đo lường di động
các máy đo toạ độ (CMM), các thiết bị đo lường khác bao gồm các thước đo, compa đo ngoài, trắc vi kế, máy đo biên dạng dùng tia laser và các thiết bị quang học (máy ảnh, kắnh hiển vi, vv).
Các hệ thống đo lường di động, bao gồm máy CMM di động, là hệ quả đương nhiên từ quá trình kết hợp các máy đo cầm tay truyền thống với những nhu cầu công nghiệp tinh vi, hiện đại. Hiện tại, những hệ
MEASUREMENT
39
thống này bao gồm từ hệ thống thăm dò di động sử dụng nút cảm ứng cơ học đến laser, máy thăm dò nhiệt và các máy ảnh có độ phân giải cao, và phần mềm đi kèm.
MÁY THĂM DÒ CƠ HỌC
Thiết bị đo kắch thước, như loại sản xuất bởi Mahr Federal, là một trong những hệ thống nhỏ nhất. Máy đo chất lượng bề mặt di động Pocket Surf PS1 chỉ cân nặng khoảng 40g và có thể đo hơn 24 thông số chất lượng bề mặt bằng bộ phận dò cảm ứng có độ phân giải cao. Máy PS1 cung cấp hàng loạt các đặc điểm, bao gồm bộ nhớ, cổng kết nối USB, phần mềm PC tuỳ chọn, và một biên độ đo đạc rộng, làm tăng tắnh linh hoạt của thiết bị cho hàng loạt các ứng dụng.
Vắ dụ, lực đo thấp 0.7mN của Pocket Surf PS1 có lẽ là lực nhỏ nhất được sử dụng trong ngành. Màn hình thiết bị lớn nên chỉ cần nhìn thoáng qua vẫn thấy được số liệu đo đạc và tất cả các chức năng được hiển thị ở dạng văn bản thuần túy. Chiều dài giới hạn có thể được chọn tự do và bộ phận hiệu chỉnh chủ được lắp sẵn vào thiết bị nên không cần dùng đến hệ điều chỉnh bên ngoài. Biên độ đo rộng lên tới 350um được củng cố bởi khả năng xoay cũng như chuyển động theo chiều dọc của PS1.
Máy có thể đo ngược, được lắp lên một bề mặt dẹt hoặc giá đo, hoặc thậm chắ vuông góc với bề mặt tiếp xúc với một mặt cuối khối chữ V tuỳ ý. Các bộ cảm biến được cung cấp vào máy làm tăng độ linh hoạt. Vắ dụ, một bộ cảm biến có thể được dùng để đo các lỗ khoan với bán kắnh nhỏ cỡ 3mm. Một bộ cảm biến hai trượt có thể được dùng để đo bề mặt tấm kim loại và trục lăn; một bộ nữa được thiết kế để sử dụng cho các mặt lồi và lõm; và vẫn còn những bộ khác dùng để đo những điểm nằm sâu trong rãnh.
Cải tiến trong khả năng đo di động còn có thể thấy ở thiết bị Surtronic 25 của Taylor Hobson. Thiết bị chạy bằng pin này hoàn toàn di động, cực kì linh hoạt, và dễ sử dụng. Thiết bị cung cấp hàng loạt những đặc tắnh bao gồm chu kỳ đo nhanh, menu vận hành trực giác, cơ chế nâng đầu đo có một không hai, phần mềm Talyprofile mạnh mẽ và bộ cảm ứng lẫn đồ phụ tùng có thể hoán vị.
Cơ chế nâng đầu đo được thiết kế độc đáo cho phép điều chỉnh 50mm theo chiều thẳng đứng và xoay bộ cảm ứng tới vị trắ đo khác nhau, bao gồm đo góc vuông hoặc lộn ngược. Máy chỉ có 2 nút nên dễ dùng, cho phép người sử dụng lướt qua menu và lựa chọn trước khi ấn nút ỘĐoỢ để tắnh toán và hiện thị đồng thời đến 10 thông số trên 1 màn hình LCD lớn.
Một vắ dụ điển hình cho CMM di động là máy CMM di động Stinger IIi của Romer, với chức năng kiểm định mạnh và khả năng đo tọa độ đảo ngược. Stinger IIi là một máy CMM giá phải chăng, nhẹ với
các tắnh năng cao cấp như là kỹ thuật Quay Vô Hạn được cấp bằng sáng chế của Romer, một Hệ Thống Đối Trọng Zero-G mới, và các đầu dò phản ứng nhanh nhạy thông minh giúp loại bỏ nhu cầu dùng dụng cụ hoặc tái hiệu chỉnh. Loại đầu dò do người vận hành lắp vào được tự động nhận biết và điều tiết bởi hệ thống.
Máy Stinger IIi kết hợp kỹ thuật Quay Vô Hạn trục chắnh được cấp bằng sáng chế của Romer có khả năng tự do kiểm định những vùng khó chạm đến trên một chi tiết. Hệ thống Đối Trọng Zero-G bù lại trọng lượng của cánh tay đòn và đầu dò 1 cách hiệu quả, giúp vận hành dễ dàng và thực hiện bằng một tay, giảm bớt mệt mỏi đáng kể cho người điều khiển. Một đặc trưng khác là các cánh tay đòn được định độ dài theo tiêu chuẩn NIST. Điều này cho phép người vận hành dễ dàng kiểm tra và ghi lại dữ liệu hoạt động của hệ thống theo tiêu chuẩn ISO.
Thiết kế cực kì lưu động của Stinger nặng từ 3.6 tới 4.5 kg (8 tới 10 pound) cho phép cánh tay đòn dễ dàng di chuyển trong khu vực hoạt động. Mặc dù nhẹ, ống tay đòn chế tạo từ sợi cacbon tổng hợp bền hơn rất nhiều so với thép và có kắch thước ổn định ở bất cứ nhiệt độ nào. Máy Stinger IIi hiện nay có các cấu hình 8, 10 và 12 chân.
Thêm những cải tiến trong thiết kế cánh tay đòn có thể thấy ở thiết bị Sigma từ Axila Inc (Farmington Hills, MI). Máy Sigma có cánh tay đòn chắnh xác và linh hoạt nhất nhờ áp dụng khái niệm tháo ráp độc đáo. Máy cũng cho phép nâng cấp chiều dài cánh tay đòn, một sự đột phá chắnh trong thế giới CMM di động. Cánh tay đòn Sigma trên thị trường có 8 chiều dài tiêu chuẩn từ 6 feet tới 17 feet, lắp đặt theo yêu cầu khách hàng. Chiều dài được nối thêm tạo nên tầm với dài nhất so với tất cả các loại tay đòn hiện có trên thị trường , không cần sự hỗ trợ của các thiết bị cảm ứng, tay vịn ngang hoặc các hệ
Một nhóm chắnh của hệ thống đo lường công nghiệp là máy đo tọa độ
thống nối dài khác, và đây cũng là cánh tay đòn 6 trục di động lớn nhất thế giới.
Để tự chỉnh chiều dài sau khi mua, hai ống than graphit tạo phần chắnh của cánh tay đòn có thể được thay đổi thành chiều dài thắch hợp hơn, tùy vào ứng dụng. Những thay đổi trên cánh tay đòn được thực hiện từ 1 thiết bị của Axila và sau khi cánh tay đòn mới được chuyển đổi, tái kiểm định cần được thực hiện.
Sigma cũng có thể xem như là thiết bị CMM di động đầu tiên có Ethernet với địa chỉ IP riêng, có thể cắm vào máy tắnh hoặc nối trực tiếp vào mạng. Sigma
kết hợp thiết kế cơ học rất mạnh nhưng nhẹ, bắt đầu với 10 pound, hoàn thiện với các thiết bị mã hoá mới với độ phân giải cao và các thiết bị điện tử thu nhỏ.
Khả năng linh hoạt cao và thiết kế thông minh của Sigma cũng cho phép thực hiện các phép đo với cả đầu dò tiếp xúc và máy quét laser G-Scan của Axila,
loại máy quét laser quay đầu tiên được giới thiệu trên thị trường. G-Scan cắm vào Sigma đồng thời với các đầu dò tiếp xúc, thông qua trục quay của G-Scan, không cần sử dụng cánh tay đòn quét 7 trục chuyên dụng.
ĐO LƯỜNG KHÔNG TIẾP XÚC TIẾP XÚC Sự phát triển nhanh chóng của các hệ thống không tiếp xúc di động trong những năm gần đây là bằng chứng cho những cải tiến trong thiết bị cảm ứng quang học và năng lượng. Các hệ thống đo lường không tiếp xúc ngày nay có thể đạt được độ chắnh xác và độ phân giải tương đương với các đầu dò tiếp xúc, cùng với tốc độ quét nhanh hơn, các số lượng đo lớn hơn và thời gian quay vòng cũng ngắn hơn.
Một vắ dụ tiêu biểu là thiết bị MobileScan3D của Steintek, một hệ thống lưu động đa trục dùng trong các ứng dụng đo lường không tiếp xúc, bao
Nhu cầu giảm dung sai, tăng độ chắnh xác và rút ngắn thời gian kiểm tra gia tăng dẫn đến việc các thiết bị được điều khiển
bằng phần mềm tốt và tinh vi hơn
Các máy đo tọa độ là các hệ thống điều khiển chất lượng được sử dụng để kiểm tra độ chắnh xác kắch cỡ và hình học của các sản phẩm được
sản xuất, từ những đồ nhựa nhỏ đến các chi tiết kim loại lớn trong không gian 3 chiều.Thông thường, những thiết bị này là những cấu trúc
lớn trên một đế nặng bằng đá granit. ActiCM đã phát triển Actiris350, một hệ thống dựa trên thị giác, đa chức năng, cầm tay, nặng không tới10kg và không có dây hay các chỗ nối cơ học nào giữa đầu dò hạng nhẹ và đầu cảm biến quang học của nó, thiết bị đo chắnh.
Bộ cảm biến quang học kết hợp các định luật máy nhìn nổi, phép đạc tam giác quang học và phép quang trắc. Các gương phản xạ được lắp trên đầu dò phản xạ các tia hồng ngoại từ đầu cảm biến quang học. Hai máy ảnh kĩ thuật số ở hai đầu của đầu quang học nhận hình ảnh từ những mục tiêu này và gửi chúng
Thị giác nổi, phép đạc tam giác quang học và phép quang trắc là những định luật đằng sau thiết kế máy đo 3D có thể đem đến tận chi tiết. Trình bày bởi Antonio Mendes Nazare.