Імітаційне моделювання процесу визначення параметрів шорсткості поверхні за допомогою комп'ютерних вимірювальних технологій

Abstract

Сучасні тенденції вищої освіти спрямовані на те, що освітній процес має ставати більш динамічним та гнучким, у тому числі при підготовці спеціалістів інженерного профілю у закладах вищої освіти. Під час пандемії, спричиненої COVID-19, більшість закладів перейшли на дистанційне навчання, у зв'язку з цим особливої актуальності набуває використання під час проведення лабораторних та практичних робіт віртуальних приладів, створених за допомогою графічного середовища програмування LabVIEW. Такі пристрої дозволяють проводити заняття дистанційно. У статті описано спроектований прилад для імітаційного моделювання процесу визначення параметрів шорсткості поверхні. Для реалізації цього завдання запропоновано модель розрахунку параметрів шорсткості поверхні, що враховує вплив геометричних параметрів різального інструменту та фізичних основ процесів різання обробки матеріалів. Процес моделювання виміру шорсткості проводиться у два етапи. На першому етапі проводиться моделювання руху щупа приладу по поверхні, що сканується, і звуку роботи приводу приладу. На другому етапі проводиться розрахунок параметрів шорсткості поверхні. Профіль шорсткості поверхні є суперпозицією теоретичного профілю, отриманого копіюванням профілю вершини різального інструменту на обробленій поверхні, та випадкового спотворення профілю внаслідок фізичних процесів різання. Для отримання координат точок теоретичного профілю розроблено алгоритм розрахунку поточного положення точки профілю залежно від співвідношення величин подачі та радіуса заокруглення різального інструменту. Зміна положення поточної точки теоретичного профілю поверхні внаслідок впливу фізичних процесів різання реалізується введенням випадкових коливань, накладених на профіль поверхні, які виробляє генератор випадкових чисел за законом рівної ймовірності. Описано методику обробки масиву координат точок профілю для отримання чисельних параметрів шорсткості поверхні Rz, Rа та Rmax. Застосування комп’ютерних вимірювальних технологій для вирішення задач в сфері інженерії при користуванні інформаційно-вимірювальною технікою надає змогу формувати у здобувачів здатність виконувати технічні вимірювання, одержувати, аналізувати та критично оцінювати отриманні результати вимірювань.