В данной работе будет применен новый подход для создания автоматизированных систем измерения геометрии и трехмерного сканирования, реализующий решение узких задач клиента без переплат за универсальные координатно-измерительные машины (КИМ) и за разработку уникального специализированного решения.

Научная новизна аппаратной части заключается в разделении на механические модули с экспериментально проверенными точностными характеристиками. Для создания из этих модулей конечной конфигурации измерительной машины будет разработана методика моделирования, позволяющая рассчитывать точностные характеристики машины в сборе. Это даст возможность создавать координатно-измерительные машины под конкретные задачи с прогнозируемой погрешностью измерений, избегая затрат на производственные испытания и доработки.

Модульная платформа представляет собой конструктор из элементов, апробированных в задачах координатных измерений. Особенностью конструктора станет предварительное тестирование точности позиционирования каждого из элементов линейного перемещения и вращения при различных условиях окружающей среды. В ходе тестирования будет собрана информация о погрешностях перемещения, их зависимости от температуры, влажности и вибрации. Подобные тестирования проходят универсальные КИМ. Большинству клиентов нужны не более 5% функций данных универсальных решений, однако, требуется, чтобы необходимые функции работали с максимальной скоростью и непосредственно в производственной линии. Концепция «Measure less but measure more», что означает «Уменьшить число измеряемых параметров, но измерять больше деталей», является частью парадигмы Индустрия 4.0. Также будет проведено тестирование точностных характеристик различных конфигураций сборок элементов конструктора. На основе этого будет создана методика моделирования погрешности позиционирования конкретной сборки. Все это вместе с известными параметрами оптических сенсоров даст возможность создавать координатно-измерительные системы с требуемой погрешностью при заданных параметрах окружающей среды. Для моделирования будут применяться алгоритмы машинного обучения.

Данная часть будет разрабатываться индийской стороной.

В качестве сканирующих сенсоров будет реализована возможность установки любых бесконтактных сенсоров, подходящих под требования к массе и габаритам. Научная новизна разрабатываемого программного обеспечения будет в реализации алгоритмов анализа и фильтрации данных с различных оптических сенсоров, для обеспечения максимальной точности при измерении деталей с различными отражающими способностями. Для этого будут реализованы алгоритмы адаптивной фильтрации, теория графов для построения профиля сканируемой поверхности, а также алгоритмы машинного обучения для автоподстройки алгоритмов. Обучение будет происходить по CAD моделям сканируемых объектов, для чего дополнительно будут реализованы алгоритмы расчета оптимальных углов сканирования. Описанные алгоритмы будут собраны в проприетарные программные библиотеки.

Для реализации алгоритмов и управления созданными измерительными системами будет разработано специальное программное обеспечение для управления аппаратной частью, калибровки, визуализации результатов измерений, анализа отсканированных данных и генерации отчетов о качестве детали. Будет разработан модуль программного обеспечения для создания карты ошибок перемещения механики при различных параметрах окружающей среды и коррекции этих ошибок на основе данных с сенсоров температуры, влажности и вибрации. Программное обеспечение будет устанавливаться на ЭВМ каждой системы.

Особенностью ПО будет возможность подключения системы к любому дополнительному оборудованию за счет открытости кода модуля взаимодействия с внешним оборудованием. Также за счет открытости кода будет реализована возможность разработки собственной последовательности измерения, алгоритмов анализа трехмерных данных и формы протокола отчета об измерениях.

Данная часть будет разрабатываться российской стороной.

Партнер проекта УрФУ обладает доступом к наукометрическим и патентным базам данных. Проведенный поиск разработок в этом направлении не обнаружил подобных решений.

На страницу проекта