Введение 10
1 Literature review 12
2 Object and Methods 14
2.1 Basic information about methods and measuring instruments 14
2.1.1 Contact measurement methods 15
2.1.2 Non-contact measurement methods 25
2.2 The use of diffraction effects in the measurement means 31
3 Расчеты и аналитика 34
3.1 Описание компонентов устройства 35
3.1.1 Описание контроллера 35
3.1.2 Описание ПЗС матрицы 39
3.1.3 Выбор источника излучения 40
3.2 Разработка алгоритма тестирования датчика 45
3.3 Разработка кода управляющей программы 48
3.4 Проектирование корпуса устройства 63
3.5 Метод увеличения точности 66
3.6 Результаты исследования 70
4 Технико - экономическое обоснование работы 71
4.1 Организация и планирование работ 72
4.1.1 Продолжительность этапов работ 73
4.1.2 Расчет накопления готовности проекта 78
4.2 Расчет сметы затрат на выполнение проекта 79
4.2.1 Расчет затрат на материалы 80
4.2.2 Расчет заработной платы 81
4.2.3 Расчет затрат на социальный налог 81
4.2.4 Расчет затрат на электроэнергию 82
4.2.5 Расчет амортизационных расходов 83
4.2.6 Расчет расходов на основе платежных документов 84
4.2.7 Расчет прочих расходов 85
4.2.8 Расчет общей себестоимости разработки 85
4.2.9 Расчет прибыли 86
4.2.10 Расчет НДС 86
4.2.11 Цена разработки НИР 87
4.3 Оценка экономической эффективности проекта 87
4.3.1 Оценка научно-технического уровня НИР 87
5 Социальная ответственность 91
5.1 Техногенная безопасность 91
5.2 Региональная безопасность 97
5.3 Организационные мероприятия обеспечения безопасности 98
5.4 Особенности законодательного регулирования проектных решений 101
5.5 Пожарная безопасность 103
5.6 Вывод по разделу социальная ответственность 105
Список используемых источников 108
В начале 90-х годов прошлого тысячелетия на рынке постепенно началась складываться тенденция ухода от больших серийных партий и переходу к мелкосерийному производству. В связи с этим, у мелкосерийных фирм возникла необходимость изготовления собственных форм и прототипов изделий, которые раньше производились только на крупных заводах. Для изготовления необходимых форм очень удобно было использовать небольшие станки с ЧПУ.
Следующим шагом «эволюции» станков для изготовления различных форм, стало появление устройств, способных создавать 3Д модели путем их послойного наращивания.
На данный момент 3Д печать очень широко известна и применяется не только на мелких производствах. Существует большое разнообразие моделей, которые позволяют пользователю печатать 3Д прототипы своих макетов и разработок. Качество печати складывается из нескольких факторов, таких как выбор конструкции принтера, обдув, фиксация детали на столе и т.д. Для получения деталей высокого качества далеко не последнюю роль играет качество материала для печати. От материала для 3Д печати зависят температурные настройки для нагревательного стола и сопла экструдера. Так, при некачественном расходном материале производитель рискует потратить ресурсы (электроэнергию и время) на печать изделия впустую, получив в результате некачественный продукт или продукт с низкими характеристиками.
Если постепенно на Российском рынке появляются компании, производящие 3Д принтеры, то с производством материала для 3Д печати все обстоит намного хуже. Большинство фирм, занимающихся 3Д печатью, покупают пластик, у иностранных производителей. В связи с этим наблюдается высокая цена на продукцию печати и на расходные материалы в целом.Фирмы, которые производят пластик самостоятельно сталкиваются с проблемами, решение которых позволило бы им выйти на рынок с товаром, цена которого будет намного ниже зарубежных аналогов, при том же качестве.
Одной из таких проблем является контроль диаметра пластиковой нити при ее изготовлении. Готовые приборы и решения в данной области, как правило, имеют очень высокую цену (порядка 100.000 рублей), либо не обеспечивают заданной точности (требуемая погрешность должна быть около ±0,03 мм).
На данный момент известно несколько основных методов измерения диаметров, с использованием различных СИ. При этом прослеживается тенденция ухода от чисто механических устройств и введения в цепь измерений микроконтроллеров или программируемых ЭВМ. Усовершенствование современных средств измерений, в большей степени, происходит за счет интеграции программной и аппаратных частей приборов, при этом, особое внимание уделяют ПО.
К сожалению, большинство методов измерения диаметров, за редким исключением не подходят для измерения неметаллических изделий, в частности, полимерных нитей, с высокой точностью. Те методы, которые обеспечивают необходимую точность либо требуют больших материальных затрат, либо довольно сложны для реализации мелкими предприятиями.
1. И. Ю. Жигалов Развитие телевизионных методов измерения геометрических параметров труб Известие Вузов. Приборостроение. Москва, 2008. Т51, №10. С. 42-46.
2. Ю.А. Фотиев Оптические методы и средства производственного контроля прозрачных трубок, капилляров и шестигранных световодов. Москва,
2000. -105с.
3. Королев А.Н. Оптический цифровой автоматизированный измеритель отклонений от прямолинейности Королев А.Н., Лукин А.Я., Полищук Г.С.
Сайт научно производственной компании Avior [Электронный ресурс ]. URL: http://npk-avior.ru/izmeritel-diametra-kabelja-d-70.html (дата
обращения: 10.11.2015 г.)
Сайт фирмы Техно Логистик [Электронный ресурс ]. URL:http://www.tlogistik.ru/catalogue/?action=shwprd&id=1824 (дата
обращения: 10.11.2015 г.)
4. Сайт фирмы Эрмис [Электронный ресурс ]. URL: http: //ermis.tomsk.ru/catalog/cicada/kit/
5. Сайт производителя пластика.Фирма Rec [Электронный ресурс ]. URL:http://rec3d.ru/
6. Сайт производителя пластика.Фирма Best Filament [Электронный ресурс ]. URL:http://bestfilament.ru/
7. Новостной портал ТПУ [Электронный ресурс ]. URL: http: //news.tpu. ru/news/2015/05/05/23332/
8. Сайт «instructables.com», посвященный 3Д проектированию [Электронный ресурс ]. URL:http://www.instructables.com/id/Build-your- own-3d-printing-filament-factory-Filame/
9. Сайт «instmctables.com», посвященный 3Д проектированию
[Электронный ресурс ]. URL:http://www.instructables.com/id/DIY- Filastruder/
10.On-line магазин товаров для производства пластика [Электронный ресурс]. URL: http: //filamaker. eu/shop/
11. On-line магазин товаров для производства пластика [Электронный ресурс]. URL:https://www.filabot.com/
12. В. Н. Седалищев Методы и средства измерений неэлектрических величин. Учебное пособие Изд-во АлтГТУ Барнаул 2008. - 392с.
13. Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 107. Теория управления. Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1984 г.
14. ГОСТ Р 8.596-2002 Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
15. ГОСТ 2.102-68 Единая система конструкторской документации. Виды и комплектность конструкторских документов
16. D w i g h t H. В., B a g a i M. M. Calculation for Coreless Induction Furnacess.
Trans. AIEE, vol 54, 1935.
17.On-line словарь технических терминов пластика [Электронный ресурс]. URL: http://urlcut.ru/12tq
18.On-line словарь технических терминов пластика [Электронный ресурс]. URL: http://qps.ru/ljfPZ
19. Фёдоров Е. М. Технологический контроль диаметра и эксцентричности электрического кабеля в процессе производства. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск 2010. - с. 156.
20. Свендровский А.Р. Расчёт диаметра в бесконтактных двухкоординатных измерителях. Научно-технические проблемы приборостроения и машиностроения - сборник трудов конференции - с. 31, 2005.
21. Beining A., Blohm W.D.-I., Sikora H. Patent N EP 0924493 B1 Measurement of diameter using diffraction
borders and electronic soiling correction. 2002.
22. Паненко Д. Дифракция в лазерном свете //Квант. — 1990. — № 12. — С. 36-39.
23. Лоди М.Н. Математическая модель поля дифракции при измерении малых линейных размеров. Измерительная техника 1990 N 12 — С. 286
24. Сайт о платформе Arduino [Электронный ресурс]. URL: http://arduino.ru/Hardware/ArduinoBoardUno
25.iC-LFL1402 OBGA LFL1C PACKAGE SPECIFICATION
26. Thomas J. Bruno, Paris D. N. Svoronos. CRC Handbook of Fundamental Spectroscopic Correlation Charts. CRC Press, 2005.240p.
27. Сайт инструментального завода Сатурн [Электронный ресурс]. URL: http: //www.satiz.ru/company/facility.php
28. Булычев Г.А., Позин А.М. Сборка авиационных моторов. Гос издательство оборонной промышленности Ленинград 1939г. — С. 322
29.On-line магазин оптических приборов [Электронный ресурс]. URL: http://vicon-
se.ru/catalog/optomehanika/kombinirovannye_sistemy/rasshiritel_puchka1/ 30.On-line магазин лазеров и лазерных фонарей «wickedlasers.com» [Электронный ресурс]. URL: http://www.wickedlasers.com/
31. Описание последовательного интерфейса Arduino [Электронный ресурс]. URL: http: //arduino. ru/Reference/Serial
32. Фeдоров Е.М. Контроль наружного диаметра протяженных изделий на основе оптического дифракционного метода. Е.М. Фeдоров, И.Д. Бортников Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г.Томск,Журнал технической физики, 2015, том 85, вып. 11
33. ГОСТ Р 12.1.009-2009 Электробезопасность. Термины и определения.
34. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электро-вычислительным машинам и организации работы.
35. СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение.
36. СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений
37. СН2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки
38. ГОСТ 12.1.007-76 Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. СНиП II-4-79 Естественное и искусственное освещение.
39. ГОСТ 12.2.032-78 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования
40. ГОСТ Р 12.1.019-2009. «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов». - М.: Госстандарт России, 2010.
41. СанПиН 2.2.2/2.4.1340 - 03 Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы
42. СН-245-71 Санитарные нормы проектирования предприятий.
43. НПБ 105-03 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.
44. СНиП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений.
45. СНиП 23-05 Естественное и искусственное освещение.
46. СанПиН 2.2.2.542-96 Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.
47. СНиП 11-2-80 Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций.