Мы перезвоним вам

Оставьте контакт, и мы свяжемся
с вами в ближайшее время

Нажимая кнопку «Оставить контакт» вы даёте согласие на обработку персональных данных

Задайте вопрос

Опишите задачу коротко, а мы
ответим удобным для вас способом

Нажимая кнопку «Отправить вопрос» вы даёте согласие на обработку персональных данных

Датчик положения револьверной головы

Аппаратно-программное устройство для контроля отклонений X, Y и Z на токарном станке с ЧПУ.

Контроль на станке

Заводу Горэлтех требовалось оснастить токарный станок AVIA Turn 35-SM отдельным прибором, который помогает контролировать положение револьверной головы после калибровки и рабочих операций.

Для токарного цеха такая задача практична: если револьверная голова сместилась после нагрузки, удара, обслуживания или износа механизма фиксации, инструмент может занять неверное положение относительно детали. На серийной обработке это ведёт к размерным отклонениям, ухудшению поверхности, лишней наладке, браку и риску повреждения оснастки.

Мы разработали автономное аппаратно-программное устройство: камера наблюдает контрольную пластину с AprilTag-метками, вычислительный блок определяет положение плоскости и выводит оператору отклонения по X, Y и Z на встроенный экран.

Исходная задача

Клиенту нужен был не ручной регламент проверки, а отдельное измерительное устройство для действующего станка и ежедневной работы операторов.

Рабочий станок

Прибор проектировался под реальный AVIA Turn 35-SM с ограничениями по месту установки камеры, кабелям, экрану и зоне работы оператора.

Три отклонения

На экране должны отображаться X, Y и Z: два перекоса плоскости с метками и поворот револьверной головы вокруг своей оси.

Цветовая оценка

Оператору нужна быстрая индикация: зелёная зона нормы, жёлтое предупреждение и красный сигнал при превышении порогов.

Калибровка

Устройство должно сохранять базовое положение револьверной головы и сравнивать с ним последующие рабочие замеры.

Эксплуатация

Помимо устройства нужно было передать инструкцию, порядок калибровки, правила очистки стекла камеры и действия при красных значениях.

Быстрый запуск

Работы начались 5 мая 2026 года, а 3 июня 2026 года прибор был установлен, проверен и сдан заказчику.

Ключевые показатели

Проект прошёл полный цикл: от разработки устройства и программного обеспечения до установки, калибровки, пусконаладки и инструктажа на объекте заказчика.

  • 0
    дней
    прошло от начала работ 5 мая до сдачи решения 3 июня 2026 года
  • 0
    мм
    контрольный радиус, по которому прибор пересчитывает отклонения
  • 0
    оси
    отклонения по X, Y и Z выводятся оператору на экран

Этапы проекта

1 шаг из 6

Обследование

Изучили станок, положение револьверной головы, доступные зоны крепления, условия видимости и место, где оператору удобно видеть экран прибора.

Станок и ограничения монтажа

2 шаг из 6

Оптическая схема

Выбрали контроль по пластине с AprilTag-метками: камера видит четыре метки, а программа рассчитывает положение всей плоскости относительно базового состояния.

Контрольная пластина и камера

3 шаг из 6

Аппаратная часть

Собрали главный вычислительный блок с Raspberry Pi, TFT-экраном, сенсорной панелью, модулем часов и подключением USB-камеры машинного зрения.

Готовое устройство у станка

4 шаг из 6

Программная логика

Реализовали автоматический запуск, распознавание меток, режим калибровки, рабочую стабилизацию показаний, расчёт X/Y/Z и экранные предупреждения.

Измерение и интерфейс оператора

5 шаг из 6

Монтаж

Установили камеру, элементы крепления и контрольную пластину, настроили фокус, зону видимости и проверили работу прибора в условиях эксплуатации заказчика.

Пусконаладка на объекте

6 шаг из 6

Приёмка

Выполнили калибровку базового положения, проверили рабочий режим, передали инструкцию и провели инструктаж представителей заказчика.

Сдача 3 июня 2026 года

Почему это важно

Револьверная голова токарного станка постоянно работает с инструментальными позициями, фиксацией, поворотом и нагрузкой от обработки. Даже небольшое отклонение её базового положения может изменить фактическое положение режущего инструмента относительно детали.

Причины могут быть разными: ударная нагрузка, нештатный контакт инструмента, загрязнение посадочных поверхностей, износ механизма фиксации, ошибка после обслуживания или накопленная механическая разбалансировка. Для руководителя цеха важен не сам список причин, а возможность вовремя увидеть, что положение больше не совпадает с базой.

До появления такого прибора контроль обычно зависит от наладчика, ручных измерений и косвенных признаков по детали. Мы перенесли проверку ближе к станку: оператор видит понятные значения и может быстрее принять решение, нужно ли звать специалиста и разбираться с механикой.

Револьверная голова токарного станка с контрольной пластиной и AprilTag-метками

Что даёт контроль

Решение полезно не только как измеритель. Оно меняет саму дисциплину контроля: отклонение становится видимым до того, как накопится серия проблемных деталей.

Начальник производства получает понятный инструмент проверки состояния узла после наладки, обслуживания или подозрительной рабочей ситуации.
Оператор не интерпретирует сложные технические данные: экран сразу показывает значения и цветовую оценку состояния.
Наладчик подключается тогда, когда действительно есть повод проверить механику, а не только по субъективному ощущению оператора.
Предприятие снижает риск скрытого размерного брака, повторной обработки, простоев на поиск причины и повреждения дорогостоящей оснастки.

Измерительная логика

Контрольная пластина содержит четыре AprilTag-метки. Программа находит видимые углы меток, строит общую плоскость пластины и сравнивает её с сохранённым базовым положением.

В рабочем режиме прибор ждёт устойчивую видимость меток, запускает двухминутную стабилизацию и после неё показывает итоговые отклонения. При калибровке устройство пять минут собирает базовое положение, после чего сохраняет его для дальнейших измерений.

X и Y показывают перекос плоскости, а Z показывает поворот револьверной головы вокруг своей оси. Для оператора все значения выводятся в миллиметрах, включая пересчёт поворота в смещение в контрольной точке.

Экран прибора с показаниями отклонений X, Y и Z

Как работает

4 метки

Для валидного замера прибор должен видеть все четыре AprilTag-метки на контрольной пластине.

Плоскость

Расчёт строится по общей плоскости меток, а не по одному случайному признаку в кадре.

Пороги

Норма для X/Y задана в пределах 0,1 мм, для Z - в пределах 0,02 мм с отдельными предупредительными и красными зонами.

2 минуты

Рабочий замер проходит через стабилизацию, чтобы итоговые значения не зависели от единичного кадра.

5 минут

Калибровка базового положения выполняется отдельным режимом с обратным отсчётом и сохранением результата.

Сообщения

Если метки не видны, прибор просит вернуть голову в базовое положение и проверить чистоту стекла камеры.

Инженерный подход

В этом проекте было важно совместить механику, оптику, электронику и понятный операторский сценарий. Ошибка в любом из этих слоёв сделала бы прибор неудобным для реальной смены.

Мы не ограничились программой распознавания меток: устройство получило корпус, экран, сенсорное управление, питание, камеру, защитное стекло и крепления для работы рядом со станком.
Математика измерения учитывает не отдельные маркеры, а положение контрольной плоскости. Это повышает устойчивость оценки и позволяет выводить результат в прикладных единицах.
Экранный сценарий сделан для оператора: запуск, ожидание меток, стабилизация, калибровка, итоговые значения и понятные предупреждения без лишней технической перегрузки.
При пусконаладке проверялись не только расчёты, но и практические условия: видимость меток, фокус камеры, чистота стекла, автоматический запуск и действия персонала.

Результат

Заказчик получил установленное и проверенное аппаратно-программное решение, которое используется как штатный прибор контроля положения револьверной головы.

Прибор установлен

Главный блок, камера, крепления и контрольная пластина смонтированы на станке AVIA Turn 35-SM.

ПО настроено

Прибор автоматически запускается при включении питания и показывает рабочие состояния на встроенном экране.

Калибровка выполнена

Базовое положение револьверной головы было зафиксировано на объекте заказчика во время пусконаладки.

Отклонения видны

Оператор видит X, Y и Z, цветовую оценку состояния и предупреждения при проблемах с видимостью меток.

Материалы переданы

Заказчику передана инструкция по использованию, порядок калибровки и правила обслуживания зоны обзора камеры.

Персонал обучен

Представители заказчика прошли инструктаж по эксплуатации прибора, чтению показаний и действиям при отклонениях.

Где применимо

Проблема контроля револьверной головы актуальна не только для одного станка. Такой подход применим для разных токарных станков с ЧПУ, где важно быстро понимать, ушла ли инструментальная группа из базового положения.

Для производств с серийной обработкой, где небольшое смещение инструмента быстро превращается в повторяющийся размерный брак.
Для токарных цехов, где револьверная голова работает с несколькими позициями оснастки, а проверка после наладки или обслуживания занимает время специалиста.
Для предприятий, которым нужен не лабораторный стенд, а автономное устройство рядом со станком: с экраном, понятной индикацией и простой процедурой калибровки.
Решение поддерживает дальнейшее развитие: журнал измерений, передачу событий в MES/ERP, уведомления ответственным специалистам и аналитику по состоянию оборудования.

Проекты

Обсудим ваш проект?