Tương tự như mặt lưới Bezier bậc 3 kép, mặt lưới B-spline đều bậc 3 kép được định nghĩa là mặt cong tích Tenxơ các đường cong B-spline đều:
Ta cũng có thể lập mặt lưới B-spline đều với thứ bậc khác nhau theo phương u và v riêng biệt.
Hình 3.11 - Mặt lưới B-spline đều bậc 3 kép
3.2.3.2.Sai số chọn mặt lưới
Bằng cách giảm số lượng tam giác không cần thiết và tối ưu hoá vị trí các đỉnh. Sau đó nối các cạnh của mỗi tam giác trong lưới sao cho các điểm hình học không thay đổi. Sau khi đơn giản hoá bề mặt vật thể sẽ trơn hơn và có độ phân giải thấp hơn. Tuy nhiên khi giảm số lượng tam giác tại những mặt cong hoặc những chỗ lồi lõm phức tạp thì các biên dạng của lưới liền kề được nối trực tiếp với nhau bởi đường thẳng hoặc Spline, đây cũng là nguyên
78
nhân gây ra sai số tạo hình bề mặt. Trong sản phẩm tái tạo ngược tác giả giữ nguyên số lượng tam giác được tạo tại các bề mặt cong phức tạp nhằm nâng cao độ chính xác tạo hình, ở các vùng bề mặt trơn tác giả đã giảm 1/3 số lưới tam giác nhằm giảm dung lượng và độ phân giải của bề mặt được trơn hơn, tuy nhiên đây chính là nguyên nhân gây ra các sai lệch về kích thước bao như hình 3.2
3.2.4. Sai số do khi chia nhỏ lưới:
Chia nhỏ lưới đã được đơn giản hoá để tạo bề mặt trơn theo ý muốn. Tùy mức độ trơn cần thiết mà ta chia mật độ lưới khác nhau, những mặt phẳng thì có thể chia các ô lưới to hơn so với những chỗ lồi lõm và những phần giao nhau. Khi chia nhỏ lưới tuỳ theo trình độ và tư duy thiết kế của từng người thì các khoảng lưới được chia cũng khác nhau do đó sai số cũng khác nhau. Trong phần thực nghiệm do vùng bệ mặt trơn đã được đơn giản nền để đảm bảo độ trơn và nhẵn tại các cung lượn, vùng lồi, lõm phức tạp tác giả đã chia nhỏ từ 0.5 - 0.75 tam giác và chỉnh sửa làm trơn bề mặt vì vậy các sai số bán kính trên hình 3.2 là rất lớn.
3.2.5. Sai số khi hiệu chỉnh bề mặt
Quá trình xây dựng bề mặt từ lưới tam giác, bề mặt tạo thành đôi khi không trơn và không đồng nhất với nhau vì vậy người thiết kế phải cắt xén
phần bề mặt không phù hợp và tạo các đường cơ mới để tạo ra bề mặt trơn và đẹp hơn. Do khi vẽ các đường cơ mới do không còn đám mây điểm để
cố định thông số Spline vì vậy sản phẩm bản vẽ tiếp tục có sai số tích luỹ. Từ những phân tích trên thấy rằng sai số tái tạo ngược khi sử dụng máy đo 3 chiều kiểu tiếp xúc thì nguyên nhân gây sai số chủ yếu do chọn mật độ điểm đo và dải đo. Từ đây có thể đưa ra được dự báo kỹ thuật về độ chính xác tái tạo ngược
79
3.3. Dự báo kỹ thuật về độ chính xác tái tạo ngược trên trung tâm gia công VMC-85S công VMC-85S
Từ kết quả nghiên cứu trên tác giả đã sử dụng các phần mềm CAD/CAM để sử lý và xây dựng bề mặt sản phẩm từ dữ liệu đo 3 chiều trên máy CMM-C544 và đưa ra một số định hướng sau đây:
- Kỹ thuật tái tạo ngược trên các máy đo 3 chiều CMM cho độ chính xác cao và tin cậy. Tuy nhiên nó phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ đo và trình độ người thiết kế. Với sản phẩm có yêu cầu cao về độ chính xác cần chọn dải đo nhỏ (khoảng 0.05- 0.25mm), đối với công cụ thiết kế là các phần mềm phải đủ mạnh và chuyên dùng vì khi xây dựng bề mặt ta mới có thể tối ưu được toạ độ các điểm và tạo các lưới để tạo bề mặt trơn mà không ảnh hưởng gì đến độ chính xác tạo hình sản phẩm. Ngoài ra năng lực và trình độ thiết kế cũng là yếu tố quyết định độ chính xác tái tạo ngược.
Khi cần tái tạo ngược sản phẩm có độ chính xác cao ngoài việc tối ưu thiết kế và sử lý dữ liệu như trên đã phân tích cần xét đến ảnh hưởng của độ chính xác gia công khi chế tạo sản phẩm, vì có rất nhiều nguyên nhân gây ra sai số gia công như: ảnh hưởng của hệ thống công nghệ, ảnh hưởng của nhiệt cắt, lực cắt, rung động, mòn dụng cụ... . Từ đó sẽ có được sai số tổng hợp và đưa ra phương án bù sai số khi chế tạo và gia công sản phẩm. Phần bù sai số chế tạo phải được giải quyết trong các chuyên đề khác.
Chương 4. KẾT LUẬN
Với đề tài "Nghiên cứu đánh giá độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công VMC-85S”. Tác giả đã được sự hướng dẫn tận tình
của PGS.TS. Nguyễn Đăng Hoè, đề tài đã được hoàn thành và đạt được kết quả sau:
80
Trên cơ sở hệ thống thiết bị bao gồm máy đo 3 chiều CMM-544, trung tâm gia công VMC-85S tại trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp và các tài liệu liên quan, đề tài đã khai thác và ứng dụng được hệ thống thiết bị công nghệ cao tại nhà trường trong kỹ thuật tái tạo ngược và đánh giá được độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng máy CMM, kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ được ứng dụng trực tiếp trong các lĩnh vực sau:
- Ứng dụng các phần mềm Geomagic studio, Rapidfrom XOR, Catia, Mastercam để sử lý dữ liệu đo 3 chiều trên máy CMM, xây dựng mô hình bề
mặt và thiết kế chương trình gia công các chi tiết có hình dáng hình học phức tạp. - Ứng dụng công nghệ cao trong thiết kế và chế tạo khuôn mẫu
- Là cơ sở để nghiên cứu về độ chính xác thiết kế - chế tạo khuôn mẫu
Tuy nhiên do đề tài là vấn đề khá mới ở Việt Nam, tài liệu tham khảo bằng tiếng Việt là rất ít, mặt khác trình độ của tác giả còn hạn chế và thời gian thực hiện ngắn nên đề tài sẽ không tránh khỏi những sai sót.
Trong tương lai, tác giả dự định sẽ tiếp tục phát triển luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ này theo định hướng: Nghiên cứu nâng cao độ chính xác chế tạo khuôn mẫu trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật ngược.
Vì vậy, tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp, để đề tài này được hoàn thiện hơn và có triển vọng phát triển trong tương lai.
Xin trân trọng cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS.TS. Đặng Văn Nghìn và tập thể tác giả-Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài: Nghiên cứu công nghệ tạo mẫu nhanh để gia công các chi tiết có bề mặt phức tạp. Thành phố Hồ Chí Minh tháng 06/2004.
[2] PGS.TS.Nguyễn Đăng Hoè – Giáo trình công nghệ tạo mẫu nhanh. Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.
81
[3] Trần Đức Quý – Giáo trình máy đo 3 chiều. Hà Nội tháng 02/2002. [4] Chế độ cắt gia công cơ khí (NXB Đà Nẵng)
[5] Tối ưu hoá quá trình gia công cắt gọt (NXB Giáo dục) [6] Quy Hoạch thực nghiệm (NXB Khoa học và kỹ thuật)
[7] Công nghệ gia công trên máy CNC (PGS.TS. Trần Văn Địch – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2000)
[8] Dung sai lắp ghép (NXB Đà Nẵng)
[9] Metrology of engineers - Fifth Edition (Luton College of higher Education)
[10] Fundamental of Dimensional Metrology 3RD ED (ADIvision of International Thomson Limited)
[11] Handbook of Dimentional Measurement (Industrial press inc - 200 Madison Avenue, New york, N.Y. 10157)
[12] Operation's manual for machining center Fanuc Series O-MD, O-MD (Fanuc Ltd 1998)
[13] Mechanical Design Solutions 1,2,3. Catia V5R16
[14] Advanced Modelling for CAD/CAM System. (Heidelberg 1991) [15] Mastercam Version 9.0 User Guide
[16] Software Mastercam Version 9.0
[17] C.B. Beesaut “ Computer Aided Design And Manufacture (New York – Toronto – Singapore)