Tự động hoá quá trình đo và đánh giá sai số chế tạo thông số ăn khớp của bánh răng trụ trên máy đo tọa độ 3 chiều CMM 544 Mitutoyo

Đo sai lệch bước vòng trên vòng tròn đo

Trong phương pháp này, người ta tiến hành so sánh các bước vòng trên vòng tròn đo với nhau bằng cách tiến hành chỉnh “0” cho máy hoặc dụng cụ đo bằng một bước bất kỳ trên vòng tròn đo rồi tiến hành đo các bước còn lại, sai lệch chỉ thị cho ta sai lệch bước đo so với bước ban đầu lúc chỉnh “0 “. Trong sơ đồ a và b, vòng tròn đo được xác định bằng cữ đo trên máy, ở sơ đồ a dùng một đồng hồ làm chuẩn, một đồng hồ chỉ thị, sơ đồ b dùng điểm tỳ chuẩn cố định.

Đo sai lệch giới hạn bước pháp cơ sở

Phương pháp đo sai lệch b ước vòng đơn giản trong điều chỉnh song năng suất đo không cao, chỉ thích hợp với sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ. Trong đó sơ đồ a và c dùng cho các dụng cụ cầm tay gọi là đồng hồ đo bước, sơ đồ b dùng cho máy đo bước cơ sở.

Đo sai lệch khoảng pháp tuyến chung

Có thể đo cả với z răng hoặc cách vài răng đo một lần tuỳ theo độ chính xác và độ lớn của bánh răng đó. Trong tiêu chuẩn quy định dung sai độ dao động khoảng pháp tuyến chung là F vw dùng để đánh giá mức độ chính xác động học và sai lệch nhỏ nhất của khoảng.

Đo sai số prôfin răng

Để khắc phục nhược điểm của nguyên lý tạo hình trên, nâng cao độ chính xác khi đo và thích hợp với sản xuất loạt nhỏ, người ta đã cải tiến nguyên lý tạo hình thân khai mẫu nhằm giảm bớt số chi tiết mẫu, t ăng tính vạn n ăng của máy bằng cách dùng cơ cấu điều chỉnh dạng đòn hoặc thước tang tạo ra vòng cơ sở tuỳ ý. Trong công nghiệp chế tạo và đặc biệt trong ngành cơ khí, việc sản xuất các sản phẩm chi tiết đều dựa vào các bản vẽ kỹ thuật - phương tiện thông tin chủ yếu giữa người thiết kế và chế tạo chi tiết.

H ệ tọa độ Đề các vuông góc

Hệ toạ độ của máy là cố định và được xác định từ trước bởi ba trục toạ độ Đề các vuông góc Oxyz (Đối với máy đo toạ độ Đề các) cùng với các tiêu chuẩn còn hệ toạ độ vật chỉ liên quan tới vật đo và do người sử dụng quy định. Mặt khác các khái niệm về kích thước như đường kính, chiều cao, khoảng cách hay về vị trí tương quan giữa các bề mặt..chỉ được xác định trong hệ toạ độ riêng của nó - tức là hệ toạ độ vật được đặt một cách chính tắc trong quan hệ hình học của chi tiết.

Thu ật toán cho những yếu tố hình học cơ bản

Để đạt được mục đích đó, người ta đặt các điểm, các đường hay các mặt vào một hệ toạ độ được chọn một cách hợp lý. Sau khi chọn được hệ toạ độ thì ta có thể đặc trưng cho mỗi điểm bằng các toạ độ của nó, biểu diễn mỗi đường, mỗi mặt bằng một phương trình. Bài toán hình học được đưa về bài toán đại số với việc giải rất thuận lợi nhờ sự t rợ giúp của máy tính.

Những chi tiết cơ khí luôn là một hình khối kín được bao bọc bởi các mặt cơ bản, yếu tố hình học cơ bản như đường thẳng, đường tròn, mặt phẳng, mặt trụ, côn, cầu. Gọi toạ độ tâm O của đường tròn là (x0,y0) khi đo bán kính R của đ ường tròn được tính qua hai điểm O và M1. (18) từ toạ độ tâm O ta thay vào một trong 3 phương trình của hệ ta tìm đ ược bán kính R của đường tròn.

Thu ật toán xác định đường tròn qua toạ độ nhiều điểm đo

MiMi0 là khoảng cách từ Mi tới mặt phẳng xấp xỉ lý tưởng Mi0 là chân đường pháp tuyến đi qua Mi trên bề mặt xấp xỉ. Tuy nhiên việc giải hệ phương trình phi tuyến trên khá phức tạp nên ta chỉ giải trong những trường hợp cụ thể thường gặp trong các chi tiết cơ khí như : mặt phẳng, mặt trụ, mặt cầu, mặt thân khai. Đây là hệ 4 phương trình 4 ẩn siêu việt, phi tuyến nên ta phải giải gần đúng theo phương pháp Newton.

Phép lặp Newton luôn hội tụ về nghiệm, số lần lặp phụ thuộc vào việc chọn nghiệm gần đúng đầu tiên và các giá trị giới hạn [a], [b], [c], [d]. Để giảm bớt số lần lặp ta tìm nghiệm đầu tiên ít sai lệnh nhất bằng cách đo 3 điểm xa nhau nhất trên mặt phẳng và xác định mặt phẳng đi qua nó như đã trình bày. Ở đây ta lưu ý khi chọn mặt phẳng đầu tiên ta phải chọn 3 điểm càng xa nhau càng tốt, nếu 3 điểm gần nhau quá thì mặt phẳng ban đầu sẽ sai khác rất lớn làm cho số phép lặp tăng lên nhiều.

Qua nhi ều điểm đo

• Độ chính xác phép đo
• L ập trình chương trình tính toán sai số gia công bánh răng trụ răng thẳng b ằng ngôn ngữ JavaScript

Sai số tồn tại trong khi đo gọi là sai số đo, đó là do ảnh hưởng tổng hợp của các sai số do bản thân phương tiện đo, do thay đổi, do điều chỉnh lực đo, do nhiệt độ, do các yếu tố có quan hệ tới chuẩn và định vị chi tiết đo cũng như các sai số khác xuất hiện trong quá trình đo. Vì đề tài nghiên cứu trong phạm vi máy đo toạ độ đề các nên điểm cơ bản phải nắm vững cơ sở hình học của phép đo đó là hệ toạ độ đề các và lý thuyết toán học chuyển đổi từ hệ toạ độ này sang các hệ toạ độ khác và ngược lại. Thêm vào đó, một khía cạnh nữa liên quan đến hệ dẫn động phổ biến trong hầu hết các máy đo toạ độ điều khiển tự động (CNC CMM) là mô hình toán học và lý thuyết điều khiển cho động cơ servo, loại được sử dụng rất hiệu quả để dẫn động các giá dịch chuyển của máy đo toạ độ.

Vì các lập luận ở trên cùng với việc phát triển của khoa học kỹ thuật trong việc sản xuất ra các dụng cụ đo hiện đại như máy đo toạ độ CMM, đồng thời áp dụng tin học vào việc xây dựng chương trình xử lý số liệu, tác giả đã xây dựng và lập trình chương trình tính toán sai số gia công bánh răng trụ răng thẳng bắng ngôn ngữ Java Script. Chương trình với các thuật toán sẽ tự động xử lý dữ liệu sẽ cho ra các sai số gia công bao gồm: Sai số đường kính vòng đỉnh, sai số đường kính vòng chân, sai số chiều cao răng, sai số chiều dày răng, sai số bước răng, sai số góc giữa các răng và vẽ lại biên dạng bánh răng. Tiến hành Scan biên dạng bánh răng trụ răng thẳng (Trong khuôn khổ đề tài, tác giả chỉ lập trình tính toán sai số gia công bánh răng trụ răng thẳng) trên máy đo CMM 544 Mitutoyo của Trung tâm thí nghiệm trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp.

Để nâng cao độ chính xác kết quả đưa ra của chương trình, ta tạo bộ số liệu với bước quét nhỏ hơn, bước quét càng nhỏ, độ tin cậy của kết quả đưa ra càng lớn tuy nhiên sẽ khó khăn cho việc tạo bộ dữ liệu đầu vào. Với kết quả sai số gia công đưa ra, nhà sản xuất biết được sản phẩm mình làm ra (bánh răng) đạt độ chính xác như thể nào từ đó có thể điều chỉnh quy trình công nghệ gia công để nâng cao độ chính xác gia công.