Переривчасто-контактний метод та засіб контролю геометричних розмірів малогабаритних об’єктів складної форми

Abstract

В дисертаційній роботі викладено результати досліджень щодо підвищення вірогідності контролю геометричних розмірів малогабаритних об’єктів складної форми. У роботі запропоновано переривчасто-контактний метод контролю геометричних розмірів малогабаритних об’єктів складної форми, в якому завдяки введенню в зону вимірювання додаткового тіла, забезпечується субпікселна локалізація крайових точок об’єкта на зображенні. На основі запропонованого методу удосконалено функцію вимірювального перетворення розміру об’єкта при розфокусованих зображеннях, в якій враховується коефіцієнт масштабування, що дозволило зменшити похибку вимірювання. Розроблено метод та детектор контролю лінійних і кутових розмірів малогабаритних об’єктів складної форми, що забезпечує автоматичне виділення контурних ліній з субпікселною точністю. На основі досліджень розроблено переривчасто-контактний засіб контролю геометричних розмірів малогабаритних об’єктів складної форми та розроблена його математична модель, яка дає змогу визначити геометричні розміри з урахуванням субпікселного зміщення відносно центра піксела. Виділено основні похибки засобу контролю. Знайдено композицію законів розподілу для випадкової похибки. Встановлено, що вірогідність прийняття правильного результату становить 0,975, що на 0,15 вище, ніж у відомих засобів

В диссертационной работе изложены результаты исследований по повышению достоверности контроля геометрических размеров малогабаритных объектов сложной формы. Проанализировано современное состояние методов и средств контроля геометрических размеров малогабаритных объектов сложной формы. Выявлено, что основными средствами контроля геометрических размеров являются координатно-измерительные машины, как контактного, так и бесконтактного типа. Установлено, что основными их недостатками является высокая стоимость и низкая точность определения геометрических размеров малогабаритных объектов сложной формы, поскольку их изображения имеют большую степень размытия. Предложен алгоритм контроля геометрических размеров малогабаритных объектов сложной формы, учитывающий особенности измерительного контроля оптическими средствами малогабаритных объектов сложной формы как объектов исследований и позволяет сделать вывод о пригодности детали, то есть о соответствии ее размеров заданным допускам для конкретного применения. Выделены основные погрешности средства контроля. Найдено композицию законов распределения для случайной погрешности, на основе которой оценены показатели достоверности контроля геометрических размеров малогабаритных объектов сложной формы. Установлено, что вероятность принятия правильного результата составляет 0,975, что на 0,15 выше, чем в известных средств.

The thesis presents results of the research on increasing probability of controlling geometric dimensions of small-size complex-shaped objects. An intermittentcontact method for controlling geometric dimensions of small-size complex-shaped objects is proposed. It provides sub-pixel localization of the object edge points on the image due to introduction of an additional body into the measurement zone. On the basis of the proposed method, the object size measurement conversion function for defocused images has been improved, taking into account the scaling factor, which enables measurement error reduction. A method and detector for controlling linear and angular dimensions of smallsize complex-shaped objects have been developed. The method is based on twofold automatic binarization threshold determination, which provides extraction of the noise components from the image background as well as detection of thin continuous contours of objects in the images. On the basis of the research an intermittent-contact method for controlling geometric dimensions of small-size complex-shaped objects has been developed as well as its mathematical model, which makes it possible to determine geometric dimensions, taking into account sub-pixel shift in relation to pixel center. Basic errors of the controlling means have been detected. Composition of the random error distribution laws has been determined. Probability of accepting the correct result was found to be 0.975, which is by 0,15 higher than that of the known means.