4. Các kết quả mới của luận án
1.3.1 Phương pháp đo biên dạng 3D tiếp xúc
Phương pháp đo tiếp xúc là phương pháp đo giữa đầu đo và bề mặ t chi ti ết đo tồn t ạ i một áp l ự c g ọ i là áp l ực đo. Ví dụ như đo bằ ng d ụng c ụ đo cơ khí quang, cơ, điệ n ti ếp xúc, …áp lự c này làm cho v ị trí đo ổn định vì th ế kế t qu ả đo tiế p xúc r ấ t ổ n định. Tuy nhiên, do có áp l ực đo mà khi đo tiế p xúc không tránh kh ỏi sai s ố do các
biế n dạng có liên quan đế n áp l ực đo gây ra, đặ c biệt là khi đo các chi tiế t b ằ ng v ậ t li ệ u mề m, d ễ bi ế n dạ ng ho ặ c có các hệ đo kém cứ ng v ữ ng [11], [14].
Phương pháp đo tiế p xúc s ử dụng các đầ u dò ti ế p xúc v ới b ề mặ t chi ti ế t c ần đo như các máy đo ba tọa độ (CMM – Coordinate measuring machine), máy đo biên dạ ng tiếp xúc, máy đo độ tròn đầ u ti ế p xúc, .... Tiêu bi ể u và ph ổ biế n hi ệ n nay trong công nghiệ p c ủa phương pháp đo 3D tiế p xúc là máy đo CMM (Hình 1.10a) . Các máy đo 3D đầ u tiên xu ấ t hi ệ n vào nh ững năm 1960 và chủ yế u bao g ồ m các thi ế t b ị đo đượ c trang b ị với đầu đọc k ỹ thu ậ t s ố (DRO) được s ử dụng để hi ể n thị tọa độ X, Y, Z. M ột số công ty tuyên b ố đã phát minh ra máy đo tọa độ, thường được g ọ i là CMM. CMM đầu tiên được phát minh b ởi công ty DEA c ủa Ý (hi ệ n là một ph ầ n c ủa T ập đoàn Hexagon), đã giới thi ệu Điề u khi ể n s ố máy tính (CNC) và CMM được trang b ị đầ u dò tiế p xúc và b ộ hi ể n th ị tọa độ số vào cu ối nh ững năm 1950. Ngày nay, có rấ t nhi ề u hãng l ớn tham gia ch ế tạo máy đo CMM như Mitutoyo, Hexagon, Nikon, Rational, Carmar, Carl Zeiss, … với các chức năng đo tự độ ng ho ặ c bán t ự độ ng [12].
(a) (b)
Hình 1. 10: Máy đo biên dạng tiếp xúc.
a) Máy đo ba chiều CMM, b) Máy đo độ tròn chuyên dụng.
Để đo biên dạ ng 2D, 3D chi ti ế t tr ụ với độ chính xác cao hi ệ n nay trong công nghiệ p s ử dụng máy đo độ tròn chuyên d ụng (Hình 1.10b). Phương pháp đo này sử dụng h ệ tọa độ c ực theo đúng định nghĩa về sai l ệ ch biên d ạ ng tr ụ nên cho độ chính xác cao, ph ản ánh đầy đủ và trung thự c nhấ t biên d ạ ng chi ti ế t đo. Thiế t b ị đo độ tròn sử dụng một đầu đo thẳ ng, ti ếp xúc và đặt hướng kính. Khi chi ti ế t quay (Tâm quay ph ả i trùng tâm chi ti ế t) thông tin thu được t ừ đầu đo phả n ánh s ự thay đổi bán kính t ạ i từ ng góc quay và khi chi ti ế t quay h ế t một vòng quay s ẽ thu được biên d ạ ng c ủa mặ t c ắ t [1].
Đặc đ iể m chính c ủa phương pháp đo tiếp xúc là phương pháp đo từng điể m, mỗi điểm được xác định khi đầ u dò ti ếp xúc cơ học v ới b ề mặ t c ần đo đồng th ời đánh
ph ần mười giây và các thao tác đo nhiều do đó dù có độ chính xác khá cao nhưng để
đo một chi ti ết thường mấ t nhi ề u th ời gian và khó th ự c hi ệ n trên dây chuyề n s ả n xu ấ t [12], [15]. Ngoài ra, v ới đầu đo tiếp xúc độ chính xác cao (đầu đo máy đo độ tròn) thì
ph ạm vi đo lạ i b ị giới h ạ n ( vài trăm micromet ) khi đo biên dạng tròn xoay có thay đổ i bán kính l ớ n là một tr ở ngạ i. Ngoài ra, v ới phương pháp đo biên dạ ng ti ế p xúc yêu c ầ u đầu đo phải đượ c hi ệ u ch ỉnh thường xuyên, k ế t c ấ u h ệ th ống đo phứ c t ạ p, khó th ự c hiệ n tr ự c tiế p trên dây chuyề n sả n xu ấ t.
Ngoài phương phá p s ử dụng c ác đầu đo tiế p x úc v ớ i b ề mặ t chi ti ết người ta c òn s ử dụng c ác dưỡng ki ể m biên d ạng. Tuy nhiên nhược điể m c ủa phương phá p n à y là không ki ể m soát h ết được các l ỗi biên d ạ ng và ch ủ yếu mang tính định tính, không đưa ra được sai lệ ch biên d ạng để điề u ch ỉ nh quá trình s ả n xu ấ t.
Hình 1. 11: Dưỡng kiểm tra biên dạng.