6. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Xây dựng thiết bị đo biên dạng 3D STL-1
Để kiểm chứng các nội dung và kết quả nghiên cứu trong chương 2 &3, cần chế tạo một thiết bị đo thực nghiệm. Với các kết quả tính toán thiết kế trên mục 3.5 kết hợp với phần mềm được viết dựa trên các giải thuật mục 3.3 chế tạo được thiết bị STL - 1 như hình 4.1.
Hình 4.1 Thiết bị đo biên dạng chi tiết máy STL - 1
Thiết bị thực nghiệm STL – 1 có khả năng đo biên dạng 3D các chi tiết có kích thước 200x200x200mm, quá trình đo được điều khiển tự động, các bộ phận cấu tạo chính bao gồm:
Cụm cảm biến Bàn gá đặt
chi tiết đo
Cụm dịch chuyển thẳng đứng Tủ điều khiển thiết bị Cụm dịch chuyển bàn đo
Cụm cảm biến: gồm một máy chiếu sử dụng công nghệ DLP số hiệu IN114A của hãng Infocus và một camera thu ảnh DFK- 41BU02 của hãng ImagingSource (CHLB Đức). Camera DFK- 41BU02 là loại camera công nghiệp có độ ổn định cao khi làm việc và được hãng hỗ trợ các công cụ lập trình trong matlab cho phép điều khiển các thông số: thời gian phơi sáng, độ mịn ảnh, độ tương phản….từ máy tính.
Cụm dịch chuyển thẳng đứng: để điều khiển dịch chuyển lên xuống của cụm đầu đo thiết bị sử dụng hệ thống vít me – bi, độ chính xác dịch chuyển được đo bởi thước đo dịch chuyển thẳng có độ phân giải 0,001 mm. Khoảng dịch chuyển thẳng đứng 400mm, tải trọng của cụm cảm biến 5kg.
Bàn gá đặt chi tiết đo: bàn gá có kích thước đường kính 400mm, được thiết kế có khả năng đo tối đa các mặt trên chi tiết đo với hai chuyển động chính là quay tròn và lắc ngang trên mặt phẳng chứa vật.
Tủ điều khiển thiết bị: hệ thống điện điều khiển thiết bị được đặt trong tủ điều khiển thiết bị bao gồm nguồn điện cung cấp cho thiết bị, bo mạch Pickit 16F877A kết nối điều khiển từ máy tính xuống các driver điều khiển động cơ, ba bộ driver 2H504 thực hiện điều khiển các động cơ cho dịch chuyển lên xuống của cụm cảm biến, quay tròn của bàn gá chi tiết đo và động cơ tạo chuyển động lắc của bàn đo. Hệ thống mạch điều khiển của thiết bị được chế tạo như hình 4.2.
Hình 4.2 Hệ thống điều khiển cho thiết bị đo
Bo mạch
Pickit 16F877A Driver 2H504
Nguồn điện cung cấp
Hình 4.3 Giao diện phần mềm điều khiển và xử lý dữ liệu đo
Để thiết bị hoạt động cần phần mềm điều khiển và xử lý dữ liệu đo: Phần mềm điều khiển chuyển động đo được viết trên ngôn ngữ lập trình C và được nạp trên chíp vi xử lý Pic 16F877A, bo mạch vi xử lý được kết nối điều khiển với máy tính và các driver điều khiển động cơ. Phần mềm điều khiển quá trình đo và xử lý dữ liệu đo trên máy tính được viết trên ngôn ngữ Matlab. Chức năng chính của phần mềm này là điều khiển quá trình chiếu vân cho máy chiếu, điều khiển quá trình chụp ảnh của camera, tạo các vân chiếu mẫu, xử lý ảnh thu được từ camera trong quá trình hiệu chuẩn và xử lý tính toán xây dựng đám mây điểm đo. Giao diện phần mềm và xử lý dữ liệu như trên hình 4.3.