application no., Priority 2016.12.29, Published 2017.06.13. (in Russ.)Джексон Р. Г. Новейшие датчики. М.: Техносфера, 2007. 384 с.Jackson R.G. Novel Sensors and Sensing, Boca Raton, CRC Press, 2004, 512 р.Войтович И. Д., Корсунский В. М. Интеллектуальные сенсоры. М.: Интернет-Университет Информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. 624 с.Voytovich I.D., Korsunskiy V.M. Intellektual'nyye sensory (Smart Sensors), Moscow, 2012, 624 р. (in Russ.)Шилин А. Н. Исследование методических погрешностей оптико-электронных информационно-измерительных систем управления производством обечаек // Измерительная техника. 1989. № 10. С. 8—10.Shilin A.N. Мeasurement Techniques, 1989, no. 10, pp. 8–10. (in Russ.)Бессонов А. А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. М.: Высшая школа, 1978. 528 с.Bessonov A.A. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki: Elektricheskiye tsepi (Theoretical Foundations of Electrical Engineering: Electrical Circuits), Moscow, 1978, 528 р. (in Russ.)Нейман В. Ю. Теоретические основы электротехники в примерах и задачах. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2015. 166 с.Neiman V.Yu. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki v primerakh i zadachakh (Theoretical Foundations of Electrical Engineering in Examples and Tasks), Novosibirsk, 2015, 166 р. (in Russ.)Шилин А. Н. Моделирование геометрических преобразований при оптических измерениях профиля деталей // Изв. вузов. Приборостроение. 1999. Т. 42, № 5-6. C. 44—47.Shilin A.N. Journal of Instrument Engineering, 1999, no. 5-6(42), pp. 44–47. (in Russ.)Афанасьев А. В., Орлов И. Я. Инфракрасный микропроцессорный пирометр с диафрагмальной оптикой // Приборы и техника эксперимента. 2003. № 1. С. 149—152.Afanas'ev A.V., Orlov I.Ya. Instruments and Experimental Techniques, 2003, no. 1(46), pp. 135–138.Госсорг Ж. Инфракрасная термография. Основы, техника, применение: Пер. с франц. М.: Мир, 1998. 416 с.Gaussorgues G. La Thermographie Infrarouge. Principes, technologies, applications, Lavoisier, 1984.Магунов А. Н. Спектральная пирометрия. М.: Физматлит, 2012. 248 с.Magunov A.N. Spektral'naya pirometriya (Spectral Pyrometry), Moscow, 2012, 248 р. (in Russ.)Топорец А. С. Оптика шероховатой поверхности. Л.: Машиностроение, 1988. 191 с.Toporets A.S. Optika sherokhovatoy poverkhnosti (Optics of a Rough Surface), Leningrad, 1988, 191 р. (in Russ.)Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах: Справ. изд-е. М.: Металлургия, 1989. 384 с.Zinoviev V.E. Teplofizicheskiye svoystva metallov pri vysokikh temperaturakh (Thermophysical Properties of Metals at High Temperatures), Moscow, 1989, 384 р. (in Russ.)Лившиц Б. Г., Крапошин В. С., Липецкий Я. Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. 320 с.Livshits B.G., Kraposhin V.S., Lipetsky Ya.L. Fizicheskiye svoystva metallov i splavov (Physical Properties of Metals and Alloys), Moscow, 1980, 320 р. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.