Simulation modelling in the tasks of digital engineering in the creation of information-measuring systems

Abstract

Об’єктом цього дослідження є віртуальні вимірювальні системи для параметрів відхилення форми. У статті описано спроектований віртуальний прилад для імітаційного моделювання процесу визначення параметрів відхилення форми циліндричних валів. Для реалізації цього завдання запропоновано модель розрахунку параметрів відхилення форми валів, що враховує вплив випадкових дійсних діаметрів деталей, що обробляють на металорізальному обладнанні, на їх геометричну точність. Процес моделювання вимірювання параметрів відхилення форми валів проводиться у два етапи. На першому етапі проводиться моделювання руху щупів приладу до поверхні валу і звуку роботи приводу приладів щупів. На другому етапі проводиться розрахунок параметрів відхилення форми циліндричних валів. Форма циліндричної деталі залежить від випадкових значень дійсних діаметрів валу в різноманітних перетинах циліндричної деталі площинами. Для отримання розрахункових значень діаметрів валу у різних перерізах валу площинами розроблено алгоритм розрахунку поточного положення точки профілю зовнішньої поверхні валу. Внаслідок впливу фізичних процесів різання розташування точок на поверхні валу має випадковий характер. Тому положення розрахункової точки визначається шляхом накладання на теоретичний профіль валу випадкової величини, яка генерується за законом рівної ймовірності. Описано методику обробки масиву координат точок профілю для отримання чисельних параметрів відхилення форми валів, таких як, конусоподібність, бочкоподібність, сідлоподібність та овальність.

The object of this study is virtual measuring systems for shape deviation parameters. The article describes the designed virtual instrument for simulating the process of determining the parameters of the shape deviation of cylindrical shafts. To implement this task, a model for calculating the parameters of the deviation of the shape of the shafts is proposed, which takes into account the effect of random real diameters of the parts processed on metal cutting equipment on their geometric accuracy. The process of modelling the measurement of shaft shape deviation parameters is carried out in two stages. At the first stage, the movement of the plungers of the device to the surface of the shaft and the sound of the drive of the plungers are simulated. At the second stage, the parameters of the shape deviation of the cylindrical shafts are calculated. The shape of the cylindrical part depends on the random values of the actual diameters of the shaft in various intersections of the cylindrical part with planes. To obtain estimated values of shaft diameters in different cross-sections of the shaft by planes, an algorithm for calculating the current position of the profile point of the outer surface of the shaft has been developed. Because of the influence of physical cutting processes, the location of points on the surface of the shaft is random. Therefore, the position of the calculation point is determined by superimposing on the theoretical profile of the shaft a random variable, which is generated according to the law of equal probability. The method of processing the array of profile points coordinates to obtain numerical parameters of shaft shape deviation, such as taper, barrel, bow and ovality, is described.