По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 514.83 DOI:10.33920/pro-2-2203-01

Методы и средства визуально-измерительного контроля труднодоступных узлов ракетно-космической техники

Батшев В. И., канд. техн. наук, старший научный сотрудник, Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва, МГТУ имени Н. Э. Баумана, Москва, 105005, Москва ул. 2-я Бауманская, д. 5, е-mail: batshev.vi@ntcup.ru
Мачихин А. С., д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник, Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва, НИУ «МЭИ», Москва, АО «НПО Энергомаш имени акад. В.П. Глушко», Химки, МО, 141400, МО, Химки, ул. Бурденко, д. 1, е-mail: machikhin@ntcup.ru
Горевой А. В., канд. техн. наук, научный сотрудник, Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва, НИУ «МЭИ», Москва, 117342, Москва, ул. Бутлерова, 15, е-mail: gorevoy.av@ntcup.ru
Хохлов Д. Д., младший научный сотрудник, Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва, НИУ «МЭИ», Москва, 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, стр. 1
Наумов А. А., лаборант, Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва, 117342, Москва, ул. Бутлерова, 15
Перфилов А. М., АО «НПО Энергомаш имени акад. В.П. Глушко», Химки, МО, 141400, МО, Химки, ул. Бурденко, д. 1
Калошин В. А., канд. техн. наук, АО «НПО Энергомаш имени акад. В.П. Глушко», Химки, МО, 141400, МО, Химки, ул. Бурденко, д. 1

Наиболее ориентированными на машинное зрение отраслями считаются металлургическая, пищевая, производство бытовой химии, автомобилестроение и машиностроение, а также фармацевтическое производство. Это сферы, в которых предъявляются повышенные требования к качеству выпускаемой продукции. Немаловажную роль в повышении спроса на технологии машинного зрения сыграло и внедрение национальной системы маркировки и слежения за продукцией. Однако в космической промышленности вопросы, связанные с машинным зрением, методами неразрушающего контроля, решены не в полном объеме. Впервые в России разработан, изготовлен и испытан опытный образец измерительного стереоскопического видеоэндоскопа. Авторами разработано программное обеспечение, позволяющее получать текстурированные трехмерные модели объектов, измерять их геометрические параметры, оценивать погрешность измерений, проводить калибровку и настройку системы. Подтверждены технические характеристики видеоэндоскопа на уровне аналогов, выпускаемых ведущими мировыми производителями. Разработана и применена на практике методика проектирования зондовых стереоскопических систем.

Литература:

1. Lorenz, P.G. The science of remote visual inspection (RVI): Technology, applications, equipment. Olympus Corporation, 1990.

2. Mix, P. E. Introduction to Nondestructive Testing: A Training Guide. 2nd ed. N. Y.: Wiley, 2005. 576 p.

3. Lafleur, F. Videoscope Trends: Improvements and New Developments. 2016. Эл. ресурс. URL: https://www. qualitymag.com/articles/93455-videoscopetrends-improvements-and-new-developments (дата обращения 20.02.2021).

4. Geng, J., Xie, J. Review of 3-D Endoscopic Surface Imaging Techniques // IEEE Sensors Journal. 2014. V. 14. №4. P. 945–960.

5. Pears, N., Liu, Y., Bunting, P. 3D imaging, analysis and applications. London: Springer-Verlag, 2012. P. 35–94.

6. Видеоскопы, бороскопы Olympus. Эл. ресурс. URL: http://www. olympus-ims.com/ru/rvi-products/iplexnx/#02 (дата обращения: 20.02.2021).

7. EFERendoscopy. Эл. ресурс. URL: http://efer-russia.ru/standartnaya-produktsiya/efer-argus-900-video-line/ (дата обращения: 20.02.2021).

8. CLICK4MOVE. Endoscope with measuring function. Эл. ресурс. URL: https://www.karlstorzndtec.com/ fileadmin/user_upload/produkte/Produkt-datenblaetter/96191076_KSNDTec_ PB_2-E.PDF (дата отобращения 20.02.2021).

9. Мачихин, А. С., Перфилов, А.М. Применение методов трехмерного машинного зрения для повышения эффективности визуально-измерительного контроля внутренних полостей ЖРД // Труды НПО «Энергомаш им. акад. В.П. Глушко». — 2014. — Т. 1, № 31. — С. 204–220. 10.Gorevoy, A.V., Machikhin, A. S., Khokhlov, D. D., Batshev, V.I.Optimization of prism-based stereoscopic imaging systems at the optical design stage with respect to required 3D measurement accuracy // Opt. Express. 2020. V. 28. №17. P. 24418–24430.

11. Gorevoy, A. V. , Machikhin, A. S., Batshev, V. I., Kolyuchkin, V. Ya. Optimization of stereoscopic imager performance by computer simulation of geometrical calibration using optical design software // Opt. Express. 2019. V. 27. №13. P. 17819–17839.

12. Горевой, А. В., Колючкин, В. Я., Мачихин, А.С. Оценка погрешности измерения геометрических параметров объектов при проектировании стереоскопических систем // Компьютерная оптика. — 2018. — Т. 42, №6. — С. 985–997.

1. Lorenz, P.G. The science of remote visual inspection (RVI): Technology, applications, equipment. Olympus Corporation, 1990.

2. Mix, P. E. Introduction to Nondestructive Testing: A Training Guide. 2nd ed. N. Y.: Wiley, 2005. 576 p.

3. Lafleur, F. Videoscope Trends: Improvements and New Developments. 2016. El. resurs. URL: https://www. qualitymag.com/articles/93455-videoscope-trends-improvements-and-newdevelopments (data obrashcheniya 20.02.2021).

4. Geng, J., Xie, J. Review of 3-D Endoscopic Surface Imaging TechniquesОсновные параметры видеоэндоскопа // IEEE Sensors Journal. 2014. V. 14. №4. P. 945–960.

5. Pears, N., Liu, Y., Bunting, P. 3D imaging, analysis and applications. London: Springer-Verlag, 2012. P. 35–94.

6. Videoskopy, boroskopy Olympus. El. resurs. URL: http://www. olympus-ims.com/ru/rvi-products/iplexnx/#02 (data otobashcheniya 20.02.2021).

7. EFERendoscopy. El. resurs. URL: http://efer-russia.ru/standartnayaproduktsiya/efer-argus-900-video-line/ (data otobrashcheniya 20.02.2021)

8. CLICK4MOVE. Endoscope with measuring function. El. resurs. URL: https://www.karlstorzndtec.com/fileadmin/user_upload/produkte/Produktdatenblaetter/96191076_KSNDTec_ PB_2-E. PDF (data otobrashcheniya 20.02.2021)

9. Machihin, A. S., Perfilov, A. M. Primenenie metodov trekhmernogo mashinnogo zreniya dlya povysheniya effektivnosti vizual»no-izmeritel»nogo kontrolya vnutrennih polostej ZHRD. // Trudy NPO «Energomash im. akad. V. P. Glushko», 2014. T. 1. №31. S. 204–220.

10. Gorevoy, A.V. Machikhin, A. S., Khokhlov, D. D., Batshev, V.I. Optimization of prism-based stereoscopic imaging systems at the optical design stage with respect to required 3D measurement accuracy // Opt. Express. 2020. V. 28. №17. P. 24418–24430.

11. Gorevoy, A. V., Machikhin, A. S., Batshev, V. I., Kolyuchkin, V.Ya. Optimization of stereoscopic imager performance by computer simulation of geometrical calibration using optical design software // Opt. Express. 2019. V. 27. №13. P. 17819–17839.

12. Gorevoj, A. V., Kolyuchkin, V. Ya., Machihin, A.S. Ocenka pogreshnosti izmereniya geometricheskih parametrov ob»ektov pri proektirovanii stereoskopicheskih sistem // Komp»yuternaya optika. 2018. T. 42. №6. S. 985–997.

В современной промышленности неразрушающий контроль внутренних труднодоступных полостей и элементов является обязательной процедурой при производстве, сборке и испытаниях многих промышленных объектов [1, 2]. Неразрушающие методы позволяют проводить контроль состояния сложной, дорогой и ответственной техники, например ракетных и авиационных двигателей, газовых турбин, теплообменников, баллонов высокого давления без их разборки в «полевых условиях», что существенно повышает скорость принятия решения о допуске изделий, сокращает время их простоя в период проведения регламентных работ и внеплановых инспекций.

Основной целью неразрушающего контроля труднодоступных полостей является анализ состояния их поверхностей, направленный на выявление видимых дефектов (трещин, коррозии, загрязнений, отложений и пр.) и оценки степени их опасности. Качество проведения этого контроля в значительной степени определяет надежное и безаварийное функционирование указанной техники.

Основными методами оценки и анализа внутренних труднодоступных полостей являются оптико-визуальные инструментальные методы неразрушающего контроля. Инструментальную базу таких методов составляют различные средства технической эндоскопии (технические эндоскопы), в том числе компьютеризированные видеосистемы с измерительными функциями и элементами машинного зрения. К настоящему времени разработаны жесткие и гибкие изображающие зондовые системы, позволяющие через миниатюрные технологические отверстия (диаметр отверстий составляет от 0,5 до 10мм) осуществлять контроль внутренних элементов исследуемого объекта, удаленных от такого отверстия на значительные расстояния (до десятков метров).

Оптический эндоскопический зонд формирует доступное для наблюдения в окуляре или на внешнем мониторе изображение объекта контроля. Возможности современных эндоскопических приборов постоянно расширяются за счет внедрения новых технических решений, позволяющих не только наблюдать изображение объекта, но и получать цифровые трехмерные изображения участков его поверхности и с высокой точностью проводить геометрические измерения [3–5].

Для Цитирования:
Батшев, Мачихин, Горевой, Хохлов, Наумов, Перфилов, Калошин, Методы и средства визуально-измерительного контроля труднодоступных узлов ракетно-космической техники. Главный механик. 2022;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: