5. Nội dung của đề tài
2.3.3phân giải hai điểm đo liên tiếp
đ1 =ArcCos(Cos đ1) (2.32) Góc giữa khâu khép kín và trục x ( đ2) đ2 = đ - đ1 (2.33)
Tính tọa độ Xđ ; Yđ của điểm đo B (theo hình 2.12)
Xét ODB vuông tại D, ta có : *) Cos đ2 = c X đ đ (2.34) Xđ = Cos đ2 * cđ (2.35) *) Sin đ2 = c Y đ đ Yđ = Sin đ2 * cđ (2.36) Yđ = Sin đ2 * cđ (2.37)
2.3.3 Độ phân giải hai điểm đo liên tiếp
Độ phân giải góc của các tay đo theo Encoder
- Gọi độ phân giải của Encoder1 là E1 ppr - Gọi độ phân giải của Encoder1 là E2 ppr - Độ khuếch đại tần số của PLC là n.
Ta có :
*) Độ phân giải góc của tay đo (a) là: f1 =
n * E1
360
[0] (2.38)
*) Độ phân giải góc của tay đo (b) là: f2 =
n * E2
360
[0] (2.39)
Độ phân giải của hai điểm đo liên tiếp (khoảng cách bé nhất giữa hai điểm đo mà máy nhận biết đƣợc)
2.24: Sơ đồ tính độ phân giải giữa hai điểm đo liên tiếp
Gọi X1, Y1 là tọa độ của điểm bất kỳ B, X2, Y2 là tọa độ của điểm B dịch chuyển đến điểm B’ với lƣợng dịch chuyển bằng độ phân giải góc nhỏ nhất của các tay đo (hình 2.13). Ta có:
*) Độ phân giải tại điểm đo (B) theo trục tọa độ X.
Xmin= X1 - X2 (2.40) *) Độ phân giải tại điểm đo (B) theo trục tọa độ Y
Ymin = Y1 - Y2 (2.41) *) Độ phân giải tại điểm đo ( khoảng cách bé nhất giữa hai điểm đo)
Emin = Y 2 min X 2min
2.4.1 Lựa chọn kiểu đầu đo
Trong các máy đo theo nguyên lý tiếp xung thông thƣờng sử dụng đầu đo có dạng đầu cầu (hình 2.14), các đầu đo này thƣờng đƣợc bán sẵn. Tuy nhiên trong trƣờng hợp cụ thể không sử dụng đƣợc đầu đo này bởi các lý do sau:
- Không thể gá chi tiết song song với phƣơng đo;
- Không thể đo chính xác các điểm đo trên đƣờng giao tuyến giữa bề mặt đo và mặt phẳng chứa đƣờng tâm chi tiết.
Những điều này là dẫn đến số phép đo không kiểm soát đƣợc do gá đặt chi tiết đo (hình 2.15)
2.25: Mô hình động học khi sử dụng đầu đo hình cầu
a) b)
c)
d) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.26: Các dạng sai số do gá chi tiết xẩy ra trong trườnghợp sử dụng đầu đo cầu a) và b): Sai số đo khi đường tâm chi tiết lệch góc với mặt phẳng của tay đo. c) và d): Sai số đo khi đường tâm chi tiết đo song song nhưng không nằm mặt
Phƣơng án thiết kế: Sử dụng đầu đo dạng trụ, đƣờng tâm đầu đo song song với đƣờng tâm các trục của khớp E1 và khớp E2 (hình.16). Ƣu điểm:
- Tự chế tạo.
- Luôn tiếp xúc với điểm cao nhất đi qua mặt phẳng chƣa tâm chi tiết.
Độ chính xác phép đo cơ bản là không phụ thuộc các gá chi tiết trong phạm vi giới hạn làm việc của thiết bị (hình 2.17).
2.27: Mô hình động học khi sử dụng đầu đo hình trụ
a) b)
2.28: Không xuất hiện các dạng sai số do gá chi tiết xẩy ra trong trường hợp sử dụng đầu đo cầu
2.4.2 Chuẩn định vị chi tiết đo
- Để đảm bảo chính xác phép đo gá khối V sao cho cạnh bên của khối V vuông góc với đƣờng tâm que đo.
- Tạo chuẩn định vị bằng cách gia công trên tấm đế 02 lỗ chốt định vị gối đỡ và 02 lỗ chốt tỳ khối V sao cho đƣờng nối tâm hai lỗ định vị vuông góc với đƣờng nối tâm hai lỗ chốt tỳ khối V.
2.5 Kiểm định thông số của thiết bị bị đo theo phƣơng pháp hình học và mô hình tính toán để làm cơ sở xây dựng phần mềm xác định tọa độ điểm đo. hình tính toán để làm cơ sở xây dựng phần mềm xác định tọa độ điểm đo.
Thông số chính của thiết bị đo gồm:
- Độ phân giải của Encoder 1; Độ phân giải của Encoder 2. - Độ khuếch đại tần số của PLC.
- Các thông số trung gian liên quan đến tính toán tọa độ đầu đo khi set (0,0): + Tọa độ B0 (X, Y);
+ Đƣờng kính chốt sét 0 (d); + Đƣờng kính đầu đo ( ).
Căn cứ lựa chọn cấu hình máy bằng phƣơng pháp số đã nêu ở Mục 2.2.2 ta có các giá trị về chiều dài tay đo và thông số của Encoder.
Ở mục này sử dụng phƣơng pháp hình học để kiểm lại thông số kỹ thuật của máy trƣớc khi thiết kế chế tạo thiết bị. Để kiểm định giá trị sử dụng công thức lập trong bảng tính Excel.
2.29: Không gian làm việc của máy đo
Các thông số thiết bị cho bảng kết quả tính: Trong đó chọn độ phân giải của Encoder có cùng số xung là 5.000 xung*4 =20.000 [là giá trị lớn nhất (làm tròn) tính ở Mục 2.2.2 ].
2.3:Các thông số của thiết bị
CÁC THÔNG SỐ CỦA THIẾT BỊ
TT Tên thông số Ký hiệu Đ.V Giá trị
(nhập dữ liệu)
1 Độ phân giải của Encoder 1 E1 ppr 5.000,00 2 Độ phân giải của Encoder 2 E2 ppr 5.000,00
3 Độ khuếch đại tần số của PLC n lần 4,00
4 Độ dài tay đo 1 a mm 180,00
5 Độ dài tay đo 2 b mm 160,00
6 Các thông số trung gian
7 X mm 67,00 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
9 Y2 mm 40,00
10 d mm 10,00
11 mm 6,00
12 Độ phân giải góc của Encoder 1 qua PLC f1 độ(0) 0,0180000 13 Độ phân giải góc của Encoder 2 qua PLC f2 độ(0) 0,0180000
2.30: Sơ đồ tính các thông số ban đầu của máy ở tọa độ đo khởi điểm (điểm set 0,0)
2.5.1 Kết quả tính các thông số thiết bị khi set (0,0) ( trên Excel).
2.4: Bảng tính các thông số ban đầu của thiết bị khi set 0,0
BẢNG TÍNH CÁC THÔNG SÔ BAN ĐẦU CỦA THIẾT BỊ KHI SÉT 0,0
TT Tên thông số hiệu Ký Đ.V Giá trị
(auto)
1 Tọa độ tâm đầu đo theo trục x X1 mm 75,0000000
2 Tọa độ tâm đầu đo theo trục y Y1 mm 3,0000000
3 Bình phƣơng chiều dài khâu khép kín (c) c2 mm 5.634,00000
4 Chiều dài khâu khép kín (c) c mm 75,0599760
5 Cos của góc giữa tay đo a và tay đo b khi set 0,0 Cos 0 0,9091319 6 Góc giữa tay đo a và tay đo b khi set 0,0 (radian) 0 radian 0,4296012 7 Góc giữa tay đo a và tay đo b khi set 0,0 độ(0) 24,6143330 8 Cos của góc giữa khâu khép kín và khâu a khi set 0,0 Cos 1 0,4601505 9 Góc giữa khâu khép kín và khâu a khi set 0,0 (radian) radians 1,0926316 10 Góc giữa khâu khép kín và khâu a khi set 0,0 độ(0) 62,6031777
11 Cos của góc giữa khâu khép kín và trục x khi set 0,0 Cos 2 0,9992010 12 Góc giữa khâu khép kín và trục x khi set 0,0 (radian) radians 0,0399787 13 Góc giữa khâu khép kín và trục x khi set 0,0 độ(0) 2,2906100
14 Góc giữa tay đo a và trục x độ(0) 64,8937877
2.5.2 Kết quả tính độ phân giải của thiết bị tại vị trí B1
2.31: Sơ đồ tính độ phân giải tại điểm B1
(dựng hình bằng Autocad với kích thước thực để sơ bộ xác định vị điểm đo tại vị trí B1)
- Bằng phƣơng pháp vẽ Autocad (hình 2.20) xác định đƣợc: + Góc mở tức thời của Encoder E1: 190 38'10" = 19,5027780 + Góc mở tức thời của Encoder E2: 36038'52" = 36,981110 - Đƣa về bội số của Encder và làm tròn:
+ Số xung phát ra của Encoder E1: 19,502778 : 0,018 = 1083 xung; + Số xung phát ra của Encoder E2: 36,98111 : 0,018 = 2045 xung.
- Thông số thiết bị ở vị trí B1.1(đã đƣợc làm tròn theo số xung phát ra ở vị trí sát điểm B1) theo bảng sau:
2.5: Các thông số của thiết bị tại vị trí đo B1.1
CÁC THÔNG SỐ CỦA THIẾT BỊ TẠI VỊ TRÍ ĐO B1.1
TT Tên thông số Ký hiệu Đ.V (nhập dữ liệu) Giá trị
Bội số góc mở của Encoder 1 vị trí 1 k1 1.083,000
Bội số góc mở của Encoder 2 vị trí 1 k2 2.054,000 1 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k1) E độ(0) 19,4940000
2 Góc mở tức thời của Encoder 1 đ độ(0) 84,3877877
3 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k2) E độ(0) 36,9720000 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4 Góc mở tức thời của Encoder 2 đ độ(0) 61,5863330
5 Góc mở tức thời của Encoder 2 đ radian 1,0748843 6 Cosin góc đo tức thời của Encoder 2 Cos( đ ) 0,4758340 5 Bình phƣơng chiều dài khâu khép kín Cđ2 mm 30.591,9603
6 Chiều dài khâu khép kín Cđ mm 174,9055756
7 Cosin góc giữa khâu khép kín và tay đo a Cos( đ1) 0,5938436 8 Góc giữa khâu khép kín và tay đo a (radian) đ1 radians 0,9349687 9 Góc giữa khâu khép kín và tay đo a đ1 độ(0) 53,5697612 10 Góc giữa khâu khép kín và trục x đ2 độ(0) 30,8180265 11 Góc giữa khâu khép kín và trục x đ2 radians 0,5378760 12 Cos góc giữa khâu khép kín và trục x Cos( đ2) 0,8587988 13 Sin góc giữa khâu khép kín và trục x Sin( đ2) 0,5123131
14 Khoảng cách từ điểm đo đến góc 0,0 theo trục X Xđ mm 150,2086905
- Thông số thiết bị ở vị trí B1.1+ 1 xung của E1 theo bảng sau:
2.6: Bảng tính các thông số của đầu đo khi đo B1.1 + thêm 1 xung của E1
BẢNG TÍNH CÁC THÔNG SÔ CỦA ĐẦU ĐO KHI ĐO B1.1 + thêm 1 xung của E1
TT Tên thông số Ký hiệu Đ.V Giá trị tính
(auto)
Bội số góc mở của Encoder 1 vị trí 2 k1 1.084,000
Bội số góc mở của Encoder 2 vị trí 2 k2 2.054,000 1 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k1) E độ(0) 19,5120000
2 Góc mở tức thời của Encoder 1 đ độ(0) 84,4057877
3 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k2) E độ(0) 36,9720000
4 Góc mở tức thời của Encoder2 đ độ(0) 61,5863330
5 Góc đo tức thời của Encoder 2 đ radian 1,0748843 6 Cosin góc đo tức thời của Encoder 2 Cos( đ ) 0,4758340 5 Bình phƣơng chiều dài khâu khép kín Cđ2 mm 30.591,96036
6 Chiều dài khâu khép kín Cđ mm 174,9055756
7 Cosin góc giữa khâu khép kín và tay đo a Cos( đ1) 0,5938436 8 Góc giữa khâu khép kín và tay đo a (radian) đ1 radians 0,9349687 9 Góc giữa khâu khép kín và tay đo a đ1 độ(0) 53,5697612 10 Góc giữa khâu khép kén và trục x đ2 độ(0) 30,8360265 11 Góc giữa khâu khép kén và trục x đ2 radians 0,5381902 12 Cos góc giữa khâu khép kín và trục x Cos( đ2) 0,8586378 13 Sin góc giữa khâu khép kín và trục x Sin( đ2) 0,5125829
14 Khoảng cách từ điểm đo đến góc 0,0 theo trục X Xđ mm 150,1805324
15 Khoảng cách từ điểm đo đến góc 0,0 theo trục Y Yđ mm 89,6536003
*) Độ phân giải tại điểm đo (B1.1) theo trục tọa độ X.
Xmin = X1 – X2 = 0,0282mm (2.43) *) Độ phân giải tại điểm đo (B) theo trục tọa độ Y
Ymin = Y1 - Y2 = 0,0472mm (2.44) *) Độ phân giải tại điểm đo (khoảng cách bé nhất giữa hai điểm đo
2.5.3 Kết quả tính độ phân giải của thiết bị tại vị trí B2
2.32: Sơ đồ tính độ phân giải tại điểm B2
( dựng hình bằng Autocad với kích thước thực để sơ bộ xác định vị điểm đo tại vị trí B2)
- Bằng phƣơng pháp vẽ Autocad xác định đƣợc:
+ Góc mở tức thời của Encoder E1: 90 6'33” = 9,1091670 ; + Góc mở tức thời của Encoder E2: 7801'17" = 78,2013890. - Đƣa về bội số của Encoder và làm tròn:
+ Số xung phát ra của Encoder E1: 9,1091670 : 0,018 = 506 xung; + Số xung phát ra của Encoder E2: 24,9422220 : 0,018 = 1385 xung.
- Thông số thiết bị ở vị trí B2.2 (đã đƣợc làm tròn theo số xung phát ra ở vị trí sát điểm B2.2) theo bảng sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.7: Các thông số của thiết bị tại vị trí đo B2.2
CÁC THÔNG SỐ CỦA THIẾT BỊ TẠI VỊ TRÍ ĐO B2.2
TT Tên thông số Ký hiệu Đ.V
Giá trị (nhập dữ
liệu) Bội số góc mở của Encoder 1 vị trí 1 k1 506,000
Bội số góc mở của Encoder 2 vị trí 1 k2 4.334,000 1 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k1) E độ(0) 9,1080000 2 Góc mở tức thời của Encoder 1 đ độ(0) 55,7857877 3 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k2) E độ(0) 78,0120000 4 Góc mở tức thời của Encoder 2 đ độ(0) 102,6263330 5 Góc mở tức thời của Encoder 2 đ radian 1,7911674 6 Cosin góc đo tức thời của Encoder 2 Cos( đ ) -0,2185917 5 Bình phƣơng chiều dài khâu khép kín Cđ2 mm 70.590,88466
6 Chiều dài khâu khép kín Cđ mm 265,6894516
7 Cosin góc giữa khâu khép kín và tay đo a Cos( đ1) 0,8091201 8 Góc giữa khâu khép kín và tay đo a (radian) đ1 radians 0,6281431 9 Góc giữa khâu khép kín và tay đo a đ1 độ(0) 35,9899468 10 Góc giữa khâu khép kén và trục x đ2 độ(0) 19,7958409 11 Góc giữa khâu khép kén và trục x đ2 radians 0,3455026 12 Cos góc giữa khâu khép kín và trục x Cos( đ2) 0,9409054 13 Sin góc giữa khâu khép kín và trục x Sin( đ2) 0,3386696
14 Khoảng cách từ điểm đo đến góc 0,0 theo trục X Xđ mm 249,9886279
- Thông số thiết bị ở vị trí B2.2+ 1 xung của E1 theo bảng sau:
2.8: Bảng tính các thông số của đầu đo khi đo B2.2 + thêm 1 xung của E1
BẢNG TÍNH CÁC THÔNG SÔ CỦA ĐẦU ĐO KHI ĐO B2.2 + thêm 1 xung của E1
TT Tên thông số Ký hiệu Đ.V Giá trị tính
(auto)
Bội số góc mở của Encoder 1 vị trí 2 k1 507,000
Bội số góc mở của Encoder 2 vị trí 2 k2 4.334,000 1 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k1) E độ(0) 9,1260000 2 Góc mở tức thời của Encoder 1 đ độ(0) 55,7677877 3 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k2) E độ(0) 78,0120000 4 Góc mở tức thời của Encoder2 đ độ(0) 102,6263330 5 Góc đo tức thời của Encoder 2 đ radian 1,7911674 6 Cosin góc đo tức thời của Encoder 2 Cos( đ ) -0,2185917 5 Bình phƣơng chiều dài khâu khép kín Cđ2 mm 70.590,88467
6 Chiều dài khâu khép kín Cđ mm 265,6894516
7 Cosin góc giữa khâu khép kín và tay đo a Cos( đ1) 0,8091201 8 Góc giữa khâu khép kín và tay đo a (radian) đ1 radians 0,6281431 9 Góc giữa khâu khép kín và tay đo a đ1 độ(0) 35,9899468 10 Góc giữa khâu khép kén và trục x đ2 độ(0) 19,7778409 11 Góc giữa khâu khép kén và trục x đ2 radians 0,3451884 12 Cos góc giữa khâu khép kín và trục x Cos( đ2) 0,9410117 13 Sin góc giữa khâu khép kín và trục x Sin( đ2) 0,3383740
14 Khoảng cách từ điểm đo đến góc 0,0 theo trục X Xđ mm 250,0168839
15 Khoảng cách từ điểm đo đến góc 0,0 theo trục Y Yđ mm 89,9024050
*) Độ phân giải tại điểm đo (B2.2) theo trục tọa độ X.
Xmin = X1 - X2 = 0,0283mm (2.46) *) Độ phân giải tại điểm đo (B) theo trục tọa độ Y
Ymin = Y1 - Y2 = 0,0875mm (2.47) *) Độ phân giải tại điểm đo (khoảng cách bé nhất giữa hai điểm đo
Emin = X 2min Y 2min= 0,0835mm (2.48)
2.5.4 Kết quả tính độ phân giải của thiết bị tại vị trí B3
2.33: Sơ đồ tính độ phân giải tại điểm B3
(dựng hình bằng Autocad với kích thước thực để sơ bộ xác định vị điểm đo tại vị trí B3)
- Bằng phƣơng pháp vẽ Autocad xác định đƣợc:
+ Góc mở tức thời của Encoder E1: 60 28'13” = 6,4702780 ; + Góc mở tức thời của Encoder E2: 110012'14" = 110,2038890. - Đƣa về bội số của Encoder và làm tròn:
+ Số xung phát ra của Encoder E1: 6,4702780 : 0,018 = 359 xung; + Số xung phát ra của Encoder E2: 110,0213890 : 0,018 = 6112 xung. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Thông số thiết bị ở vị trí B3.3 (đã đƣợc làm tròn theo số xung phát ra ở vị trí sát điểm B3) theo bảng sau:
2.9: Các thông số của thiết bị tại vị trí đo B3.3
CÁC THÔNG SỐ CỦA THIẾT BỊ TẠI VỊ TRÍ ĐO B3.3
TT Tên thông số Ký hiệu Đ.V Giá trị
(nhập dữ liệu)
Bội số góc mở của Encoder 1 vị trí 1 k1 359,000
Bội số góc mở của Encoder 2 vị trí 1 k2 6.112,000 1 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k1) E độ(0) 6,4620000 2 Góc mở tức thời của Encoder 1 đ độ(0) 58,4317877 3 Góc mở của Encoder1 ứng với E (bội của k2) E độ(0) 110,0160000 4 Góc mở tức thời của Encoder 2 đ độ(0) 134,6303330 5 Góc mở tức thời của Encoder 2 đ radian 2,3497426 6 Cosin góc đo tức thời của Encoder 2 Cos( đ ) -0,7025299 5 Bình phƣơng chiều dài khâu khép kín Cđ2 mm 98.465,72276