Лаборатория САПР была основана в 1991 году группой программистов — преподавателей кафедры «Прикладная математика» Московского Автомеханического Института (МАМИ) под руководством профессора Суслина Владимира Павловича. Основная задача Лаборатории в то время — разработка и продажа собственной системы САПР — СПОП-3, работы над которой были начаты в 1982 г. В начале работы велись на отечественных ЭВМ СМ и ЕС, затем на машинах VAX, а с 1989 г. на персональных компьютерах. В Лаборатории в разное время работали от 5 до 10 человек.

Содержание

Внимание!

Если вам нужна помощь с академической работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Информация о предприятии

Сбор информации о координатно-измерительных машинах

Конструкция базовой части КИМ

Компоновка базовой части КИМ

Изучение круга решаемых задач

Обзор типов координатно-измерительных машин

Изучение принципов работы координатно-измерительных машин

Ознакомление с программным обеспечением координатно-измерительных машин. Измерения стандартных геометрических элементов в программе ГеоАРМ

Обзор основных понятий концепции облачных вычислений

Использование серверной ОС Windows Azure как платформы для создания распределенного («облачного») веб-приложения для программы моделирования координатно-измерительной машины

Создание веб-приложения для программы моделирования координатно-измерительной машины

Список литературы

Приложение А. Листинги программ

Информация о предприятии

Лаборатория САПР была основана в 1991 году группой программистов — преподавателей кафедры «Прикладная математика» Московского Автомеханического Института (МАМИ) под руководством профессора Суслина Владимира Павловича. Основная задача Лаборатории в то время — разработка и продажа собственной системы САПР — СПОП-3, работы над которой были начаты в 1982 г. В начале работы велись на отечественных ЭВМ СМ и ЕС, затем на машинах VAX, а с 1989 г. на персональных компьютерах. В Лаборатории в разное время работали от 5 до 10 человек.

В дополнение к CAD/CAM системе СПОП-3 в Лаборатории САПР был разработан Визуализатор Обработки СПОП-ВиО для проверки на компьютере управляющих программ фрезерных станков с ЧПУ — не дорогостоящая, но чрезвычайно эффективная в применении программа.

В 1998 г. по заказу одного предприятия Лаборатория САПР разработала Систему Геометрического Контроля ГеоКон для контроля на координатно-измерительных машинах сложных форм по мат. моделям. Большой опыт в в разработке прикладного ПО с использованием математических методов и компьютерной графики позволили создать удачный пакет, нашедший применение в промышленности.

В процессе внедрения системы ГеоКон на предприятиях была замечена проблема модернизации старых машин. Для этого нужна была современная измерительная программа.

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

В результате была создана Измерительная программа ГеоАРМ. В 2002 г. Лаборатория САПР провела модернизацию первой координатно-измерительной машины, а за 2002-2005 г. г. — девяти машин. Модернизация координатно-измерительных машин стала основной областью деятельности Лаборатории САПР.

В настоящий момент лаборатория занимается разработкой программного обеспечения, модернизацией и установкой КИМ на предприятиях и непосредственно измерениями.

Сбор информации о координатно-измерительных машинах

Координатно-измерительная машина (КИМ) представляет собой устройство для измерения физических, геометрических характеристик объекта. Машина может управляться вручную оператором или автоматизировано компьютером. Измерения проводятся посредством зонда, прикрепленного к подвижной оси машины. Измерительные зонды могут быть механического, оптического, лазерного типа, дневного света и другими.

В КИМ используется координатный метод измерения, сводящийся к последовательному нахождению координат ряда точек изделия и последующему расчету размеров, отклонений размера, фермы и расположения в соответствующих системах координат.

Машина считывает данные с сенсорного датчика по указанию оператора или компьютера. Затем машина использует X, Y, Z координаты каждой из этих точек, чтобы определить размер и расположение. Как правило, точность измерений координатной машины порядка микрон, или микрометр [1].

Конструкция КИМ реализует идею мехатронных систем в станкостроении и обеспечивает высокую жесткость корпуса и прецизионное функционирование механики. Использование виброопор обеспечивает высокоточные измерения даже без использования специального фундамента. Измерительная головка является одним из основных элементов КИМ, так как погрешность ее информации непосредственно влияет на результат измерения. Функциональные возможности ИГ во многом определяют функциональные возможности КИМ, классы поверхностей и объем параметров изделий, доступные для контроля. В КИМ используются различные типы ИГ, в зависимости от встречающихся на практике метрологических задач. В любом случае измерительная головка даст первичную измерительную информацию, на основе которой определяются размеры детали. Эта информация может быть получена в виде фактических координат точек проверяемой поверхности или в виде отклонений этих координат от заданных в определенном направлении [1].

Координатно-измерительная машина (КИМ) как правило, используется в производственном и сборочном процессе для проверки качества сборки в сравнении с требуемым дизайном. После сбора X, Y, Z положений множества точек детали, полученные массивы данных анализируются с помощью различных регрессионных алгоритмов. Эти данные о точках собираются с помощью зонда, который позиционируется оператором или автоматически с помощью прямого управления компьютером. КИМ может быть запрограммирована на конвейерный поточный анализ, что позволяет считать КИМ специализированной формой промышленного робота [1].

Конструкция базовой части КИМ

На базовой части КИМ непосредственно осуществляется процесс измерения, т.е. производится отсчет координат точек поверхности детали. В состав базовой части входит механическая часть КИМ, материализующая систему координат КИМ и включающая прецизионные узлы координатных перемещений, устройства для установки измеряемой детали, узлы для поддержания горизонтального положения, узлы виброизоляции, ИГ, электромеханические приводы, измерительные преобразователи линейных (круговых) перемещений, калибраторы и т.д. Один из возможных вариантов базовой части КИМ представлен ниже.

Скидка 100 рублей на первый заказ!

Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете.

Узнать стоимость Гарантии Отзывы

координатный измерительный машина моделирование

Рисунок 1 — Схема базовой части КИМ:

— основание; 2,20 — направляющие основания; 3,19 — подшипники портала; 4, 8, 10, 18 — замыкающий мостик, стойки и балка портала; 5, 9, 11 — ИП портала, каретки, пиноли; 6 — ИГ; 7 — пиноль; 12, 16, 17 — приводы пиноли, каретки, портала; 13, 15 — подшипники пиноли и каретки; 14 — каретка; 21 — виброизолирующие опоры

Основными функциональными показателями базовой части КИМ являются точность и быстродействие при измерении координат точек детали. При этом речь идет не только о первоначальной точности, достигаемой при выпуске КИМ и оцененной при испытании в определенных, строго регламентированных условиях, но и о сохранении высокой точности в процессе эксплуатации, в том числе в производственных условиях, отличающихся от регламентированных. Высокое быстродействие обусловлено необходимостью достижения высокой производительности измерения отдельных параметров деталей, рассчитываемых по результатам измерения координат большого числа точек.

Компоновка базовой части КИМ

Компоновка в значительной степени определяет характеристики КИМ и требования к конструкции и параметрам основных узлов. В свою очередь компоновка зависит от габаритных размеров и массы измеряемых деталей; расположения измеряемых поверхностей; необходимого числа координатных перемещений для реализации оптимально в отношении точности и производительности процесса измерения; имеющихся в наличии у конструктора компонентов узлов КИМ; условий эксплуатации и взаимодействия КИМ с другим технологическим оборудованием. Компоновка КИМ, предназначенной для решения определенных задач, должна оптимально удовлетворять следующим, отчасти противоречивым, требованиям:

Минимальное отклонение от принципа Аббе;

Обеспечение оптимальных динамических свойств;

Минимализация деформаций узлов в КИМ, возникающих из-за действия переменной массы измеряемых деталей, ИГ, перемещения подвижных узлов;

Возможность, удобство и точность компенсации деформаций;

Наличие открытого из мерительного пространства, обеспечивающего удобство установки детали и хорошую ее обозримость в процессе измерения.

Все компоновочные решения КИМ можно разделить на две группы: КИМ с неподвижной и КИМ с подвижной в процессе измерения деталью. Компоновки с неподвижной деталью более универсальны, однако создается сложность обеспечения высокой точности перемещения ИГ по трем осям. У КИМ с подвижной деталь проще обеспечивается точность перемещения ИГ, так как она перемещается только вдоль двух или одной оси [2].

Также сравнительно просто достичь высокой точности перемещения и измерения перемещения подвижного стола, который имеет плоскую конфигурацию. Его ИП устанавливается близко к верхней рабочей плоскости и оси симметрии, а привод — вблизи центра тяжести стола. Однако на точность перемещения и точность измерения данного перемещения существенно влияют масса и конфигурация детали. С увеличением массы и размеров детали возрастают деформации подшипников, направляющих, ухудшаются динамические свойства, вследствие чего теряются точность и производительность измерений [2].

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Другим важным показателем компоновок КИМ является направление перемещения узла, несущего ИГ. По этому признаку компоновки разделяют на вертикальные и горизонтальные, перемещение указанного узла которых происходит соответственно в вертикальном или горизонтальном направлениях [2].

КИМ вертикальной компоновки имеют большую жесткость, более высокую точность, менее чувствительны к изменению массы ИГ или других устройств. Они обеспечивают достаточно хороший доступ к измеряемым элементам, расположенным по всей поверхности детали. Как правило, несколько затруднен доступ к глубоким горизонтальным отверстиям. Для измерения таких отверстий требуются ИГ с длинными горизонтальными измерительными наконечниками или установка ИГ на горизонтальные удлинители. Измерительное пространство КИМ вертикальных компоновок ограничивается стойками и подвижными узлами с одной, двух или трех сторон [2].

Вертикальные компоновки по устройству базовых узлов можно разделить на четыре группы: портальные, мостовые, консольные, стоечные.

Портальные компоновки наиболее распространены и представлены рядом различных вариантов. Характерной особенностью этих компоновок является П-образный портал (Рисунок 2). По горизонтальной оси перемещается каретка, несущая подвижную вдоль вертикальной оси пиноль, на которой крепится ИГ. По исполнению, характеристикам и назначению можно выделить две разновидности портальных компоновок:

с порталом, подвижным по направляющим основания вдоль горизонтальной оси;

с жестко установленным на основании порталом и подвижным по направляющим основания столом.

Портальные компоновки обладают высокой жесткостью основных узлов, точностью, хорошими динамическими свойствами, достаточно открытым пространством для установки детали и ее обзорностью в процессе измерения, удобством для развития отдельных КИМ в конструктивно унифицированные типоразмерные ряды, обеспечивающие широкий диапазон габаритов измеряемых деталей [2].

Рисунок 2 — Портальная компоновка

Мостовая компоновка (Рисунок 3) позволяет получить меньшую по сравнению с другими компоновками массу подвижных узлов при высокой их жесткости и устойчивости. Она используется в крупногабаритных КИМ разных классов точности и является для них основной компоновкой. У мостовой компоновки каретка с пинолью перемещается по подвижной траверсе, обеими своими концами базирующейся на горизонтальных неподвижных балках, которые на колоннах подняты над столом для установки детали. Привод и ИП измерительной системы траверсы крепятся к одной из балок. КИМ такой компоновки имеет ограниченный с трех сторон доступ для загрузки деталей и наблюдения за измерением [2].

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

При большой длине траверсы для исключения ее угловых колебаний в горизонтальной плоскости концы траверсы приводятся в движение своими приводами, а для повышения точности устанавливаются два ИП измерительной системы перемещения траверсы [2].

Рисунок 3 — Мостовая компоновка

Консольные компоновки отличаются наличием подвижной по одной или двум горизонтальным осям горизонтальной консоли, что показано на рисунке 4. Когда консоль подвижна на одной оси относительно основания, по консоли перемещается каретка, несущая вертикально подвижную пиноль с ИГ. Если консоль перемещается в каретке, подвижной относительно основания, то пиноль движется по вертикальной оси относительно консоли [2].

КИМ консольной компоновки обладают лучшими, по сравнению с портальной компоновкой, доступом для установки детали и обозримостью, а также лучшим соблюдением принципа Аббе (если рассматривать только геометрические соотношения). Однако данной компоновке, имеющей консоль со свободным концом, присущи значительные деформации последней, подшипников и узлов их базирования, снижающие точность КИМ. Машины этих компоновок очень чувствительны к изменению массы узлов, подвижных относительно консоли. Масса данных узлов должна быть минимальной, так как в противном случае для достижения высокой точности необходимо увеличение массы консоли, приводящее к увеличению ее угловых колебаний в процессе измерения, снижающих точность и быстродействие машины. Вследствие деформации возникают смещения свободного конца консоли и вертикальном направлении и разворот пиноли в вертикальной плоскости [2].

Рисунок 4 — Консольная компоновка

Стоечные компоновки характеризуются наличием подвижной или неподвижной относительно основания стойки, по которой, как правило, в вертикальном направлении перемещается пиноль как суппорт (Рисунок 5) [2].

Рисунок 5 — Стоечная компоновка

Координатно-измерительные машины часто используются для:

·        Измерения габаритов и размеров детали

·        Измерения профилей детали

·        Измерения углов и ориентации

·        Создание рельефной карты

·        Оцифровки изображений

·        Измерения сдвигов

Координатно-измерительные машины предлагаются с функциями, как:

Противоаварийная защита

Возможность программирования и автоматизированного контроля действий машины

Обратное проектирование

Возможность импорта CAD моделей

Соответствие стандартам DMIS

Совместимость с контроллером I++

Координатно-измерительные машины производятся в широком диапазоне размеров и конструкций с различными технологиями зондов. Ими можно управлять вручную или автоматически через прямое управление компьютера. Они предлагаются в различных конфигурациях, таких как настольный, карманный и портативный.

Координатно-измерительные машины могут решать задачи, связанные с измерениями с помощью специализированного программного обеспечения, главными из которых являются контроль качества производимой продукции и оцифровка изделий. Предлагаемые программные комплексы являются продуктами различных фирм-разработчиков, они отличаются между собой набором функциональности, стоимостью и удобством работы. В зависимости от потребности для решения конкретной задачи, выбирается оптимальный комплект соответствующего программного обеспечения [3].

К примеру, программное обеспечение CAM2 может измерить, отсканировать, проанализировать и получить отчет о трехмерных данных детали или сборки. В процессе работы на экран монитора выводится трехмерная CAD модель, положение щупа в реальный момент времени, расположение измеряемых точек и величина их отклонения. Это упрощает и ускоряет процесс контроля. При проведении измерений программное обеспечение CAM2 способно совмещать детали и модели по точкам, выбранным на реальной модели, и последующей оптимизации методом последовательных приближений. Этот режим, так называемой итеративной привязки, используют для контроля деталей не имеющих реальных геометрических баз (отверстий, слотов, плоскостей и т.п.) [3].

Обзор типов координатно-измерительных машин

В данное время на рынке предлагается большое количество КИМ различных типов и конфигураций. Из них выделяются следующие:

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Система Equator, новая разработка компании Renishaw. В процессе 3-мерного сканирования широко используемым в промышленности датчиком SP25 обрабатываются тысячи точек. Такой большой объем данных обеспечивает более точный метрологический результат, а также позволяет эффективно измерить сложные формы. Данные каждой точки могут использоваться для сравнительных измерений — таким образом, одна система Equator может заменить собой тысячи часовых индикаторов, LVDT-датчиков (дифференциальных трансформаторов для измерения линейных перемещений) или ручных приспособлений (Рисунок 6а) [3].

Среди переносных КИМ можно выделить семейство манипуляторов FARO ARM, производимые компанией FARO Technologies Inc. (США). Данные машины компактны, управляются вручную и устанавливаются непосредственно рядом с измеряемым объектом. С помощью КИМ FARO можно контролировать, как простую геометрию, так и сложную, например, формообразующие поверхности штампов и пресс-форм, путем сравнения реальных поверхностей с компьютерной CAD моделью. Одним из очевидных преимуществ КИМ FARO (да и всех КИМ манипуляторов) по сравнению с КИМ стационарного типа является то, что они способны с достаточно высокой точностью контролировать непередвигаемые и крупногабаритные изделия, а так же производить контроль геометрических параметров непосредственно в ходе технологического процесса. Семейство манипуляторов FARO представлено несколькими типоразмерами (серии Gage, Platinum, Quantum, Fusion), обеспечивающими различную точность измерения и рабочую зону. Существуют машины с шестью и семью степенями свободы. Длина измерения со стационарной позиции составляет от 1,2 до 3,7 метров (Рисунок 6б) [3].

Следует отметить, что компания FARO Technologies Inc специально для измерений линейных размеров крупногабаритных изделий (от 0 до 110 метров), например в авиационной промышленности и судостроении, предлагает прибор LaserTracker. Данный прибор имеет высокую точность измерения (угловая точность треккера 0,010 мм + 0,0025 мм на каждый метр до объекта, точность интерферометра 0,002мм + 0,0004мм на каждый метр до объекта), при скорости снятия данных до 1000 точек/сек.

Принцип работы Laser tracker заключается в отражении лазерного луча от специального призменного отражателя. Первоначально Laser Tracker ставится вблизи измеряемого объекта. Отражатель устанавливается на приборе для первоначального захвата луча лазера, далее оператор устанавливает отражатель на измеряемый объект. При этом Laser Tracker автоматически следит за целью и, при необходимости, оператор производит фиксацию текущих координат измеряемого объекта с помощью дистанционного пульта. Специальные датчики постоянно следят за состоянием окружающей среды и вносят корректировку в результаты измерений (Рисунок 6в) [3].

Компания Geodetic Systems Inc. (США) совместно с нашей компанией представляет на российском рынке систему для проведения неконтактных геометрических измерений V-STARS/M8.

Система V-STARS/M8 предназначена для быстрого и точного измерения пространственных координат объекта и основана на одновременном использовании нескольких камер INCA3 системы V-STARS/S8. Для контроля измеряемый объект обклеивается единичными отражающими маркерами и специальными маркерными кодами для сшивки снимков и получения облака точек. Если необходимо получить облако с большим количеством точек, то на объект с помощью Pro-SPOT проецируется частая сетка из ярких светящихся точек.

Для контроля мелких элементов (окружностей, пазов и т.д.) имеется возможность применения специальных щупов с различными наконечниками. В дальнейшем изображения (фотографии) обрабатываются программой V-STARS для получения координат замеренных точек (Рисунок 6 г) [3].

Изучение принципов работы координатно-измерительных машин

Основной процедурой при всех измерениях, осуществляемых с помощью координатно-измерительных машин (КИМ) является измерение точки. Измерение точки происходит путем касания наконечника измерительной головки поверхности измеряемой детали. В момент касания детали наконечником измерительной головки происходит считывание координат X, Y, Z с отсчетных систем КИМ. Это будут координаты центра сферического наконечника (а не точки касания). Координаты поступают в измерительную программу, в которой производится их обработка в зависимости от конкретной ситуации.

Большинство КИМ имеют функции измерения стандартных геометрических объектов: точек, прямых, плоскостей, окружностей, эллипсов, полигонов, кривых, сфер, цилиндров, конусов. Для измерения таких объектов нужно найти координаты определенного количества точек принадлежащих этим объектам. Причем для каждого объекта существует минимальный предел количества точек, которые требуется измерить. Например, при необходимости измерения сферы на ней требуется измерить 5 точек. К установленной на столе КИМ сфере нужно подвести измерительный наконечник и произвести измерение пяти разных точек на ней. По координатам этих точек измерительная программа определит параметры сферы: диаметр, координаты центра, отклонение от сферичности. Причем, если не установлен режим компенсации радиуса наконечника, то диаметр сферы окажется больше на величину диаметра наконечника.

Координатно-измерительная машина работает следующим образом. Измеряемая деталь устанавливается на поворотный стол, по программе персональной ЭВМ задается положение каретки по координате Х, которое сравнивается с фактическим положением координаты каретки Хф, вырабатывается сигнал рассогласования Xф-X=ΔX,, который поступает на двигатель привода по координате Х перемещает каретку в сторону уменьшения рассогласования. При условии ΔX=0, система управления включает систему стабилизации и подает на двигатель привода сигнал от измерительной головки. Когда происходит касание головки измеряемой детали, выдается сигнал на считывание информации с измерительной линейки, а также сигнал на передачу данных в ЭВМ, где происходит сравнение реальных результатов с номинальными, далее по программе производится переход в следующую точку измерения.

Ознакомление с программным обеспечением координатно-измерительных машин. Измерения стандартных геометрических элементов в программе ГеоАРМ

В лаборатории САПР МГТУ МАМИ для проведения измерений с помощью КИМ используется программа ГеоАрм, созданная коллективом лаборатории под руководством Суслина В. П.

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Измерительные функции в программе можно вызвать, указав позицию «Измерения» в главном меню программы. Данное меню включает функции обмера стандартных геометрических объектов: точек, прямых, плоскостей, окружностей, эллипсов, полигонов, кривых, сфер, цилиндров, конусов. При построении объекта по измеренным точкам решается нелинейная задача определения параметров объекта. Для решения нелинейных задач используются итерационные методы. Суть итерационного метода состоит в том, что, начиная с некоторых приблизительных значений параметров (начального приближения) происходит их последовательное уточнение до тех пор, пока сумма квадратов отклонений точек от объекта не достигнет минимума.

Приблизительные значения для итерационного метода вычисляется на основе измеренных точек. Поэтому для некоторых объектов требуется определенное расположение точек.

Для цилиндра необходимо, чтобы первые три точки лежали примерно в диаметральном сечении (ни в коем случае на прямолинейной образующей). По этим точкам определяется приблизительно направление оси и радиус цилиндра.

Для конуса необходимо, чтобы три первые и три последние точки лежали примерно в двух диаметральных сечениях. По ним определяется приблизительно направление оси и положение вершины конуса.

Другие точки можно измерять в произвольных местах цилиндра и конуса [4].

При измерении объекта определяются несколько его параметров. Например, при измерении цилиндра будут определены его диаметр, направление оси, средняя точка на оси, нецилиндричность. Как правило, не все эти параметры представляют интерес. Указать параметры, выводимые в протокол и на размерный флажок можно с помощью формата вывода. Для этого в диалоговом окне измерений имеется кнопка «Формат вывода…». При ее указании будет открыто окно «Формат вывода», в котором можно сделать настройку для вывода нужных параметров [4].

Калибровка наконечников осуществляется путем измерений калибровочной сферы, установленной на столе КИМ. В измерительной головке можно установить до пяти наконечников: один вертикальный и четыре горизонтальных. Если измеряемый элемент недоступен для одного наконечника, то можно переключиться на другой.

Скидка 100 рублей на первый заказ!

Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете.

Узнать стоимость Гарантии Отзывы

Смысл калибровки состоит в том, чтобы определить точный диаметр рубинового шарика и поправки DX, DY, DZ для его центра. При калибровке первого наконечника устанавливаются нулевые поправки и запоминаются координаты центра калибровочной сферы. При калибровке следующего наконечника будут получены другие координаты центра калибровочной сферы. Поправки для этого наконечника будут определены как разница между первыми координатами центра сферы и вторыми. Диаметры и поправки наконечников запоминаются измерительной программой и учитываются при измерениях [4].

При работе с измерительными программами пользователь часто сталкивается с необходимостью создания вторичных по отношению к измеренным объектов. Например, какие-то размеры детали заданы относительно точки, которая или не лежит на детали, или не может быть получена измерением. Функции, необходимые для решения такого рода задач в программе ГеоАРМ сгруппированы в меню «Создание». Предусмотрено создание следующих объектов: точка, прямая, плоскость, окружность, эллипс [4].

Применение программы ГеоАрм для проверки детали на соответствие с чертежом.

Во время прохождения производственно-ознакомительной практики были произведены измерения размеров ряда деталей для соответствия их конструкторским размерам и, следовательно, выявления бракованных деталей. Были измерены деталей трех типов: вала, блока цилиндров и крышки блока цилиндров, что показано на рисунке 7.

В начале каждого сеанса измерений в программе ГеоАрм создавалась локальная система координат, а затем выполнялся алгоритм измерений, уникальный для каждого вида деталей. Расположение и направление осей системы координат задавались в соответствии с расположением конкретной детали.

В процессе выполнения алгоритма измерений определялись размеры и другие параметры (диаметр, угол наклона и т.д.) стандартных геометрических фигур, присутствующих на деталях. Далее определялись отклонения полученных размеров от номинальных и их попадание в допуски. Далее все результаты сохранялись в базе данных, расположенной на компьютере оператора, для последующего составления статистики измерений.

Как упоминалось выше, первым шагом при проведении работы было создание локальной системы координат, зависящей от расположения детали. В случае с блоком цилиндров центр системы координат будет находится в точке пересечения оси левого цилиндра с плоскостью, образованной верхней поверхностью цилиндра, а ось Y будет располагаться вдоль прямой соединяющей точки пересечения осей двух цилиндров с плоскостью, образованной верхней поверхностью цилиндра.

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Для создания такой системы координат надо вручную измерить плоскость, образованной верхней поверхностью цилиндра и две окружности образованные пересечением цилиндров с данной плоскостью. Далее в программе ГеоАрм на основе уже имеющихся объектов создать прямую соединяющей центры окружностей, которая будет осью Y в создаваемой системе координат, а затем установить саму систему координат.

После установки локальной системы координат запускается программа измерения необходимых параметров детали. Листинг программы полностью представлен в приложении А (листинг 1).

При запуске программы измерения блока цилиндров начинается пошаговое выполнение всех команд координатно-измерительной машиной. Текст выполняемого алгоритма можно просмотреть в окне программы ГеоАрм, причем в тексте выделяется строчка выполняемой в данный момент команды. В случае если координатно-измерительная машина не сможет выполнить операцию, то выполнение программы остановится на выполняемой команде и система выдаст соответствующее сообщение.

В процессе работы было произведено 16 измерений каждого вида деталей и все полученные данные были сохранены для последующей обработки. Результаты этой обработки выдаются в виде таблиц и графиков измеренных значений, их отклонений от номинальных размеров и попаданий в допуски. Ниже представлены: график распределения отклонений цилиндра блока цилиндров, который показан на рисунке 6 и график измеренных значений расстояний центров окружностей, который показан на рисунке 7.

Рисунок 6 — График распределения отклонений цилиндра блока цилиндров

Рисунок 7 — График измеренных значений расстояний центров окружностей.

Обзор основных понятий концепции облачных вычислений

Облачные вычисления (англ. cloud computing) — технология распределённой обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как Интернет-сервис.

Облачная обработка данных как концепция включает в себя понятия:

«Всё как услуга» (Everything as a service, сокр. EaaS) — модель, включающая в себя элементы всех вышеперечисленных решений и являющаяся на данный момент скорее концептом, нежели реально существующим механизмом. На данный момент внедрение подобной модели ожидается от таких гигантов, как Microsoft, Google, HP и т.д.

«Инфраструктура как услуга» (Infrastructure as a Service, сокр. IaaS) — используется исключительно предприятиями, так как простым пользователям абсолютно не нужна. Это предоставление клиенту разнообразной компьютерной инфраструктуры: серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования, а также ПО для управления этими ресурсами. Как правило, в данной схеме применяются технологии виртуализации, то есть конкретная единица оборудования может использоваться несколькими клиентами (яркий пример — разбиение физического сервера на виртуальные и предоставление этих виртуальных частей разным заказчикам). Одно из главных преимуществ подобного подхода для клиентов заключается в том, что они избавляются от необходимости приобретения дорогостоящего оборудования, часть из которого может попросту простаивать или работать вхолостую — заказчик платит только за то, что ему в данный промежуток времени необходимо, с возможностью гибкого увеличения или уменьшения объема используемых ресурсов. Как пример подобного рода программ можно привести тот же онлайновый MS Office или «1С: Предприятие», а также некоторые антивирусные решения.

«Платформа как услуга» (Platform as a Service, сокр. PaaS) — предоставление платформы с определенными характеристиками для разработки, тестирования, развертывания, поддержки веб-приложений и т.д. Не секрет, что сегодня большинство приложений разрабатываются в одной среде, тестируются в другой, а разворачиваются в третьей.

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Благодаря модели PaaS весь перечень операций по разработке, тестированию и разворачиванию веб-приложений можно выполнить в одной интегрированной среде, тем самым исключив затраты на поддержку отдельных сред для конкретных этапов. Это позволяет существенно снизить затраты как на приобретение и поддержку оборудования, так и на обслуживание самого сервиса. Яркий пример использования такой модели — услуги хостинга для веб-сайтов.

«Программное обеспечение как услуга» (Software as a Service, сокр. SaaS) — это модель продажи и использования программного обеспечения, при которой поставщик разрабатывает веб-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя заказчикам доступ к ПО через Интернет. При этом все затраты на поддержку работоспособности приложения берет на себя поставщик, пользователь же (в случае, если сервис платный) оплачивает только сам факт использования «облачного» ПО (либо по факту использования, либо абонентской платой). Таким образом, пользователю не надо в одночасье выкладывать большую сумму денег на приобретение лицензии, а разработчик защищен от несанкционированного использования и распространения своего продукта.

«Данные как услуга» (Desktop as a Service, сокр. DaaS) — при предоставлении услуги DaaS клиенты получают полностью готовое к работе (под ключ) стандартизированное виртуальное рабочее место, которое каждый пользователь может дополнительно настраивать под свои задачи. Таким образом, пользователь получает доступ не к отдельной программе, а к необходимому для полноценной работы программному комплексу. Приходя на работу, он просто вводит свои данные (логин/пароль или другие средства аутентификации) и может работать, используя вычислительные мощности стороннего сервера, а не своего ПК.

«Рабочее место как услуга» (Workspace as a Service, сокр. WaaS), но в отличие от DaaS пользователь получает доступ только к ПО, в то время как все вычисления происходят непосредственно на его машине [5].

Использование серверной ОС Windows Azure как платформы для создания распределенного («облачного») веб-приложения для программы моделирования координатно-измерительной машины

Windows Azure — это операционная система Microsoft, предоставляемая как сервис. За счет использования экземпляров Windows Server потребители получают возможность запускать различные сервисы, которым обеспечивается эластичность, масштабируемость, безопасность и высокая доступность. Помимо вычислительных ресурсов Windows Azure также предоставляется ряд масштабируемых сервисов для хранения данных в виде таблиц, бинарных данных и сообщений.

Основные компоненты платформы Windows Azure показаны на диаграмме рисунка 8.

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Рисунок 8 — Платформа Windows Azure.

Azure — это способ предоставления реляционной базы данных Microsoft как сервиса. Данный сервер базируется на технологиях Microsoft SQL Server и обеспечивает устойчивую к ошибкам, масштабируемую и мультитенантную базу данных, доступную как сервис, что показано на рисунке 2,2.

Рисунок 9 — Компоненты SQL Azure.

Azure AppFabric — это набор сервисов для разработчиков, которые могут использоваться для создания коммуникационных приложений, работающих как в облачной среде, так и в инфраструктуре заказчика. Это относится к приложениям, работающим на платформе Windows Azure, Windows Server, а также других платформах, включая Java, Ruby, PHP и т.д.

В настоящий момент Windows Azure AppFabric предоставляет два сервиса — AppFabric Service Bus для обеспечения коммуникаций через сеть, вне организационных границ, и AppFabric Access Control для реализации федеративной авторизации как сервиса [6].

Создание веб-приложения для программы моделирования координатно-измерительной машины

При построении виртуальной 3D модели координатно-измерительной машины открывается широкая возможность тестирования в ней управляющих программ. Такой подход дает не только экономию машинного времени и гарантию целостности аппаратного обеспечения координатно-измерительной машины, но и возможность использования виртуальной 3D модели координатно-измерительной машины для обучения студентов в таких дисциплинах, как например «Технические измерения и приборы». Появляется возможность использовать виртуальную координатно-измерительную машину единовременно целой группой студентов. Но тут необходимо учитывать тот факт, что программы работы с 3D моделями являются очень ресурсоёмкими, что непозволительно для использования их на маломощных компьютерах. Предлагается использовать облачную платформу Windows Azure, в таком случае всю нагрузку берут на себя распределенные сервера (центры обработки данных), которые выполняют единую задачу. Пользователь получает доступ к виртуальной КИМ посредством веб-браузера. Таким образом, студенты могут получить доступ к виртуальной КИМ не только из компьютерного класса, но и из любого компьютера, подключенного к сети Интернет. Студент проходит процесс аутентификации путем ввода логина и пароля, затем авторизуется в системе, после чего он наделяется определенными правами пользователя, ему выделяется деталь согласно варианту в индивидуальном задании, определенная преподавателем. Студент с помощью виртуальной КИМ производит измерения этой детали, а также корректирует управляющую программу для решения конкретных измерительных задач. Поскольку каждый студент имеет свою учетную запись, если он не успел доделать задание в компьютерном классе, то может начать с этого же места дома, при этом нет необходимости что-то переписывать на флэш-накопитель, так как всё хранится в «облаке». Примерное схематичное построение такого веб-приложения изображено на рисунке 10.

Рисунок 10 — Схематическое изображение веб-приложения.

Список литературы

1.      Харитонов В.И. «Управление техническими системами», М.: Изд-во «ФОРУМ», 2010 — 384с.

2.      Гапшис В.А., Каспарайтис А.Ю., Модестов М.Б. «Координатно-измерительные машины и их применение», Изд-во «Машиностроение», 1988 — 328с.

.        Материалы с 12-ой международной специализированной выставки «Металлообработка-2011», «Экспоцентр», Москва, 2011 1+

.        Суслин В.П., Джунковский А.В. «Методические указания к лабораторным работам по курсу «Координатные измерительные машины» для студентов, обучающихся по специальности 200501 (190800)» — Учебное пособие. М.: Изд-во «МГТУ «МАМИ», 2005. — 55с.

.        Холодов Г.М., Поповкин А.В. «Основы технологии программирования распределенных приложений в области автомобилестроения» — Учебное пособие. М.: Изд-во «МГТУ «МАМИ», 2011. — с.210

Закажите работу от 200 рублей

Если вам нужна помощь с академической работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

.        Алексей Фёдоров, Дмитрий Мартынов. Windows Azure. Облачная платформа Microsoft. / Алексей Фёдоров — Washington.: «Microsoft Press», 2010. — 100 с.

Приложение А. Листинги программ

Блок цилиндров/REF=NO /LOG=YES/X= 0.617 /Y= 24.224 /Z= 11.941/NAME=Цилиндр1 /Pts= 8 /COMP=NO /METHOD=MIDDLE(-0.000400, 0.001500, — 16.551400); VECT (0.000800, — 0.000100, 1.000000); R=70.000000: MOVE /X=0.890568 /Y=31.998031 /Z=-8.864552_MOVE /X=0.918200 /Y=32.997649 /Z=-8.864512 /I=0.027633 /J=0.999618 /K=0.000040/X=31.887558 /Y=-2.824468 /Z=-8.861596_MOVE /X=32.883653 /Y=-2.912745 /Z=-8.862440 /I=0.996096 /J=-0.088277 /K=-0.000844/X=-0.470397 /Y=-32.004760 /Z=-8.867023_MOVE /X=-0.485283 /Y=-33.004649 /Z=-8.867074 /I=-0.014885 /J=-0.999889 /K=-0.000051/X=-32.000346 /Y=0.073615 /Z=-8.871689_MOVE /X=-33.000343 /Y=0.075885 /Z=-8.870848 /I=-0.999997 /J=0.002269 /K=0.000842/X=-32.012772 /Y=0.071576 /Z=-24.241191_MOVE /X=-33.012770 /Y=0.073751 /Z=-24.240350 /I=-0.999997 /J=0.002175 /K=0.000842/X=1.165438 /Y=-31.980096 /Z=-24.237234_MOVE /X=1.202069 /Y=-32.979424 /Z=-24.237329 /I=0.036630 /J=-0.999329 /K=-0.000094/X=31.978921 /Y=-1.142752 /Z=-24.229508_MOVE /X=32.978281 /Y=-1.178517 /Z=-24.230351 /I=0.999360 /J=-0.035765 /K=-0.000843/X=1.739836 /Y=31.957762 /Z=-24.233904/X= 1.719 /Y= 31.483 /Z= 3.555/X= 3.758 /Y= 73.851 /Z= 3.558/NAME=Цилиндр2 /Pts= 8 /COMP=NO /METHOD=MIDDLE(-0.000400, 86.995000, — 16.548700); VECT (0.000500, 0.000100, 1.000000); R=70.000000: MOVE /X=0.156576 /Y=54.983806 /Z=-10.132773_MOVE /X=0.161377 /Y=53.983817 /Z=-10.132712 /I=0.004801 /J=-0.999988 /K=0.000061/X=-31.999906 /Y=87.438016 /Z=-10.136579_MOVE /X=-32.999811 /Y=87.451845 /Z=-10.136063 /I=-0.999904 /J=0.013829 /K=0.000516/X=0.711874 /Y=118.999297 /Z=-10.129695_MOVE /X=0.734022 /Y=119.999052 /Z=-10.129770 /I=0.022148 /J=0.999755 /K=-0.000075/X=31.907679 /Y=84.455495 /Z=-10.126145_MOVE /X=32.904525 /Y=84.376137 /Z=-10.126656 /I=0.996846 /J=-0.079358 /K=-0.000511/X=31.900589 /Y=84.457399 /Z=-22.960646_MOVE /X=32.897441 /Y=84.378124 /Z=-22.961157 /I=0.996853 /J=-0.079275 /K=-0.000511/X=2.542376 /Y=118.906042 /Z=-22.963897_MOVE /X=2.621910 /Y=119.902874 /Z=-22.964001 /I=0.079535 /J=0.996832 /K=-0.000104/X=-32.002434 /Y=87.655223 /Z=-22.971069_MOVE /X=-33.002220 /Y=87.675864 /Z=-22.970553 /I=-0.999787 /J=0.020641 /K=0.000516/X=0.542716 /Y=54.986176 /Z=-22.967209/X= 0.674 /Y= 55.284 /Z= 1.655/NAME=Плоскость1 /Pts= 3 /COMP=NO /WORKPLANE=XY(19.736460, 93.954910, — 0.010980); VECT (-0.000453, — 0.000029, 1.000000): MOVE /X=5.728475 /Y=47.585373 /Z=0.981317_MOVE /X=5.728927 /Y=47.585402 /Z=-0.018683 /I=0.000453 /J=0.000029 /K=-1.000000/X=48.508909 /Y=95.973693 /Z=1.002105_MOVE /X=48.509361 /Y=95.973723 /Z=0.002106 /I=0.000453 /J=0.000029 /K=-1.000000/X=4.970639 /Y=138.305571 /Z=0.983637/NAME=Полигон1 /Pts= 8 /COMP=NO: MOVE /X=4.972377 /Y=138.304973 /Z=1.286137_MOVE /X=4.973089 /Y=138.305504 /Z=-0.016363 /I=0.000547 /J=0.000408 /K=-1.000000/X=-46.528968 /Y=108.932142 /Z=1.397410_MOVE /X=-46.529314 /Y=108.931228 /Z=0.003410 /I=-0.000248 /J=-0.000656 /K=-1.000000/X=-37.731048 /Y=48.322899 /Z=1.481558_MOVE /X=-37.732426 /Y=48.321038 /Z=-0.015443 /I=-0.000920 /J=-0.001243 /K=-0.999999/X=-52.181293 /Y=-9.504566 /Z=1.386961_MOVE /X=-52.181733 /Y=-9.507477 /Z=-0.018539 /I=-0.000313 /J=-0.002072 /K=-0.999998/X=-6.401441 /Y=-52.846310 /Z=1.289210_MOVE /X=-6.400774 /Y=-52.846776 /Z=-0.033290 /I=0.000504 /J=-0.000352 /K=-1.000000/X=50.897962 /Y=-9.188579 /Z=1.310896_MOVE /X=50.898461 /Y=-9.192541 /Z=-0.014604 /I=0.000377 /J=-0.002989 /K=-0.999995/X=38.251438 /Y=44.320880 /Z=1.356383_MOVE /X=38.249493 /Y=44.318038 /Z=-0.001117 /I=-0.001433 /J=-0.002093 /K=-0.999997/X=45.456420 /Y=109.570045 /Z=1.463253/NAME=Точка1 /Цилиндр1(-0.000397, 0.001467, — 16.551359)/NAME=Точка2 /Цилиндр2(-0.000445, 86.994995, — 16.548691)/Точка1 /Точка2/Цилиндр1 /Цилиндр2/X= 50.330 /Y= 103.425 /Z= 1.306/NAME=Окружность1 /Pts= 3 /COMP=NO /METHOD=MIDDLE /WORKPLANE=XY(50.293247, 103.595001, — 4.497623); VECT (0.000000, 0.000000, 1.000000); R=7.325425: MOVE /X=50.343587 /Y=104.258767 /Z=-4.496716_MOVE /X=50.419210 /Y=105.255903 /Z=-4.496716 /I=0.075623 /J=0.997136 /K=0.000000/X=50.888253 /Y=103.296522 /Z=-4.498123_MOVE /X=51.782093 /Y=102.848137 /Z=-4.498123 /I=0.893840 /J=-0.448386 /K=0.000000/X=49.811247 /Y=103.135877 /Z=-4.498031/X= 50.000 /Y= 103.400 /Z= 2.000/X= — 50.298 /Y= 103.458 /Z= 2.000/NAME=Окружность2 /Pts= 3 /COMP=NO /METHOD=MIDDLE /WORKPLANE=XY(-50.449402, 103.419617, — 4.431380); VECT (0.000000, 0.000000, 1.000000); R=7.269662: MOVE /X=-50.360206 /Y=104.051137 /Z=-4.429793_MOVE /X=-50.220353 /Y=105.041309 /Z=-4.429793 /I=0.139852 /J=0.990172 /K=0.000000/X=-49.859111 /Y=103.178087 /Z=-4.432204_MOVE /X=-48.933589 /Y=102.799392 /Z=-4.432204 /I=0.925521 /J=-0.378696 /K=0.000000/X=-51.025940 /Y=103.146886 /Z=-4.432141/Окружность1 /Окружность2/X= — 50.913 /Y= 103.533 /Z= 9.976/Цилиндр1 /Полигон1