Ідентифікація положення у просторі об’єктів із складною геометрією в задачах роботизованого дугового наплавлення і неруйнівного контролю

Т.Г. Скуба, Є.В. Шаповалов, канд. техн. наук,
В.В. Долиненко, канд. техн. наук
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАНУ
(Україна, 03680, ГСП, Київ-150, вул. Казимира Малевича, 11,
тел.: (044) 2004711, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

Èlektron. model. 2018, 41(1):67-80
https://doi.org/10.15407/emodel.41.01.067

АНОТАЦІЯ

Запропоновано методику ідентифікації параметрів положення у просторі об’єктів, які складно або неможливо встановити в наперед заданому положенні для виконання дугового наплавлення і неруйнівного контролю. Розглянуто процес неруйнівного автоматичного вихрострумового контролю, де сканування поверхні об’єкту виконується рукою антропоморфного робота з вихрострумовим датчиком, а адаптивні можливості реалізовано за допомогою безконтактних засобів технічного зору — тріангуляційного лазернотелевізійного відеосенсора (ЛТС). Методику ідентифікації побудовано за схемою, що складається з трьох кроків: 1) створення геометричної моделі об’єкта контролю; 2) сканування об’єкта контролю з використанням ЛТС і створення хмари-множини 3D точок; 3) на основі теорії статистичної обробки інформації виконання синтезу пласких поверхонь, що описують границі виробу, а потім, з використанням теорії аналітичної геометрії у просторі, виконання розрахунку параметрів ліній перерізу площин і зміщень виробу відносно «нульового» положення. Дана методика може бути використана в стаціонарних або мобільних роботизованих системах неруйнівного контролю виробів із складною геометрією.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

неруйнівний вихрострумовий контроль, робот-маніпулятор, тріангуляційний лазерно-телевізійний відеосенсор, геометрична модель об’єкта, безконтактне сканування поверхні, статистична інтерполяція.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Вихретоковый метод неразрушающего контроля деталей вагонов: руководящий документ РД 32.150-2000. Утвержден Департаментом вагонного хозяйства и Департаментом пассажирских сообщений МПС РФ. М., 2000, 98 с.
2. Учанін В.М. Накладні вихрострумові перетворювачі подвійного диференціювання. Львів: СПОЛОМ, 2013, 268 с.
3. Лобанов Л.М., Шаповалов Е.В., Коляда В.А. Применение современных информационных технологий для решения задач автоматизации технологических процессов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2014, № 4, с. 52—56.
4. Долиненко В.В., Шаповалов Є.В., Скуба Т.Г. та ін. Роботизована система неруйнівного вихрострумового контролю виробів зі складною геометрією // Автоматическая сварка, 2017, № 5-6 (764), с. 60—67.
5. Virtual Robot Experimentation Platform: User Manual. Режим доступу: http://www.coppeliarobotics.com/helpFiles (назва з екрана).
6. Stormy Attaway Matlab: A Practical Introduction to Programming and Problem Solving. College of Engineering, Boston University, Boston, MA, 2009, 452 p.
7. Remondino F. From point cloud to surface: The modeling and visualization problem// International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2003, Vol. XXXIV-5/W10.
8. Deepika S., Sanjeev Kumar, Tilak Raj Gulati NURBS-based geometric inverse reconstruction of free-form shapes // Journal of King Saud University, Computer and Information Sciences, 2017, Vol. 29, Iss 1, р. 116—133.

СКУБА Тарас Григорович, наук. співр. відділу «Автоматизовані системи управління та неруйнівний контроль» Ін-ту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАНУ. У 2002 році закінчив Національний технічний університет «Київський політехнічний ін-т». Область наукових інтересів — імітаційне моделювання роботів-маніпуляторів, розробка програмних додатків для систем керування роботами, математичне моделювання, оптимальне управління.

ШАПОВАЛОВ Євген Вікторович, канд. техн. наук, керівник відділу «Автоматизовані системи управління та неруйнівний контроль» Ін-ту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАНУ. У 1999 році закінчив Національний технічний університет «Київський політехнічний ін-т». Область наукових інтересів — створення перспективних зразків лазерно-триангуляційних відеосенсорів і регуляторів зі зворотним зв’язком, математична обробка відеозображень, неруйнівний контроль якості зварних швів.

ДОЛИНЕНКО Володимир Володимирович, канд. техн. наук, ст. наук. співр. відділу «Автоматизовані системи управління та неруйнівний контроль» Ін-ту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАНУ. У 1979 році закінчив Київський політехнічний ін-т. Область наукових інтересів—створення автоматичних систем неруйнівного контролю, оптимальне управління технологічними процесами, кінцево-елементне моделювання процесів електрозварювання.

Повний текст: PDF