các đề xuất cải tiến hệ thống đo trong máy CNC ............................................................................................................................................................
Bài tập: Cơ sở máy CNC Mã lớp 132789 GV: ThS Bùi Duy Thịnh Nhóm Nhóm sinh sinh viên viên thực thực hiện: hiện: Nhóm Nhóm 3 Hồng Xuân Anh 20194891 Nguyễn Đức Hải 20194997 Đặng Việt Hưng 20195039 Đỗ Quang Huy 20195046 Đặng Hải Long 20195074 Nguyễn Vũ Hoàng Long 20195081 Nguyễn Văn Nam (C) 20195115 Trần Đức Nguyên 20195122 Vũ Văn Thực 20195193 10 Bùi Duy Tân 20195166 11 Nguyễn Văn Tuyên 20195228 Phương pháp đo truyền thống Nghiên cứu hệ thống đo lường máy máy công cụ CNC dựa công nghệ không dây Nghiên cứu hệ thống đo sử dụng cơng nghệ laser giảm sai số hình học Hệ thống đo áp dụng công nghệ laser (Measuringsystem DMGMORI Japan) Phương pháp đo truyền thống 1.1 Máy đo tọa độ (CMM) • Máy đo tọa độ (CMM) thiết bị đo hình học đối tượng vật lý cách cảm nhận điểm rời rạc bề mặt đối tượng đầu dò Nhiều loại đầu dò khác sử dụng CMM, bao gồm học, quang học, laser ánh sáng trắng Tùy thuộc vào máy, vị trí đầu dị điều khiển tay người vận hành điều khiển máy tính • CMM thường định vị trí đầu dị độ dịch chuyển so với vị trí tham chiếu hệ tọa độ Descartes ba chiều (tức với trục XYZ) Ngoài việc di chuyển đầu dò dọc theo trục X, Y Z, nhiều máy cịn cho phép kiểm sốt góc đầu dị phép đo bề mặt khơng thể tiếp cận Phương pháp đo truyền thống 1.1 Máy đo tọa độ (CMM) Độ xác • Độ xác máy đo tọa độ thường đưa dạng hệ số không đảm bảo đo dạng hàm khoảng cách • Đối với CMM sử dụng đầu dò cảm ứng, điều liên quan đến độ lặp lại đầu dò độ xác thang đo tuyến tính • Khả lặp lại đầu dị điển hình dẫn đến phép đo phạm vi 0,001mm 0,00005 inch (nửa phần nghìn) tồn khối lượng đo Đối với máy trục, đầu dò hiệu chuẩn thường xuyên cách sử dụng tiêu chuẩn theo dõi chuyển động máy xác minh cách sử dụng đồng hồ đo để đảm bảo độ xác Phương pháp đo truyền thống 1.1 Máy đo tọa độ (CMM) Nguyên nhân sai số: • • Độ lặp lại máy công cụ CNC; Máy công cụ CNC tạo rung động rõ ràng đo đầu dị máy cơng cụ; • Khi đo đầu dị, độ lệch vị trí máy cơng cụ CNC chuyển động; • Các thiết lập cơng cụ máy CNC có lỗi ảnh hưởng đến kết đo, chẳng hạn thu máy công cụ CNC Phương pháp đo truyền thống 1.2 Air Gage • Ngun tắc Air Gage phun khơng khí khỏi vịi phun hiệu chỉnh, sau ghi lại tốc độ mà khơng khí quay trở lại nhiều vịi cảm biến Kích thước vật thể đo cách đọc luồng khơng khí vật thể đo dụng cụ đo • • Có thể đo đường kính từ 0,8mm đến 130mm Có khả đo dung sai học từ 1µm đến 100µm Phương pháp đo truyền thống 1.3 Go / No-Go Gauge • Cơng cụ đo Go / No-Go công cụ kiểm tra sử dụng để kiểm tra xem phơi liệu có nằm phạm vi dung sai cụ thể để thông qua kiểm tra go / no-go hay không Phôi gia công phải đạt yêu cầu (go) không đạt yêu cầu khác (no go) • phần khơng thể thiếu quy trình chất lượng sử dụng ngành sản xuất để đảm bảo khả thay cho phận quy trình chí nhà sản xuất khác Nó khơng trả kích thước phép đo thực tế theo nghĩa thơng thường, mà thay vào trả trạng thái chấp nhận (bộ phận nằm dung sai sử dụng) khơng thể chấp nhận (bộ phận phải bị loại bỏ) Nghiên cứu hệ thống đo lường máy máy công cụ CNC dựa công nghệ không dây Đặt vấn đề • Hệ thống đo lường máy máy cơng cụ CNC truyền thống có hạn chế định, khó đáp ứng yêu cầu sản xuất doanh nghiệp thời kỳ mới, gây lãng phí tài nguyên hạn chế mặt làm việc, cần phải cải tiến tối ưu hóa thực tế sản xuất • Khi sử dụng hệ thống đo lường máy công cụ CNC, cần kiểm sốt chặt chẽ số độ xác phép đo, giảm sai số đo cách hiệu ngăn ngừa mối đe dọa đến chất lượng sản phẩm ⇒ Việc áp dụng công nghệ khơng dây giữ cho hệ thống hoạt động hiệu ổn định, mang lại thuận tiện cho người vận hành, không ảnh hưởng đến trình gia cơng máy cơng cụ CNC, kiểm sốt kịp thời sai số phơi nâng cao trình độ cơng nghệ sản xuất, tránh lãng phí ngun liệu, nâng cao hiệu hiệu sản xuất, giúp chất lượng gia công đạt yêu cầu tiêu chuẩn 10 Nghiên cứu hệ thống đo lường máy máy công cụ CNC dựa công nghệ không dây Ưu điểm: • Giải hạn chế kết nối có dây cứng truyền thống, giúp cải thiện tính linh hoạt vận hành hệ thống • Tích hợp nhiều chức thực hiện, bao gồm xử lý, đo lường bù trừ, v.v., giúp rút ngắn thời gian làm việc tổng thể, tránh vấn đề máy công cụ CNC nhàn rỗi cho thời gian dài • giúp nâng cao hiệu sản xuất, quản lý, kiểm sốt tỷ lệ phế phẩm nâng cao chất lượng sản xuất 11 Nghiên cứu hệ thống đo sử dụng công nghệ laser giảm sai số hình học Giới thiệu: • Giảm sai số chuyển động hình học (GME) 90%, 78% 92% cách bù cho trục X-, Y- Z, tương ứng • Tuy nhiên, có hai thách thức tồn việc bù lỗi máy công cụ CNC: + đo lường xác tất GME + thiết lập mơ hình bù lỗi xác • • Đối với máy công cụ CNC ba trục, cần đo 21 GME Đối với máy công cụ CNC năm trục có 42 GME 12 Nghiên cứu hệ thống đo sử dụng công nghệ laser giảm sai số hình học Giới thiệu: 13 Nghiên cứu hệ thống đo sử dụng công nghệ laser giảm sai số hình học Cấu tạo nguyên tắc đo: Hệ thống bao gồm: Một phận laser ghép sợi quang Một đầu cảm biến Một phận mục tiêu Một phận điều khiển chum tia laser 14 Nghiên cứu hệ thống đo sử dụng công nghệ laser giảm sai số hình học Cấu tạo nguyên tắc đo: 15 Nghiên cứu hệ thống đo sử dụng cơng nghệ laser giảm sai số hình học Cấu tạo nguyên tắc đo: Hai nửa sóng (HWP1 HWP2) sử dụng để tránh trộn phân cực PMF PBS1, tương ứng Tấm nửa sóng (HWP3), chia chùm phân cực (PBS2) sóng phần tư (QWP) sử dụng để thay đổi hướng phân cực ánh sáng phản xạ từ BS4 để đảm bảo chùm tia phản xạ hoàn toàn PBS2 Về mặt lý thuyết, thu sáu GME trục Y sau: • • • • • • λ bước sóng chùm tia laser; Δφ lệch pha chùm tham chiếu đo; L ′ dịch chuyển danh nghĩa hướng dẫn tuyến tnh điều khiển; ΔYQD1 ΔZQD1 thay đổi đọc QD1 Hướng trục Y Z, tương ứng; ΔZQD2 cách đọc thay đổi QD2 theo hướng trục Z; ΔYPSD ΔZPSD thay đổi đọc PSD theo hướng trục Y Z, tương ứng; f độ dài tiêu cự ống kính; h khoảng cách hai phản xạ ngược thành phần cảm biến sáu lỗi 16 Nghiên cứu hệ thống đo sử dụng cơng nghệ laser giảm sai số hình học Cấu tạo nguyên tắc đo: 17 Nghiên cứu hệ thống đo sử dụng công nghệ laser giảm sai số hình học Sau nhiều q trình lặp lại thí nghiệm đo: 18 Hệ thống đo áp dụng công nghệ laser(Measuringsystem DMGMORI Japan) Ưu điểm: • • • • Dễ dàng đo chi tiết lớn, hình dạng phức tạp Có độ xác vơ cao Thời gian đo nhanh Dễ dang vận hành Measuringsystem DMGMORI Japan • Là đầu máy đo gắn lên trục máy công cụ nên không cần di chuyển phơi sang dụng cụ đo chun nghiệp khác • Tiếp nhận lượng lớn liệu mật độ điểm bề mặt chi tiết giây truyền máy tính 19 Hệ thống đo áp dụng công nghệ laser(Measuringsystem DMGMORI Japan) • • Tiếp nhận lượng lớn liệu mật độ điểm bề mặt chi tiết giây truyền máy tnh Tốc độ quét: 200 000 (điểm/giây) Độ sâu tầm nhìn: 60(mm) Độ phân giải: 42 μm => Cho kết đo nhanh gấp nhiều lần so với đầu dò truyền thống, nâng cao suất • • Thu thập nhanh chóng bề mặt lớn phức tạp Trong đó, đầu dị truyền thống kiểm tra lượng lớn điểm chi tiết tồn sai số cao đầu dò di chuyển nhanh 20 Hệ thống đo áp dụng công nghệ laser(Measuringsystem DMGMORI Japan) 21 Hệ thống đo áp dụng công nghệ laser(Measuringsystem DMGMORI Japan) • Từ lượng lớn liệu thu thập dễ dàng thống kê, tnh toán so sánh với vẽ cách toàn diện chi tiết 22 Danh mục tài liệu tham khảo • • • • https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-020-05716-w#Fig1 https://www.blum-novotest.com/us/products/measuring-components/lasercontrol/lc52-digilog/#tab567301 https://www.dajinprecision.com/news/73 cnc-measuring-system-cnc-measuring-tools-equipment-and-machines-types https://www.youtube.com/watch?v=GcUEbVOhB9g&list=WL&index=43 23 THANK YOU ! 24 ... Phương pháp đo truyền thống Nghiên cứu hệ thống đo lường máy máy công cụ CNC dựa công nghệ không dây Nghiên cứu hệ thống đo sử dụng cơng nghệ laser giảm sai số hình học Hệ thống đo áp dụng công nghệ... nhiều máy cịn cho phép kiểm sốt góc đầu dị phép đo bề mặt khơng thể tiếp cận Phương pháp đo truyền thống 1.1 Máy đo tọa độ (CMM) Độ xác • Độ xác máy đo tọa độ thường đưa dạng hệ số không đảm bảo đo. .. lượng đo Đối với máy trục, đầu dò hiệu chuẩn thường xuyên cách sử dụng tiêu chuẩn theo dõi chuyển động máy xác minh cách sử dụng đồng hồ đo để đảm bảo độ xác Phương pháp đo truyền thống 1.1 Máy đo