بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به نقش حساسی که چرخ دنده ها در عملکرد دستگاه های مختلف دارند تعیین و تشخیص به موقع هر گونه خللی از اهمیتی ویژه برخودار است. چرخدنده ها بصورت درگیر با هم و در کنار سایر قطعات متحرک قدرت را انتقال می دهند و به دلیل پیچیدگی مجموعه و وجود نویز، خطاها و عوامل ناشناخته تشخیص عیب را با مشکلاتی مواجه کرده اند که وجود روش های مدرن و پرداختن به این مقوله را بیش از پیش ضرورت بخشیده است. پردازش تصویر نقش اساسی در پیشرفت علم فناوری دارد و به کارگیری آن غیر مخرب، کم هزینه و با دقت بالاست.
نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با استفاده از پردازشتصویر میتوان به صورت خطی و با استفاده از کاربرد متدهای الگوریتم خطی، چرخدندههای با سطح آسیب دیده را از ناسالم و محل آن ها را مشخص نمود.
مقدمه
در قلب هر ابزار مکانیکی و در بیشتر دستگاههای موجود در صنعت قطعاتی به نام چرخدنده وجود دارد. این قطعات به دلیل جایگاه ممتاز در عملکرد بسیاری از ماشینآلات و قطعات مکانیکی برای بیش از هزاران سال است که موردتوجه قرارگرفتهاند و با پیشرفت روزافزون صنعت نقش انکارناپذیری پیدا میکنند
مکانیزیم این قطعات بااهمیت بهگونهای میباشد که حداقل دو چرخدنده و بهصورت یک جفت و درگیر باهم کار میکنند بنابراین وجود یک عیب حتی بهصورت جزئی تأثیر منفی بر کل سیستم میگذارد و باعث ایجاد نویز، خرابی زودرس و خسارت زیاد میگردد.
بروز عیب در چرخدندهها منجر به کارکرد نامناسب آنها و ایجاد سروصدا میشود. برطرف کردن بهموقع عیب علاوه بر اینکه از گسترش خرابی به قطعات دیگر جلوگیری میکند محیط آرام را برای افرادی که در نزدیکی قطعات کار میکنند به وجود میآورد. لذا تشخیص عیوب به روش مدرن این حجم انبوه با توجه به مکانیزه شدن روزبهروز تمامی مراحل از طراحی، تولید، ساخت، کنترل کیفیت، عیب یابی و ... به دلیل سرعت و دقت بالا و غیر مخرب بودن این روشها حائز اهمیت میباشد.
با توجه به اینکه امروزه محصولات دارای تنوع زیاد، کیفیت بالا و پیچیدگیهای هندسی زیاد میباشند روشهای سنتی قبلی دیگر پاسخگو نمیباشد
مسئلهی اساسی در چرخدندهها این است که چرا بعضی از چرخدندهها بهتر و بیشتر ازآنچه در فرمولهای طراحی انتظار میرود کار میکنند درحالیکه تعدادی دیگر حتی اگر در محدودهی طراحی بارگذاری شوند ناگهان دچار شکست و خرابی میشوند.
از یک نقطهنظر عوامل خرابی چرخدندهها میتواند خطای طراحی، خطای شرایط کارکرد یا خطای ساخت باشد. خطاهای طراحی میتواند شامل هندسه نادرست چرخدنده، مواد نادرست، درجه کیفیت، سیستمهای روغنکاری یا مشخصات دیگر شود. خطاهای شرایط کارکرد میتواند توسط تعدادی از مشکلات به وجود آید که شامل نصب، لرزش، خنک کاری، روغنکاری و نگهداری میشود. زمینه خطاهای ساخت را نیز میتوان خطا در ماشینکاری و عملیات حرارتی جستجو کرد
انجمن تولیدکنندگان چرخدنده آمریکا - AGMA - عواملی را که باعث شکست و خرابی چرخدنده میشود بدینصورت عنوان کرده اند: وجود اضافهبار، خستگی ناشی از ممان های خمشی، خزش، دوام، سایش و ترکخوردگی
هر یک از عوامل ذکرشده ناشی از علت های متفاوتی هستند و ممکن است بر اساس نقص های باشد که در خود دندانه وجود دارد یا بهوسیله عملکرد سایر قطعاتی که در مجموعه بهکاررفته اند ایجاد شود ازاینرو به هنگام بروز یک خرابی با تعداد قابلتوجه علل خرابی مواجه می شویم لذا تشخیص عیوب چرخدنده و پیدا کردن علت و ریشه صدمات نیازمند کار تخصصی میباشد.
از بین تمامی روشها، تشخیص عیوب به کمک ماشین بینایی و پردازش تصویر به دلیل سرعت بالا، غیر مخرب بودن، دقت بالا و کنترل کردن تمامی مجموعه بهترین گزینه میباشد - خلیلی، . - 1385 به کمک این روش میتوان نواقص سطح و بی نظمی های به وجود آمده در محصول را تشخیص داد. این روشها به دلیل سادگی، سرعت بالا و هزینه پایین در سطح گسترده ای به کار گرفته شده اند. از طریق بازرسی های چشمی که توسط بازرس باتجربه انجام می گیرد میتوان شرایط کلی یک قطعه را بهخوبی بررسی نمود مشکل اصلی این روش نیاز به نیروی انسانی مجرب و آموزشدیده میباشد که غالباً معایب زیر را در پی دارد: لزوم حضور تمام وقت نیروی انسانی، تأثیرات منفی بر سلامت انسان، سلیقه ای بودن تصمیمگیریها در تشخیص عیوب، سرعت پایین و خطای انسانی
از زمانی که استفاده از ماشینآلات دوار در صنایع مختلف آغاز شد بحث نگهداری و تعمیرات آنها به دغدغه صاحبان صنایع تبدیل شد. چراکه بروز عیب و گسترش آن ممکن است منجر به ازکارافتادن سیستم شده و خسارت زیادی را به بار آورد. مسئله عیبیابی از زمانهای نسبتاً دور توجه محققان را به خود جلب کرده است و در پی آن روشهای برای تشخیص عیوب در بلبرینگها، جعبهدندهها و سایر سیستمهای مکانیکی ابداعشده است. با گذشت زمان،روشهای عیبیابی نیز سیر تکاملی را پیموده و از روشهای اولیه بسیار سادهای چون گوش کردن به صدای منعکسشده بعد از ضربه به روشهای پیچیده و بسیار دقیق کنونی ارتقا یافتهاند. نگهداری و تعمیرات شاخهای از فنّاوری جدید است که روزبهروز با مکانیزهتر شدن تمامی مراحل بهطور شگرفی متحول میشود.
در بسیاری از موارد هزینه نگهداری از تجهیزات صنعتی در طول مدت عمر مفید آن بیشتر از هزینه اولیه خرید آنهاست، خصوصاً اگر هزینه مصرف انرژی باقیمتهای جهانی آن در نظر گرفته شود با نگهداری و تعمیرات مناسب تجهیزات و ماشینآلات، امکان کنترل هزینهی نیروی انسانی، عدم تعویض غیرضروری قطعات و کاهش مصرف انرژی فراهمشده و درنتیجه بهرهوری افزایش مییابد
امروزه نگهداری و تعمیرات دیگر یک هزینه اضافی جهت تداوم تولید و عملکرد مناسب ماشینآلات کارخانه محسوب نمیشود بلکه یک مسئولیت حرفهای به شمار میآید که باید بهخوبی انجام گیرد تا توانایی رقابت شرکت نیز حفظ گردد
خلیلی و همکاران - 1385 - برای کنترل کیفیت چرخدنده از تکنیک پردازش تصویر و ماشین بینایی بهره جستند. معیار بهکاررفته در این پژوهش اندازهگیری پهنای چرخدنده در دایرهی گام میباشد. بعد از نورپردازی و تصویربرداری، عکسبرداری صورت گرفته و به رایانه منقل میگردد در مرحله بعد کالیبراسیون دوربین انجام گردید. سپس پردازش تصویر در 3 مرحله انجام شد: تشخیص لبهها، پیدا کردن مرکز هندسی چرخدنده و لبهیابی در طول مسیر دایره گام. نتایج حاصل حاکی از دقت خوب این روش دارد درحالیکه روش CMM دارای دقت بالاتری و هزینه و صرف زمان بیشتر نسبت به این روش را دارا میباشد؛ اما با افزایش رزولوشن دوربین و در نظر گرفتن معیارهای دیگر میتوان دقت را نسبت بالا برد.
خلیفهزاده و سریانی - 1385 - برای تشخیص عیوب چرخدندهی مارپیچی از تحلیل سیگنالهای آکوستیک امیشن و تبدیل بسته ویولت استفاده کردهاند و از سیگنالهای تجزیهشده ویژگیهایی محاسبه و استخراج شدند و از بین این ویژگیها هرکدام دقت بالاتری داشتند توسط درخت مدلی لجستیک که یک الگوریتم یادگیری با ناظر است انتخاب گردید.
اکبری و همکاران - 1387 - از ترکیب الگوریتمهای CAD و روش پردازش تصویر برای تعیین عیوب جوش استفاده کردهاند. بعد از استخراج مدل جوش از روی تصاویر آن را با مدل مرجع مقایسه کردهاند. مقطع حاصل به کمک ماتریسی کالیبراسیون به ماتریس اندازه تبدیلشده است سپس با برازش منحنی SPLINE کلیه پارامترهای هندسی از قبیل جان جوش، کیفیت مقطع جوش و کیفیت قرارگیری روی مقطع قابلمحاسبه است. از مهمترین نتایج حاصل این پژوهش میتوان به موارد ذیل اشاره کرد: دقت بالا، افزایش کیفیت محصولات، کاهش هزینههای تولید و اصلاح عیوب، حذف خطاهای مربوط به نیروی انسانی و ...
