ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ В РКТ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Секция «Технологические и мехатроииые системы в производстве ракетно-космической техники»

УДК 62-529

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ В РКТ

М. Н. Надежин, Д. В. Пехтерев, Д. А. Лотарев Научный руководитель - М. В. Кубриков

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31

E-mail: maxblack96@mail.ru

В отрасли ракетостроения активно используются СТЗ с целью контроля качества изготовления деталей и сборочных единиц. Вместе с тем следует признать наличие сложной проблемы алгоритмического обеспечения СТЗ связанной с конструктивными недостатками их технической реализации.

Ключевые слова:СТЗ, дефектоскоп, эндоскоп, контроль сварных швов.

APPLICATION OF TECHNICAL VISION IN RKT

M. N. Nadezhin, D. V. Pekhterev, D. A. Lotarev Scientific supervisor - M. V. Kubrikov

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: maxblack96@mail.ru

In the rocketry industry, STZs are actively used to control the quality of the manufacture of parts and assembly units. However, it should be recognized that there is a complex problem of algorithmic support for STZ associated with the design flaws of their technical implementation.

Keywords: STZ, flaw detector, endoscope, weld inspection.

Системы технического зрения (СТЗ) в настоящее время являются одним из главных средств развития автоматических систем управления движением в условиях, когда объём априорной информации не достаточен и для решения задач управления необходим анализ внешней обстановки в режиме реального времени. СТЗ находят свое применение в современных космических, авиационных, наземных, надводных и подводных мобильных объектах. Благодаря дальнодействию и достаточно высоким уровням пространственного и цветового разрешения современных линейных и матричных приемников оптического излучения СТЗ могут служить незаменимыми источниками информации при автоматическом решении задач распознавания, навигации или наведения.

Вместе с тем следует признать наличие сложной проблемы алгоритмического обеспечения СТЗ связанной с конструктивными недостатками их технической реализации — ограничениями динамических диапазонов свето- и цветопередачи, вопросами дискретности фотоприёмников, астигматизмом оптического канала, ошибками калибровочных характеристик и временных привязок потока видеоданных. Образно говоря, «красота алгоритма» гибнет под ударами шумов и искажений. Поэтому борьба с помехами в видеоданных является главной алгоритмической задачей при внедрении зрительной обратной связи в контур системы управления. Это требует серьёзного развития математических методов и алгоритмов зрительных преобразований в процессе решения конкретных задач управления мобильными объектами [1].

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2020. Том 1

В отрасли ракетостроения активно используются СТЗ с целью контроля качества изготовления деталей и сборочных единиц (ДСЕ). Один из способов использования СТЗ является метод дефектоскопии.

Метод дефектоскопии сварных швов начал применяться с 1930 года. Тогда были разработаны разные способы эхолокации. Они выявляют соответствие наплавки основному металлу по химическому составу, а также выявляют нарушение целостности диффузного слоя [2].

Процедура ультразвуковой диагностики по точности результатов не уступает рентгену. Как правило этим прибором находят мелкие дефекты, которые снижают прочность соединений. Способность ультразвука отражаться от границы раздела сред, на этом основан метод ультразвукового контроля сварных швов. В диапазоне от 20 кГц до 500 МГц проводится ультразвуковая диагностика. Современные дефектоскопы портативные, ими удобно пользоваться в любых условиях, даже на большой высоте.

Есть несколько методов проверки сварных швов дефектоскопом.

Эхо-метод основывается на испускании ультразвуковых импульсов. Прибором регистрируется активность звуковой волны и их время прихода. За счёт эхо-дефектоскопа находятся дефекты как внутри шва, так и на поверхности.

Теневой метод работает за счёт отражения звукового колебания, он встречается с дефектом на своём пути. Применяется этот метод на контроле сварных соединений рельсов, а также крупных изделий изготовленных из металла.

Зеркально-теневой метод применяется как замена эхо-дефектоскопам или в дополнение им. Этот метод подходит отлично для выявления небольших дефектов, которые дают слабый уровень отражения. Также зеркально-теневой метод используют для выявления вертикальных трещин [2].

В производстве активно используют эндоскопы. Сих помощью можно увидеть участки конструкций, деталей и механизмов труднодоступных для человеческого глаза. В промышленности появилось оборудование, которое позволяет оптимизировать процесс контроля. Например лазерные сканеры. Это оборудование нужно для проверки продольных и кольцевых сварных соединений, которые выполнены с помощью любого вида сварки: ультразвуковой, электродной и других. С помощью этого прибора проверяют степень подготовки и сборки заготовок и материалов для сварки, а также следят за качеством выполнения работ во время процесса [3].

Прибор оснащён камерой высокого качества, а также лазерным сканером, это позволяет прибору фиксировать изображение шва и отображать дополнительную информацию о виде шва и определить, возможна ли эксплуатация проблемного изделия [3].

Учитывая, что в настоящее время на крупных предприятиях используются СТЗ с целью автоматизации производства. Такая работа манипуляторов с машинным зрением может ускорить процесс производства в несколько раз. При этом манипуляторы делают свою работу с высокой точностью и одинаковым интервалом времени. Таким образом, на производстве происходит беспрерывная работа, эффективность производства увеличивается. Единственное что остается человеку, это следить за работой роботов и задавать им программу для работы. Преимущество машин перед людьми заключается в отсутствии утомляемости и невнимательности.

Также за счет технического зрения повышается безопасность на производстве. Риск получения опасных для жизни человека травм, снижается до нуля.

Библиографические ссылки

1. Техническое зрение в системах управления мобильными объектами2010: Труды научно-технической конференции-семинара. Вып. 4 / Под ред. P.P. Назирова.— М. : КДУ, 2011.— 328 с. : табл., ил., цв. ил.

Секция «Технологические и мехатронные системы в производстве ракетно-космической техники»

2. Elsvarkin.ru[3neKTpoHHbiM ресурс]. URL: https://elsvarkin.ru/texnologiya/kontrol/lazernyi-skaner/ (дата обращения: 10.03.2020).

3. svarkaipayka.ru[3neKTpoHHbiM ресурс]. URL: https://svarkaipayka.ru/tehnologia/drugoe/ultrazvukovoy-defektoskop-dlya-kontrolya-svarnyih-soedineniy.html (дата обращения: 11.03.2020).

© Надежин М.Н., Пехтерев Д.В., Лотарев Д.А., 2020