Preview

Омский научный вестник

Расширенный поиск

Физико-технические основы совершенствования контактных измерительных головок для координатных измерительных машин на основе волоконных датчиков

https://doi.org/10.25206/1813-8225-2026-198-112-121

EDN: FZSWXF

Аннотация

Статья направлена на рассмотрение возможностей и поиска новых путей конструктивного совершенствования контактных измерительных головок для высокоточного 3D-контроля геометрических параметров сложных изделий на координатных измерительных машинах. Рассмотрены технические решения на основе оптических методов и средств измерений, в частности волоконно-оптических датчиков.

В статье обсуждаются два типа контактных измерительных головок с жестким и подвижным измерительным штоком. Рассматриваются особенности двух вариантов измерительных головок первого типа, реализованных на основе измерений микроизгибов измерительного штока посредством встроенных в него датчиков с волоконными брэгговскими решетками или волоконных интерферометрических датчиков. Также обсуждаются варианты второго типа измерительных головок с подвижным измерительным штоком и измерением его смещений при касании с контролируемой деталью на основе использования оптоволоконного сканера или трехкоординатного волоконного интерферометрического датчика.

Показано, что в последнем варианте порог чувствительности по трем осям потенциально может иметь субпикометрические значения. Обсужден вариант встраивания миниатюрной широкоугольной видеокамеры Fisheye «Рыбий глаз» для визуализации приближения измерительного наконечника к контролируемой детали за счет регистрации и измерений геометрических параметров формируемых колец Ньютона.

Об авторе

Е. В. Леун
АО «НПО Лавочкина»
Россия

Леун Евгений Владимирович, кандидат технических наук, ведущий инженер    

141402, г. Химки, ул. Ленинградская, 24

AuthorID (РИНЦ): 367560

AuthorID (SCOPUS): 57200722184



Список литературы

1. Зубарев Ю. М., Косаревский С. В., Тырс В. Р. Измерение параметров резьбы с использованием координатно-измерительных машин // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2013. № 7 (110). С. 22–25. EDN: QCPRGN.

2. Ушаков М. В., Воробьев И. А., Никольский С. М. Оценка области использования КИМ // Мир измерений. 2022. № 2. С. 49–51. EDN: GHQJHA.

3. Захаревич Е. М., Лапшин В. В., Шавва М. А. [и др.]. Измерительная система для контроля асферических линз из германия на ультрапрецизионных станках серии УТМ-250 // Фотоника. 2025. Т. 19, № 2 С. 116–129. https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2025.19.2.116.129. EDN: MZZXKX.

4. Бурдак С. В., Захаревич Е. М., Лапшин В. В. [и др.]. Инновационные разработки в области российского ультрапрецизионного станкостроения // Фотоника. 2024. Т. 18, № 2. С. 116–121. https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2024.18.2.116.120. EDN: LTOTRO.

5. Гапшис В.-А. А., Каспарайтис А. Ю., Модестов М. Б. [и др.]. Координатные измерительные машины и их применение. Москва: Машиностроение, 1988. 328 с. ISBN 5-217-00003-1.

6. Емельянов П. Н., Педь С. Е. Разработка эталонной координатно-измерительной машины с ЧПУ // Вестник МГТУ «Станкин». 2018. № 2 (45). С. 52–56. EDN: RQGJIF.

7. Леун Е. В. Гибридная 3D измерительная головка для высокоточных контактных и бесконтактных координатных измерений размеров изделий сложной формы // Омский научный вестник. 2017. № 5 (155). С. 140–146. EDN: ZUQNKP.

8. Куликов А. В. Волоконно-оптические акустические сенсоры на брэгговских решетках: дис. д-ра техн. наук. Санкт- Петербург, 2012. 144 с.

9. Ефимов М. Е. Метод и аппаратура для регистрации акустической эмиссии и деформаций композитного графит-эпоксидного материала на основе анализа амплитудно-фазовых характеристик сигнала волоконно-оптического интерферометра Фабри-Перо: дис. ... канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2018. 140 с.

10. Самарин А. Лазерный микропроектор со спиральной разверткой // Компоненты и технологии. 2008. № 10 (87). С. 101–104. EDN: MTKAXF.

11. Akhoundi F., Qin Y., Peyghambarian N. [et al.]. Compact fiber-based multi-photon endoscope working at 1700 nm. Biomedical Optics Express. 2018;9(5):2326–2335. https://doi.org/10.1364/BOE.9.002326.

12. Schowengerdt B., Johnston R., Melville C. [et al.]. 3D Displays using Scanning Laser Projection. SID Symposium Digest of Technical Papers. 2012;43:640–643. https://doi.org/10.1002/j.2168-0159.2012.tb05863.x.

13. Wu Y., Leng Y., Xi J. [et al.]. Scanning all-fiber-optic endomicroscopy system for 3D nonlinear optical imaging of biological tissues. Optics Express. 2009;17(10):7907–7915. https://doi.org/10.1364/OE.17.007907.

14. Zhao Y., Nakamura H., Gordon R. J. Development of a versatile two-photon endoscope for biological imaging. Biomedical Optics Express. 2010;1(4):1159–1172. https://doi.org/10.1364/BOE.1.001159.

15. Pisani M. A homodyne Michelson interferometer with sub-picometer resolution. Measurement Science and Technology. 2009;20(8):084008. https://doi.org/10.1088/0957-0233/20/8/084008.

16. Libbrecht K. G., Black E. D. A basic Michelson laser interferometer for the undergraduate teaching laboratory demonstrating picometer sensitivity. American Journal of Physics. 2015;83(5):409–417. https://doi.org/10.1119/1.4901972.

17. Isleif К.-S, Heinzel G., Mehmet M., Gerberding О. Compact Multifringe Interferometry with Subpicometer Precision. Physical Review Applied. 2019;12(3):034025. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.12.034025.

18. Леун Е. В. К вопросу достижения субпикометрической разрешающей способности акустооптическим двухканальным лазерным интерферометром перемещений с двумя разночастотными фотоприемниками // Омский научный вестник. 2022. № 2 (182). С. 110–118. https://doi.org/10.25206/1813-8225-2022-182-110-118. EDN: LLRTUP.

19. Семенов С. Л. Прочность и долговечность волоконных световодов на основе кварцевого стекла: дис. д-ра физ.-мат. наук. Москва, 2007. 233 с.

20. Фокина М. И. Формирования микрооптических поверхностей на основе фотоотверждения мономерных композиций в ближнем поле световой волны: дис. канд. физ.-мат. наук. Санкт-Петербург, 2012. 128 с.

21. Плеханов А. И., Шелковников В. В. Оптические волокна с концевыми фотополимерными микролинзами // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1, № 1-2. С. 240–244. EDN: HUAZGV.


Рецензия

Для цитирования:


Леун ЕВ. Физико-технические основы совершенствования контактных измерительных головок для координатных измерительных машин на основе волоконных датчиков. Омский научный вестник. 2026;(2):112-121. https://doi.org/10.25206/1813-8225-2026-198-112-121. EDN: FZSWXF

For citation:


Leun EV. Physical and technical principles of improving contact measuring heads for coordinate measuring machines based on fiber sensors. Omsk Scientific Bulletin. 2026;(2):112-121. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/1813-8225-2026-198-112-121. EDN: FZSWXF

Просмотров: 109

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1813-8225 (Print)
ISSN 2541-7541 (Online)