<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">ipolytech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">iPolytech Journal</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>iPolytech Journal</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2782-4004</issn><issn pub-type="epub">2782-6341</issn><publisher><publisher-name>Irkutsk National Research Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21285/1814-3520-2023-2-230-240</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ipolytech-701</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАШИНОСТРОЕНИЕ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MECHANICAL ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Разработка методики построения трёхмерного изображения структуры поверхности деталей по их профилограммам</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Development of a method for constructing a 3D image of the surface structure of parts based on their profilograms</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Абрамов</surname><given-names>А. Д.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Abramov</surname><given-names>A. D.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Абрамов Алексей Дмитриевич - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Электронные системы и информационная безопасность».</p><p>443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Aleksey D. Abramov - Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Electronic Systems and Information Security.</p><p>244, Molodogvardeiskaya St., Samara 443100</p></bio><email xlink:type="simple">esib@samgtu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7714-8896</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Носов</surname><given-names>Н. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nosov</surname><given-names>N. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Носов Николай Васильевич - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Технология машиностроения, станки и инструменты».</p><p>443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244,</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nikolay V. Nosov - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Department of Engineering Technology, Machines and Tools.</p><p>244, Molodogvardeiskaya St., Samara 443100</p></bio><email xlink:type="simple">nosov.nv@samgtu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0262-8032</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ладягин</surname><given-names>Р. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ladyagin</surname><given-names>R. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ладягин Роман Владимирович - старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения, станки и инструменты».</p><p>443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Roman V. Ladyagin - Senior Lecturer of the Department of Engineering Technology, Machines and Tools.</p><p>244, Molodogvardeiskaya St., Samara 443100</p></bio><email xlink:type="simple">konferencia-isap@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Самарский государственный технический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Samara Polytech Flagship University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>07</day><month>07</month><year>2023</year></pub-date><volume>27</volume><issue>2</issue><fpage>230</fpage><lpage>240</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Абрамов А.Д., Носов Н.В., Ладягин Р.В., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Абрамов А.Д., Носов Н.В., Ладягин Р.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Abramov A.D., Nosov N.V., Ladyagin R.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/701">https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/701</self-uri><abstract><p>Целью исследования является получение трехмерных изображений исследуемого микрорельефа рабочих поверхностей деталей машин с использованием более простых и доступных средств получения информации о структуре поверхности, а именно – с помощью профилографа. Для получения информации о трехмерном распределении высотных параметров микрорельефа необходимо перейти от профильных параметров микрогеометрии к параметрам ее структуры. Для построения 3D-модели изображений исследуемого микрорельефа прецизионных поверхностей деталей используется профилограмма поверхности, полученная стандартными гостовскими методами. Цифровые значения сигнала вводятся в компьютер в виде одномерного массива (при этом количество элементов данного массива будет определять размер формируемого изображения). В процессе моделирования сформулированы новые требования к характеристикам микрогеометрии рабочих поверхностей. Предложено одномерный массив рассматривать как одну случайную реализацию видеосигнала вдоль горизонтальной оси X, полученного с видеокамеры, а его повторение вдоль оси Y позволит сформировать 3D-модель исследуемой поверхности детали машин. Для устранения недостатка неадекватного изображения 3D -модели исследуемой поверхности авторами предложено ввести случайную компоненту с использованием генератора псевдослучайных чисел для зашумления каждой последующей строки строящегося изображения. Такой генератор реализован в языке программирования С++. Установлено, что графики видеосигналов для разных строк существенно отличаются друг от друга, что отражает структуру реального микрорельефа. Таким образом, рассмотренный программный метод построения изображений позволяет получить 3D-модель структуры исследуемой поверхности для дальнейшей обработки данных сигналов оптико-электронным методом, не прибегая к использованию сложной и дорогостоящей аппаратуры.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>This work is aimed at obtaining 3D images of the microrelief of working surfaces of machine parts using a profilograph, which represents a simple and convenient approach to analyzing the surface structure. To obtain information about the 3D distribution of height parameters of a microrelief, its structural parameters, rather than microgeometry profile, should be used. To build a 3D model of the microrelief of precision parts, a profilogram obtained by conventional GOST methods is used. The digital values of a signal are entered into a computer in the form of a one-dimensionalarray (the number of elements of this array will determine the size of the generated image). In the process of modeling, new requirements for the microgeometry characteristics of working surfaces are formulated. It is proposed to consider the one-dimensional array as a single random realization of a video camera signal along the X axis. Then its replication along the Y axis will form a 3D model of the examined surface. In order to eliminate the drawback of inadequate imaging of the 3D model of the studied surface, it is proposed to introduce a random component using a pseudorandom number generator to add noise to each successive line of the image under construction. This generator is implemented in the C++ programming language. It was established that video signal graphs for different lines differ significantly, thereby reflecting the real microrelief structure. The proposed method for constructing digital images can be used to obtain a 3 D model of the surface structure under examination for further processing of these signals by an optical electronic method, without using complex and expensive equipment.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>структура</kwd><kwd>поверхность</kwd><kwd>изображение</kwd><kwd>цифровая обработка</kwd><kwd>зашумление</kwd><kwd>генератор псевдослучайных чисел</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>structure</kwd><kwd>surface</kwd><kwd>image</kwd><kwd>digital processing</kwd><kwd>noise contamination</kwd><kwd>pseudorandom number generator</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. 320 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Suslov A.G. The quality of machine part surface layer. Moscow: Mashinostroenie; 2000, 320 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Клевцов Г.В., Фролова О.А., Клевцова Н.А. Влияние поверхностной обработки на микрорельеф и структурные изменения материала в поверхностных слоях // Фундаментальные исследования. 2005. № 4. С. 71.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Klevtsov G.V., Frolovа O.A., Klevtsova N.A. The effect of surface treatment on the material microrelief and structural changes in the surface layer. Fundamental’niye issledovaniya = Fundamental research. 2005;4:71-73. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Приходько В.М., Меделяев И.А., Фатюхин Д.С. Формирование эксплуатационных свойств деталей машин ультразвуковыми методами: монография. М.: МАДИ, 2015. 264 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Prihod'ko V.M., Medelyaev I.A., Fatyuhin D.S. Formation of machine part operational properties by ultrasonic methods: monograph. Moscow: Moscow Automobile and Road Construction State Technical University; 2015, 264 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абрамов А.Д., Носов Н.В. Оценка параметров микрорельефа поверхностей деталей машин на основе квазиоптимальных корреляционных алгоритмов // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 9. С. 19–25.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abramov A.D. Estimation of machine part surface microrelief parameters based on quasi-optimal correlation algorithms. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii = Herald of Computer and Information Technologies . 2016;9:19-25. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Abramov A.D., Grishin R.G., Nosov N.V. Electrooptic estimation of texture parameters of precision surfaces // Journal of Physics: Conference Series. The IV International Conference on Information Technology and Nanotechnology. 2018. Vol. 1096. С. 168–175. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1096/1/012021.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abramov A.D., Grishin R.G., Nosov N.V. Electrooptic estimation of texture parameters of precision surfaces. Journal of Physics: Conference Series. The IV International Conference on Information Technology and Nanotechnology . 2018;1096:168-175. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1096/1/012021.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Носов Н.В., Михайлова Л.Н. Исследование шероховатости поверхностей конических роликовых подшипников // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20. № 4-2 . С. 232–237.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nosov N.V., Mikhailova L.N. Research surface roughness of the tapered roller bearing. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk = Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2018;20(4-2):232-237. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зибров П.Ф., Бобровский И.Н., Бобровский Н.М. Исследование профиля шероховатого слоя, микронеровности которого ограничены сложной кривой, состоящей из вогнутых и выпуклых полуокружностей в двумерном пространстве // СТИН. 2020. № 6. C. 27–30.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zibrov P.F., Bobrovskij I.N., Bobrovskij N.M. Profile study of a rough layer with microroughnesses limited by a complex curve consisting of concave and convex semicircles in a two-dimensional space. STIN. 2020;6:27-30. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bobrovskij I., Khaimovich A., Bobrovskij N., D’yakonov A. Determination of wide burnishing energy-force parameters based on constructing the kinematically admissible velocity field // Metals. 2020. Vol. 10. Iss. 1. Р. 46. https://doi.org/10.3390/met10010046.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bobrovskij I., Khaimovich A., Bobrovskij N., D’yakonov A. Determination of wide burnishing energy-force parameters based on constructing the kinematically admissible velocity field. Metals. 2020;10(1):46. https://doi.org/10.3390/met10010046.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Носов Н.В., Костин Н.А., Ладягин Р.В. Оценка параметров текстуры прецизионных поверхностей с применением квазиоптимальных корреляционных алгоритмов // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2021. № 1 . С. 24–31. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-24-31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nоsоv N.V., Kоstin N.A., Ladyagin R.V. Estimation of texture parameters for the precision surfaces using the quasioptimal correlation algorithms. Vektor nauki Tol'yattinskogo gosudarstvennogo universiteta = Science Vector of Togliatti State University. 2021;1:24-31. (In Russ.). https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-24-31.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абрамов А.Д., Никонов А.И. Анализ и корреляционный метод устранения погрешности оптико-электронного определения микрорельефных параметров // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 1. С. 3–9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abramov A.D., Nikonov A.I. Analysis and correlation method for eliminating the errors of opto-electronic determination of microrelief parameters. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii = Herald of Computer and Information Technologies. 2016;1:3-9. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абрамов А.Д., Носов Н.В., Костин Н.А. Анализ структурных параметров профилограммы поверхности в оптико-электронных системах // Высокие технологии в машиностроении: материалы XIX Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием (г. Самара, 10–11 ноября 2022 г.). Самара: СамГТУ, 2022. С. 3–5.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abramov A.D., Nosov N.V., Kostin N.A. Analysis of surface profilogram structural parameters in optical-electronic systems. In: Vysokie tekhnologii v mashinostroenii: materialy XIX Vserossijskoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem = High technologies in mechanical engineering: materials of the 19th All-Russian scientific and technical conference with international participation. 10–11 November 2022, Samara: Samara Polytech Flagship University; 2022, р. 3-5. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванкин В.Ю., Пепеляева Т.Ф. Методика конструирования поверхности по заданным параметрам шероховатости // Перспективы науки. 2014. № 3. C. 73–75.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivankin V.Yu., Pepelyaeva T.F. Surface design technique based on specified roughness parameters. Perspektivy nauki = Science Prospects. 2014;3:73-75. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Носов Н.В., Якубович Е.А. Исследование качества поверхности профиля пера лопаток компрессора после алмазного виброконтактного полирования // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2021. № 26. С. 27–31. https://doi.org/10.26160/2474-5901-2021-26-27-31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nosov N.V., Yakubovich E.A. Research of the surface quality of the compressor blades feather after diamond vibrocontact polishing. Journal of Advanced Research in Technical Science. 2021;26:27-31. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смирнов А.В., Беззубцев А.Ю. Обход препятствий техническими средствами с использованием стереозрения // Программные системы: теория и приложения. 2016. Т. 7. № 4. С. 331–346.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smirnov A.V., Bezzubcev A.Yu. Bypass obstacles mobile technical unit using stereo vision. Programmnye sistemy: teoriya i prilozheniya = Program systems: Theory and applications. 2016;7(4):331-346. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Миланич А.И., Баранов А.А. Предельное разрешение в оптике // Труды Московского физико-технического института. 2012. Т. 4. № 2. С. 177–181.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Milanich A.I., Baranov A.A. Limit resolution in optics. Trudy Moskovskogo fiziko-tekhnicheskogo instituta. 2012;4(2):177-181. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Азарова В.В., Чертович И.В., Цветкова Т.В. Интерферометрический метод контроля прецизионных поверхностей и лазерных зеркал // Тр. 1-й Всерос. школы-семинара (г. Москва, 1–3 декабря 2010 г.). М.: МИЭМ, 2010. С. 209–214.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Azarova V.V., Chertovich I.V., Cvetkova T.V. Interferometric monitoring method for precision surfaces and laser mirrors. In: Trudy I Vserossijskoj shkoly-seminara. 1–3 December 2010, Moscow. Moscow: HSE Tikhonov Moscow Institute of Electronics and Mathematics; 2010, р. 209-214. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. № 2441291, Российская Федерация, G02B21/00. Монохромный микроскоп сверхвысокого разрешения / А.И. Миланич; заявитель и правообладатель А.И. Миланич. Заявл. 20.05.2010; опубл. 27.01.2012.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Milanich A.I. Monochrome microscope of ultra-high resolution. Patent RF, no. 2441291; 2012. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Либенсон. М.Н. Преодоление дифракционного предела в оптике // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. № 3. С. 99–104.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Libenson M.N. Overcoming diffraction limit in optics. Sorosovskij obrazovatel'nyj zhurnal = Soros Educational Journal. 2000;6(3):99-104. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кэлер А., Брэдски Г. Изучаем OpenCV 3. Разработка программ компьютерного зрения на C++ с применением библиотеки OpenCV / пер. с англ. А.А. Слинкина. М.: ДМК Пресс, 2017. 826 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Keler A., Bredski G. Izuchaem OpenCV 3. Learning OpenCV 3 Computer Vision in C++ with the OpenCV Library, 2017, 826 р. (Russ. ed.: Razrabotka programm komp'yuternogo zreniya na C++ s primeneniem biblioteki OpenCV . Moscow, DMK Press; 2017, 826 р.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абрамов А.Д., Никонов А.И. Оптико-электронные системы и методы измерительной оценки параметров микрорельефа: монография. Самара: Изд-во СамГТУ, 2012. 207 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abramov A.D., Nikonov A.I. Optoelectronic systems and estimation methods of microrelief parameters. Samara: Samara Polytech Flagship University; 2012, 207 р. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
