Luận án tiến sĩ kỹ thuật cơ khí nghiên cứu đo lường biên dạng chi tiết tròn xoay bằng phương pháp quét laser

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận án "Nghiên cứu đo lường biên dạng chi tiết trịn xoay phương pháp qt laser" cơng trình nghiên cứu khoa học riêng tơi, thực hướng dẫn tập thể cán hướng dẫn Những nội dung, số liệu sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, công bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với điều kiện Việt Nam Các kết chưa có tác giả cơng bố nghiên cứu khác Hà Nội, ngày TM Tập thể hướng dẫn khoa học tháng 02 năm 2022 Tác giả luận án NCS Lê Xuân Cam i LỜI CẢM ƠN Trong q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận án, nhận nhiều giúp đỡ, góp ý, động viên chia sẻ người Lời tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi đặc biệt cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Vinh, TS Hoàng Hồng Hải, TS Phạm Xuân Khải hướng dẫn, bảo cho ý kiến vô quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho mặt chun mơn suốt q trình học tập thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy Bộ mơn Cơ khí xác & Quang học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đóng góp cho tơi ý kiến bổ ích tạo điều kiện thuận lợi thời gian cho tơi suốt q trình làm luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Phịng thử nghiệm Quang - Cơ Điện tử 307 C4-5 Bộ mơn Cơ khí Chính xác & Quang học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện tốt sở vật chất thử nghiệm, nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình làm luận án Tơi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo, huy đồng đội Viện Công nghệ/ Tổng cục Công nghiệp Quốc phịng nơi tơi cơng tác tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình làm luận án Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến đồng nghiệp, bạn bè, gia đình, bố mẹ, vợ động viên, giúp đỡ, chia sẻ khó khăn suốt q trình nghiên cứu hoàn thành luận án Tác giả luận án NCS Lê Xuân Cam ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT xii DANH MỤC CÁC BẢNG xiv MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài luận án Mục đích, đối tượng, phương pháp phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu Các kết luận án Chương ĐO LƯỜNG BIÊN DẠNG CHI TIẾT TRÒN XOAY 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Định nghĩa sai lệch biên dạng chi tiết tròn xoay 1.3 Các phương pháp đo biên dạng 3D chi tiết tròn xoay .8 1.3.1 Phương pháp đo biên dạng 3D tiếp xúc 1.3.2 Phương pháp đo biên dạng 3D không tiếp xúc 10 1.3.3 Phương pháp đo biên dạng 3D chi tiết tròn xoay sử dụng quét laser 14 1.4 Các nghiên cứu nước phương pháp đo biên dạng chi tiết tròn xoay .16 1.4.1 Tình hình nghiên cứu giới .16 1.4.1.1 Nghiên cứu đo biên dạng chi tiết tròn xoay sử dụng cảm biến tiếp xúc 16 1.4.1.2 Nghiên cứu đo biên dạng phương pháp quét laser 20 1.4.2 Các nghiên cứu nước 24 1.5 Kết luận Chương 26 Chương XÂY DỰNG CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP ĐO BIÊN DẠNG CHI TIẾT TRÒN XOAY BẰNG QUÉT LASER 27 2.1 Mơ hình tốn học biên dạng chi tiết tròn xoay 27 2.1.1 Định nghĩa chi tiết tròn xoay 27 iii 2.1.2 Mô hình tốn học biên dạng chi tiết trịn xoay thực 28 2.2 Nguyên lý, cấu tạo cảm biến đo Laser Scan Micrometer .31 2.2.1 Nguyên lý hoạt động cảm biến Laser Scan Micrometer 31 2.2.2 Cấu tạo cảm biến Laser Scan Micrometer .33 2.3 Phương pháp đo biên dạng chi tiết tròn xoay xử dụng quét laser 36 2.4 Phương pháp quét mẫu xây dựng thuật toán đo biên dạng chi tiết tròn xoay 40 2.4.1 Phương pháp quét mẫu 40 2.4.2 Xây dựng thuật toán đo biên dạng chi tiết tròn xoay .42 2.5 Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo biên dạng chi tiết tròn xoay 43 2.6 Kết luận chương 44 Chương THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐO BIÊN DẠNG CHI TIẾT TRÒN XOAY BẰNG QUÉT LASER 45 3.1 Xây dựng thiết bị thực nghiệm 3D-LSM-01 45 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ xác phương pháp đo biên dạng chi tiết tròn xoay xử dụng quét laser 50 3.2.1 Sai số lệch điểm đặt mẫu ban đầu .50 3.2.2 Sai số cảm biến không qua tâm quay 54 3.2.3 Sai số lệch đường dẫn hướng 55 3.2.4 Sai số độ xác cảm biến đo LSM .57 3.2.4.1 Các nguyên nhân gây sai số cảm biến đo LSM [28], [82], [83] 57 3.2.4.2 Tính tốn sai số [82] 58 3.3 Một số giải pháp nâng cao độ xác phương pháp đo biên dạng chi tiết tròn xoay sử dụng quét laser 80 3.3.1 Nâng cao độ xác phương pháp đảo ngược 80 3.3.2 Nâng cao độ xác hiệu chỉnh vị trí chi tiết đo vùng quét laser 83 3.3.3 Nâng cao độ xác hiệu chỉnh cảm biến LSM .84 3.4 Kết luận chương 87 Chương THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐO BIÊN DẠNG CHI TIẾT TRÒN XOAY 88 4.1 Đánh giá thiết bị đo biên dạng 3D-LSM-01 88 iv 4.2 Thử nghiệm giải pháp nâng cao độ xác đo phương pháp đảo ngược 93 4.3 Thử nghiệm xác định ảnh hưởng vị trí chi tiết vùng quét laser 96 4.4 Đánh giá độ không đảm bảo đo thiết bị đo biên dạng chi tiết tròn xoay thiết bị quét laser 3D-LSM-01 .98 4.4.1 Độ không đảm bảo đo biên dạng theo phương ngang trục 99 4.4.2 Độ không đảm bảo đo biên dạng theo phương dọc trục 103 4.5 Đo biên dạng số chi tiết tròn xoay thiết bị quét laser 3D-LSM-01 106 4.5.1 Đo biến dạng chi tiết trục nhôm bậc 107 4.5.2 Đo biến dạng chi tiết đạn .110 KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN ÁN 112 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .112 DANH MỤC 113 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 PHỤ LỤC 121 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Biên dạng viên đạn hoàn chỉnh Hình 2: Các điểm nằm dung sai [1] Hình 3: Sai lệch đường tâm [1] Hình 4: Sai lệch hướng tâm [1] Hình 5: Sai lệch mặt cắt [1] Hình 6: Sai lệch độ tròn Hình 7: Sai lệch độ thẳng Hình 8: Sai lệch độ trụ Hình 9: Các phương pháp đo biên dạng chi tiết tròn xoay Hình 10: Máy đo biên dạng tiếp xúc Hình 11: Dưỡng kiểm tra biên dạng 10 Hình 12: Phân loại phương pháp đo không tiếp xúc quang học [24] 11 Hình 13: Một số dạng máy đo biên dạng không tiếp xúc 11 Hình 14: Nguyên lý đo khoảng cách tam giác lượng 12 Hình 15: Nguyên lý phương pháp đo 3D ánh sáng cấu trúc [11] 13 Hình 16: Nguyên lý phương pháp Time - Of – Flight dạng xung [25] 13 Hình 17: Nguyên lý phương pháp giao thoa [26] 13 Hình 18: Nguyên lý cảm biến Laser scan micrometer 15 Hình 19: Tín hiệu xung thu từ cảm biến quang điện 15 Hình 20: Xung đo đặt vật vào vùng quét laser 15 Hình 21: Vị trí đặt đầu đo tiếp xúc [31] 16 Hình 22: Vị trí đặt đầu đo tiếp xúc quét song song [32] 17 Hình 23: Vị trí đặt đầu đo tiếp xúc quét xoắn ốc [32] 18 Hình 24: Sơ đồ quét khối V 18 Hình 25: a) Sơ đồ phép đo biên dạng hình trụ bậc sử dụng cảm biến dịch chuyển laser 2D; b) Trục quay bàn quay đường tâm hình học chi tiết đo khơng trùng [49] 21 vi Hình 26: Tư cảm biến laser 2D [49] 21 Hình 27: Lưu đồ thuật tốn bù sai số hệ thống dựa thuật toán đám mây 23 điểm [49] 23 Hình 28: Đo biên dạng mặt cắt tròn sử dụng quét laser [55] 24 Hình 1: Mơ hình chi tiết trịn xoay 27 Hình 2: Một số dạng chi tiết tròn xoay 28 Hình 3: Mơ hình tốn học biên dạng chi tiết trịn xoay [57] 28 Hình 4: Biên dạng chi tiết tròn xoay [59] 29 Hình 5: Các dạng biên dạng tròn xoay [32] 30 Hình 6: Cách xây dựng biên dạng chi tiết trịn xoay [37] 30 Hình 7: Mơ hình hoạt động cảm biến đo LSM [28] 31 Hình 8: Mơ hình mối quan hệ kích thước vật đo với khoảng thời gian che khuất 31 Hình 9: Các khoảng thời gian chu kỳ quét mặt cắt thứ i 32 Hình 10: Cảm biến LSM -506S hãng Mitutoyo [66] 32 Hình 11: Mơ hình chức cảm biến LSM 33 Hình 12: Mơ hình phận cảm biến LSM [70] 33 Hình 13: Mơ hình tạo chùm tia quét laser gương đa giác quay 34 Hình 14: Mơ hình tạo chùm tia quét laser gương đa giác quay 34 Hình 15: Mơ hình phận chuẩn trực chùm tia quét góc thành chùm tia quét song 34 Hình 16: Mơ hình phận tạo xung đo 35 Hình 17: Chuyển đổi tương ứng từ độ rộng xung đo thành việc đếm số xung nhịp thời gian 36 Hình 18: Mơ hình ngun lý đo biên dạng chi tiết trịn xoay sử dụng quét laser 37 Hình 19: Chùm laser mặt cắt thứ i 37 Hình 20: Mặt cắt ngang thứ i 38 Hình 21: Mơ hình phương pháp qt mẫu [75] 40 vii Hình 22: Mơ hình phương pháp lấy mẫu theo mặt cắt 41 Hình 23: Thuật tốn đo biên dạng chi tiết tròn xoay quét laser 43 Hình 24: Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo biên dạng chi tiết tròn xoay 44 quét laser 44 Hình 1:Mơ hình thiết bị đo biên dạng chi tiết tròn xoay sử dụng phương pháp quét laser 3D-LSM-01 45 Hình 2: Cảm biến đo Laser scan micrometer LS5041T/R điều khiển LS5001 hãng Keyence [29] 46 Hình 3: Các phận máy đo biên dạng chi tiết trịn xoay 47 Hình 4: Một số chức phần mềm đo thiết bị 3D-LSM-01 48 Hình 5: Giao diện phần mềm đo biên dạng chi tiết trịn xoay 49 Hình 6: Thiết bị đo biên dạng chi tiết tròn xoay sử dụng quét laser 3D-LSM01 sau chế tạo 49 Hình 7: Mơ hình sai số lệch điểm đặt mẫu 50 Hình 8: Mơ hình mối quan hệ biên dạng lệch tâm e 51 Hình 9: Mơ hình sai số lệch trục [79] 52 Hình 10: Mơ hình mặt cắt phương đo [79] 53 Hình 11: Mơ hình sai số cảm biến khơng qua tâm quay [79] 54 Hình 12: Mối quan hệ biên dạng độ lệch di 55 Hình 13: Mơ hình lệch trục dẫn hướng [79] 56 Hình 14: Mối quan hệ biên dạng độ lệch trục 56 Hình 15: Mơ hình đường tia laser qua hệ gương tạo tia quét [82] 58 Hình 16: Hệ tọa độ để xác định đường tia quét laser [82] 59 Hình 17: Mơ hình xác định giao điểm N tia tới T với mặt gương đa giác quay 59 Hình 18: Mơ hình xác định giao điểm K tia phản xạ P với quang trục x’ F 60 Hình 19: Độ lệch giao điểm tia phản xạ với quang trục F góc quét giới hạn [82] 61 viii Hình 20: Đồ thị quan hệ K góc lệch  62 Hình 21: Mơ hình gương quay tạo tia quét laser hội tụ điểm 62 Hình 22: Sự khơng song song với quang trục tia qua thấu kính chuẩn trực tia phản xạ từ gương đa giác không qua tiêu điểm F 63 Hình 23: Mơ hình tính tốn góc lệch tia qua F K nằm tiêu cự F 63 Hình 24: Mơ hình tính tốn góc lệch tia qua F K nằm khoảng tiêu cự F 64 Hình 25: Mơ hình qt chùm tia laser lên chi tiết chúng không song song với quang trục Fθ 65 Hình 26: Mơ hình sai lệch đo nửa chi tiết 65 Hình 27: Mơ hình sai lệch đo nửa chi tiết 66 Hình 28: Mơ hình hệ tạo tia quét gương phẳng - gương đa giác 68 Hình 29: Mơ hình thêm thấu kính phụ Fp tiêu cự F lớn 68 Hình 30: Mơ hình quan hệ vận tốc quét góc quét song song tia laser 68 Hình 31: Đồ thị mối quan hệ vận tốc quét với vị trí tia qt góc 69 Hình 32: Mơ hình tính tốn kết đo chi tiết đối xứng với trục TK1[82] 69 Hình 33: Đồ thị quan hệ góc quét giới hạn lên chi tiết đo đường kính chi tiết với sai số đo 70 Hình 34: So sánh kết đo chi tiết đối xứng không đối xứng với quang trục 71 Hình 35: Mơ hình mặt cắt tia laser vị trí quét cạnh chi tiết 72 Hình 36: Dạng xung phát từ tế bào quang điện tia quét laser lên chi tiết 72 Hình 37: Sự phản xạ tia quét bề mặt chi tiết dạng cạnh 74 Hình 38: Sự phản xạ tia quét bề mặt chi tiết dạng trụ 74 ix Hình 39: Mơ hình tìm góc lệch tới hạn mà tế bào quang điện cảm nhận 75 Hình 40: Mơ hình quan hệ góc lệch tới hạn tia phản xạ sai số đo.76 Hình 41: Các mức điện áp xung tế bào quang điện 76 Hình 42: Vị trí mặt cắt tia quét laser cạnh chi tiết nhẵn nhám 77 Hình 43: Sự khác dạng xung tế bào quang điện đo chi tiết nhẵn nhám 78 Hình 44: Sự khác dạng xung tế bào quang điện đo chi tiết có chiều cao nhám khác 79 Hình 45: Sự khác dạng xung tế bào quang điện đo chi tiết có biên dạng nhám khác [82] 80 Hình 46: Biểu đồ sai số phương pháp lọc Fourier với Ri=50 mm lệch tâm ei=0,05 mm 81 Hình 47: Mơ hình ngun lý phương pháp đảo ngược sử dụng đầu đo LSM 82 Hình 48: Sự thu hẹp đường kính tia quét laser tiêu diện thấu kính 84 Hình 49: Đồ thị đặc tính quan hệ giá trị đo giá trị thực 86 Hình 1: Mẫu trụ chuẩn 89 Hình 2: Mơ hình thử nghiệm đo trụ chuẩn 89 Hình 3: Sai số đo đường kính chi tiết trụ chuẩn máy LS5041 90 Hình 4: Mơ hình thử nghiệm kiểm tra sai số trục Z 91 Hình 5: Sai số trục Z 91 Hình 6: Mơ hình thử nghiệm độ thẳng ray dẫn hướng 92 Hình 7: Kết độ thẳng ray dẫn hướng 92 Hình 8: Mơ hình thử nghiệm đo biên dạng trụ chuẩn 10,59 mm 93 Hình 9: Biên dạng mẫu trụ chuẩn 10,59 mm 94 Hình 10: Biên dạng mẫu trụ chuẩn 10,59 mm sử dụng phương pháp đảo ngược 94 Hình 11: Độ lệch tâm vị trí xác định phương pháp đảo ngược 94 x TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] ISO 12180-1:2011 (accessed on 16 October 2018), "Annex B: Geometrical Product Specifications (GPS)-Cylindricity-Part 1: Vocabulary and Parameters of Cylindrical Form-Consideration in the Assessment of Deviations from Cylindrical Form (International Organization for Standardization)", Available online: https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:12180:-1:ed-1:v1:en Adamczak S., Makieła W (2011), "Analyzing the variations in roundness profile parameters during the wavelet decomposition process using the MATLAB environment", Metrology and Measurement Systems, 18 No 1, pp 25–34 Adamczak S., Bochnia J., Kaczmarska B (2014), "Estimating the uncertainty of tensile strength measurement for a photocured material produced by additive manufacturing", Metrology and Measurement Systems, 21 No 3, pp.553–560 Kundera C., Kozior T (2014), "Research of the elastic properties of bellows made in SLS technology", Advanced Materials Research, Vol 874 (2014), pp 77–81 Tạ Thị Thúy Hương (2016), "Cơ sở đảm bảo độ xác phép đo sai lệch độ tròn", Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Adamczak S., Miko E., Cus F (2009), "A model of surface roughness constitution in the metal cutting process applying tools with defined stereometry", Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering, 55 (2009), pp 45–54 Poniatowska M, Werner A (2010), "Fitting spatial models of geometric deviations of free-form surfaces determined in coordinate measurements", Metrology and Measurement Systems, No 12/4, pp 599–610 Zawada-Tomkiewicz A (2010), "Estimation of surface roughness parameter based on machined surface image", Metrology and Measurement Systems, No 17/3, pp 493–504 Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 5906 : 2007 (2007), "Đặc tính hình học sản phẩm (GPS) – Dung sai hình học – Dung sai hình dạng, hướng, vị trí độ đảo" Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7294 -1: 2003 (2008), "Dung sai chung – Phần 1: Dung sai kích thước dài kích thước góc khơng có dẫn dung sai riêng" Lê Quang Trà (2016), "Nghiên cứu đo biên dạng 3D chi tiết phương pháp sử dụng ánh sáng cấu trúc", Luận án tiến sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Kim Cúc (2018), "Nghiên cứu sử dụng phương pháp ánh sáng cấu trúc để nâng cao chất lượng đo chi tiết khí", Luận án tiến sĩ kỹ thuật Salah A.H.R (2008), "The influence of fitting algorithm and scanning speed on roundness error for 50 mm standard ring measurement using CMM", Metrology and Measurement Systems, 15/1 (2008), pp 33–54 Nemedi, M Sekulic, V Radlovacki et al (2017), "A method for determining roundness and actual form of circular workpiece cross sections", Acta Polytech Hung 14(6), pp 169–184 Vũ Toàn Thắng (2005), "Xây dựng phương pháp đo sai lệch độ trịn chi tiết khí hệ tọa độ cực", Luận án tiến sĩ kỹ thuật 114 [16] Stepien, Krzysztof (2014), "New trends in design of instruments for measurements of roundness and cylindricity", Advanced Technologies in Mechanics, doi: 10.17814/atim.y2014.iss1(1).art8 [17] Page, D et al (2005), "3D CAD model generation of mechanical parts using coded‐pattern projection and laser triangulation systems", Assembly Automation 25(3), pp 230-238 [18] Denkena, Berend & Huke, Philipp (2009), "Development of a high resolution pattern projection system using linescan cameras", Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, doi: 10.1117/12.823837 [19] B Denkena, P Huke, "Development of a high resolution pattern projection system using linescan cameras", Proc SPIE 7389, Optical Measurement Systems for Industrial Inspection VI, 73890F (17 June 2009) [20] Frank Chen, Mumin Song, Gordon M Brown (2000), "Overview of threedimensional shape measurement using optical methods", Optical Enineering, 39, pp 10–22 [21] Apulacheeva, E (2006), "Overview of 3D surface digitization technologies in Europe", Three-Dimensional Image Capture and Applications VII, Proceedings of the SPIE 6056 [22] Schwarte, R (1997), "Überblick und Vergleich aktueller Verfahren der optischen Formerfassung", GMA-Bericht 30, Optische Formerfassung, Langen, pp 1-12 [23] Sandner, Marc (2015), "Optical measurement of partially specular surfaces by combining pattern projection and deflectometry techniques", doi: 10.13140/RG.2.1.3771.7363 [24] Sindhu, V & Soundarapandian, S (2019), "Three-dimensional modelling of femur bone using various scanning systems for modelling of knee implant and virtual aid of surgical planning", Measurement: Journal of the International Measurement Confederation, 141:190–208, doi: 10.1016/j.measurement.2019.04.017 [25] Hosseininaveh, Ali (2014), "Photogrammetric Multi-View Stereo and Imaging Network Design" [26] https://www.apogeeweb.net/electron/The-Function-And-Principle-Of-LaserSensor.html [27] https://hub.hamamatsu.com/us/en/application-note/measuring-distance-withlight/index.html [28] Laser Scan Micrometer-Mitutoyo (accessed on October 2017)., Available online: http://www.mitutoyo.com/wp-content/uploads/2013/07/2101_LaserScan-Mic.pdf [29] Niu, Zengyuan & Chen, Yuan-Liu & Shimizu, Yuki & Matsukuma, Hiraku & Gao, Wei (2018), "Error Separation Method for Precision Measurement of the Run-Out of a Microdrill Bit by Using a Laser Scan Micrometer Measurement System", Journal of Manufacturing and Materials Processing, 2(1), 4, doi: 10.3390/jmmp2010004 [30] https://www.aeroel.it/technology/how-does-a-laser-micrometer-works/38inglese/tecnologia.html [31] https://www.aeroel.it/images/pdf/datasheet/xactum_en.pdf 115 [32] Endo, K.; Gao, W.; Yiyono, S (2003), "A new multi-probe arrangement for surface profile measurement of cylinders", JSME Int J Ser C 2003, 46, pp 1531–1537 [33] Wenwen Liu, Penghao Hu & KuangChao Fan (2018), "Comparison of Current Five-Point Cylindricity Error Separation Techniques", Applied Sciences, 8, 1946, doi : 10.3390/app8101946 [34] Lee, J.C.; Yuki, S.Y.; Gao, W.; Oh, J.; Park, C.H (2014), "Precision evaluation of surface form error of a large-scale roll workpiece on a drum roll lathe", Precision Engineering, 38, pp 839–848 [35] Shi, S.Y.; Lin, J.; Wang, X.F.; Zhao, M (2016), "A hybrid three-probe method for measuring the roundness error and the spindle error", Precis Eng., 45, pp 403–413 [36] Li, S.Y.; Dai, Y.F.; Xie, X.H (2007), "On-Side Measurement and Error Compensation Technology for Precision and Ultra-Precision Machining", University of Defense Science and Technology Press: Changsha, China, pp 95– 279; ISBN 978-7-81099 (In Chinese) [37] Zhang, L.; Zhao, Y.; Ba, L (2018), "Research and practice on the online measurement of cylindricity error in a grinding machine", Key Engineering Material, vols 359–360, pp 176–180 [38] Liu, W.W.; Fan, K.C.; Hu, P.H.; Hu, Y (2018), "A parallel error separation method for the on-line measurement and reconstruction of cylindrical profiles", Precision Engineering, volume 51, pp 1–9, doi:10.1016/j.precisioneng.2017.06.017 [39] Liu, W.W.; Zeng, H.; Liu, S.L.; Wang, H.T.; Chen, W.Y (2018), "Four-point error separation technique for cylindricity", Meas Sci Technol, 29, 075007, doi: 10.1088/1361-6501/aac15b [40] Ste˛pien´(2014), "In situ measurement of cylindricity—Problems and solutions", Precis Eng., 38, pp 697–701 [41] Ste˛pien´, K.; Janecki, D.; Adamczak, S (2011), "Investigating the influence of selected factors on results of V-block cylindricity measurement", Measurement, 44, pp 767–777 [42] Adamczak, S.; Janecki, D.; Ste˛pien´, K (2010), "Qualitative and quantitative evaluation of the accuracy of the V-block method of cylindricity measurements", Precis Eng., 34, pp 619–626 [43] Chen, Y.L.; Niu, Z.; Matsuura, D.; Lee, J.C.; Shimizu, Y.; Gao, W.; Oh, J.S.; Park, C.H (2017), " Implementation and verification of a four-probe motion error measurement system for a large-scale roll lathe used in hybrid manufacturing", Measurement Science and Technology, volume 28, number 10 [44] Sun, C., Wang, H., Liu, Y et al (2020), "A cylindrical profile measurement method for cylindricity and coaxiality of stepped shaft", Int J Adv Manuf Technol 111, pp 2845–2856 [45] Liu, Dongliang & Zheng, Peng & Wu, Jianghao & Yin, Haotian & Zhang, Linna (2020), "A new method for cylindricity error evaluation based on incrementsimplex algorithm", Science progress, 103, 36850420959878, doi : 10.1177/0036850420959878 [46] ISO 16610 (2006), "Geometrical product specifications (GPS)- filtration" 116 [47] Liu HW, Xiang H, Chen JH, Yang R (2018), "Measurement and compensation of machine tool geometry error based on Abbe principle", Int J Adv Manuf Technol 98:2769–2774 [48] Wu CJ, Fan JW, Wang QH, Pan R, Tang YH, Li ZS (2018), "Prediction and compensation of geometric error for translational axes in multi-axis machine tools", Int J Adv Manuf Technol 98, pp 3413–3435 [49] Zhang M, Liu Y, Sun C, Wang X, Tan J (2019), "A systematic error modeling and separation method for the special cylindrical profile measurement based on 2-dimension laser displacement sensor", Review of Scientific Instruments, 90, 105006, doi: 10.1063/1.5111350 [50] D Janecki and J Zwierzchowski (2015), "A method for determining the median line of measured cylindrical and conical surfaces", Meas Sci Technol 26, 085001 [51] Sun, Chuanzhi; Wang, Lei; Tan, Jiubin; Zhao, Bo; Zhou, Tong; Kuang, Ye (2016), "A high-accuracy roundness measurement for cylindrical components by a morphological filter considering eccentricity, probe offset, tip head radius and tilt error", Measurement Science and Technology, 27(8), 085008– doi:10.1088/0957-0233/27/8/085008 [52] P Chiabert, M De Maddis, G Genta et al (2018), "Evaluation of roundness tolerance zone using measurements performed on manufactured parts: A probabilistic approach", Precis Eng 52, pp 434–439 [53] J Kennedy and R Eberhart (1995), "Particle swarm optimization", Proceedings of ICNN’95 – International Conference on Neural Networks, Vols 1–6, pp 1942–1948 [54] J J Liang, A K Qin, P N Suganthan et al (2006), "Comprehensive learning particle swarm optimizer for global optimization of multimodal functions", IEEE Trans Evol Comput 10(3), pp 281–295 [55] J Kennedy (1997), "The particle swarm: Social adaptation of knowledge", in Proceedings of 1997 IEEE International Conference on Evolutionary Computation, pp 303–308 [56] S Mekid, K Vacharanukul (2006), "Differential laser doppler based noncontact sensor for dimensional inspection with error propagation evaluation", Sensors 6, pp 546–556 [57] S Mekid; K Vacharanukul (2011), "In-process out-of-roundness measurement probe for turned workpieces", 44(4), pp 762–766 [58] Wenwen Liu, Kuangchao Fan, Penghao Hu, Yi Hu (2018), "A parallel error separation method for the on-line measurement and reconstruction of cylindrical profiles", Precision Engineering, Volume 51, pp 1-9 [59] K Endo, W Gao, and S Kiyono (2013), "A new multi-probe arrangement for surface profile measurement of cylinders", JSME Int Journal, Ser C Mech Syst Mach Elem Manuf., vol 46, no 4, pp 1531–1537, doi: 10.1299/jsmec.46.1531 [60] X Lei, J Li, Y Li, Y Zhou, Y Xue and X Ren (2006), "Separating and Reconstructing Techniques of Cylindricity Error by Three-point Method", 2006 International Conference on Mechatronics and Automation, pp 89-94, doi: 10.1109/ICMA.2006.257458 117 [61] Buajarern, J., Somthong, T., Ali, S.H.R et al (2013), "Effect of step number on roundness determination using multi-step method", Int J Precis Eng Manuf 14, 2047–2050 [62] Jywe W, Che CJ (2007), "A new 2D error separation technique for performance tests of CNC machine tools", Precis Eng, 31, pp 369–375 [63] Gao W, Yokoyama J, Kojima H, Kiyono S (2002), "Precision measurement of cylinder straightness using a scanning multi-probe syste", Precis Eng., 26, pp 279–288 [64] Endo K, Gao W, Yiyono S (2003), "A new multi-probe arrangement for surface profile measurement of cylinders", JSME Int J Ser C, 46, 1531–7 [65] Zhang L, Zhao Y, Zhang Y (2009), "Theory experiment of three-probe error separation technique", Chin J Mech Eng., 45(6), pp 256 - 261 [66] Zhang L, Zhao Y, Ba L (2008), "Research and practice on the on-line measurement of cylindricity error in a grinding machine", Key Eng Mater, 359– 360:176–80 [67] Laser Scan Micrometer–Keyence (accessed on 02 May 2019), Available online:https://www.keyence.com/ss/products/measure/measurement_library/type/ optical/ [68] https://www.keyence.com/products/measure/micrometer/ls-9000/specs/ [69] https://www.mitutoyo.eu/en_us/news-and-events/latest-news/world-classaccuracy-non-contact-measuring-the-new-mitutoyo-lsm-6902h-laser-scanmicrometer [70] Li SY, Dai YF (2007), "On-side measurement LSM -506S error compensation technology for precision and ultra-precision machines", ChangSha, China: National University of Defense Technology Press [71] https://www.mitutoyo.co.jp/eng/support/service/catalog/05/E13004.pdf [72] Kim, Se & Kim, Jin (2019), "Optimal design of side roller to minimize the roundness errors of lead wire sides", Advances in Mechanical Engineering, 11, 168781401984676 [73] B Muralikrishnan and J Raja (2009), "Computational Surface and Roundness Metrology", Springer [74] K Cheng (2009), "Machine dynamics: fundamentals, applications and practices, Springer" [75] D Chetwynd (1979), "Roundness measurement using limaỗons", Precision Engineering, 1, pp 137– 141 [76] Zheng, Peng; Liu, Dongliang; Zhao, Fengxia; Zhang, Linna (2019), "An efficient method for minimum zone cylindricity error evaluation using kinematic geometry optimization algorithm", Measurement, 135, pp 886– 895 doi:10.1016/j.measurement.2018.12.046 [77] Janecki, Dariusz & Zwierzchowski, Jarosław & Cedro, Leszek (2015), "A problem of optimal cylindricity profile matching", Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, vol 63, doi : 10.1515/bpasts-2015-0088 [78] K.D Summerhays; R.P Henke; J.M Baldwin; R.M Cassou; C.W Brown (2002), "Optimizing discrete point sample patterns and measurement data analysis on internal cylindrical surfaces with systematic form deviations", 26(1), pp 105–121, doi:10.1016/s0141-6359(01)00106-4 118 [79] Janecki, Dariusz & Zwierzchowski, Jarosław (2009), "The bird-cage method used for measuring cylindricity A problem of optimal profile matching" 19th IMEKO World Congress, ISBN 978-88410-0-1, pp 1784 – 1789 [80] Sun, Chuanzhi; Li, Chengtian; Liu, Yongmeng; Wang, Hongye; Wang, Baosheng; Wang, Xiaoming; Tan, Jiubin (2019), "A cylindricity evaluation approach with multi-systematic error for large rotating components" Metrologia, volume 57, number 2, doi: 10.1088/1681-7575/ab55c4 [81] Sun, Chuanzhi & Wang, Hongye & Liu, Yongmeng & Wang, Xiaoming & Wang, Baosheng & Li, Chengtian & Tan, Jiubin (2020), "A cylindrical profile measurement method for cylindricity and coaxiality of stepped shaft", The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, doi: 10.1007/s00170-020-06296-5 [82] Lê Xuân Cam (2015), "Nghiên cứu độ xác đo profile bề mặt chi tiết máy phương pháp quét laser theo đường", Luận văn Thạc sĩ khoa học [83] https://www.mitutoyo.se/application/files/2015/8401/6250/PRE10334Laser_Sca n_Micrometer_WEB.pdf [84] Sun, Chuanzhi & Wang, Lei & Tan, Jiubin & Zhao, Bo & Tang, Yangchao (2016), "Design of roundness measurement model with multi-systematic error for cylindrical components with large radius", Review of Scientific Instrumentsu, 87, 025110, doi: 10.1063/1.4941679 [85] Lee, J.; Noh, Y.; Arai, Y.; Gao, W.; Park, C (2009), "Precision Measurement of Cylinder Surface Profile on an Ultra-Precision Machine Tool", Measurement Science Review, 9(2), doi: 10.2478/v10048-009-0008-4 [86] Wei Gao; Jun Yokoyama; Hidetoshi Kojima; Satoshi Kiyono (2002), "Precision measurement of cylinder straightness using a scanning multi-probe system", 26(3), pp 279–288 doi: 10.1016/s0141-6359(02)00106-x [87] Zhang, Risheng & Yang, Jialin & Shang, Erwei & Chen, Yanqiu & Liu, Yu (2018), "Error Analysis of Radial Motion Measurement of Ultra-Precision Spindle", World Journal of Engineering and Technology, 06, pp 567-574 10.4236/wjet.2018.63034 [88] Marsh, Eric R et al (2010), "A comparison of reversal and multiprobe error separation", Precision Engineering, 34, pp 85-91 [89] Giacomo, B D and Rita de Cássia Alves de Magalhães (2003), "Reversal Technique Applied To The Measurement Of Straightness Errors" ABCM Symposium Series in Mechatromics, vol 1, pp 479-487 [90] Suganthi, X.H.; Natarajan, U.; Ramasubbu, N (2015), "A review of accuracy enhancement in microdrilling operations", Int J Adv Manuf Technol., 81, pp 199–217 [91] Evans, C.J.; Hocken, R.J.; Estler, W.T (1996), "Self-calibration: Reversal, redundancy, error separation, and ‘absolute testing’", CIRP Ann.-Manuf Technol., 45, pp 617–634 [92] Gao, W.; Lee, J.C.; Arai, Y.; Noh, Y.J.; Hwang, J.H.; Park, C.H (2010), "Measurement of slide error of an ultra-precision diamond turning machine by using a rotating cylinder workpiec", Int J Mach Tools Manuf., 50, pp 404– 410 119 [93] Lee, J.; Gao, W.; Shimizu, Y.; Hwang, J.; Oh, J.S.; Park, C.H (2012), "Spindle error motion measurement of a large precision roll lathe", Int J Precis Eng Manuf., 13, pp 861–867 [94] Niu, Z.; Chen, Y.L.; Matsuura, D.; Lee, J.C.; Kobayashi, R.; Shimizu, Y.; Ito, S.; Wei, G.; Oh, J.S.; Park, C.H (2017), "Precision measurement of Z-slide vertical error motion of an ultra-precision lathe by using three-probe method", Int J Precis Eng Manuf., 18, pp 651–660 [95] Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9595-3 : 2013 (2013), "Hướng dẫn trình bày độ khơng đảm bảo đo" [96] ISO/IEC GUIDE 99:2007 (2007) "International vocabulary of metrology-Basic and general concepts and associated terms(VIM)" [97] G L Leonard Schild, Alexandra Kraemer, Doreen Reiling, Hanjue Wu (2018), "Influence of surface roughness on measurement uncertainty in Computed Tomography", 8th Conf Ind Comput Tomogr Wels, Austria (iCT 2018), no iCT, pp 1–8 [98] M Ren, C Cheung, L Kong, and S Wang (2015), "Quantitative analysis of the measurement uncertainty in form characterization of freeform surfaces based on Monte Carlo simulation", Procedia CIRP, vol 27, pp 276–280, doi: 10.1016/j.procir.2015.04.078 [99] ITTC (2014), "ITTC – Recommended Procedures and Guidelines, ITTC Quality System Manual Recommended Procedures and Guidelines Guide to the Expression of Uncertainty in Experimental Hy- drodynamics, ITTC – Recommended Procedures and Guidelines" [100] JCGM 101:2008 (2008), "Evaluation of measurement data — Supplement to the ‘Guide to the expression of uncertainty in measurement’ — Propagation of distributions using a Monte Carlo method" [101] Z Du, Z Wu, and J Yang (2016), "Error ellipsoid analysis for the diameter measurement of cylindroid components using a laser radar measurement system", Sensors (Switzerland), vol 16, no 5, doi: 10.3390/s16050714 [102] Https://nfogm.no/wp-content/uploads/2015/04/7-Steps-to-CalculateMeasurement-Uncertainty-by-Rick-Hogan.pdf [103] Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Cẩm Tú (2005), "Kỹ Thuật đo lường kiểm tra chế tạo khí", Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 120 PHỤ LỤC 121 Phụ luc 122 123 Phụ luc 124 Phụ luc 125 Phụ lục 126 127 Phụ lục Bảng kết đo biên dạng mẫu nhôm máy LSM máy đo độ trịn F135 Góc Đầu đo LSM (µm) Máy đo độ trịn (µm) 4,35 -0,4 30 4,05 -0,5 60 4,50 0,0 90 4,35 -0,2 120 4,75 -0,7 150 6,15 1,0 180 5,85 0,6 210 4,35 -0,6 240 4,45 -0,7 10 270 4,40 -0,4 11 300 5,45 0,1 12 330 6,25 0,8 13 360 4,15 -0,2 TT 128