Luận văn: Ứng dụng kỹ thuật ngược trong thiết kế, kiểm tra sản phẩm cơ khí bề mặt tự do

Luận văn thạc sĩ trình bày ứng dụng kỹ thuật ngược trong thiết kế, kiểm tra sản phẩm cơ khí. Phân tích quy trình xử lý các bề mặt tự do phức tạp.

• Tác giả: Phạm Văn Huân
• Người hướng dẫn: Ts. Bùi Ngọc Tuyên
• Trường học: Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Chế Tạo Máy
• Đề tài: Kỹ Thuật Ngược Trong Thiết Kế Và Kiểm Tra Sản Phẩm Cơ Khí
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khái niệm và ứng dụng của kỹ thuật ngược trong thiết kế cơ khí

Kỹ thuật ngược (Reverse Engineering) là quy trình phân tích, đo đạc và tái thiết kế các sản phẩm cơ khí dựa trên mẫu thực tế hoặc bản vẽ hiện có. Kỹ thuật này đã trở thành giải pháp công nghệ hiện đại, giúp nâng cao năng suất sản xuất và rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm. Trong ngành chế tạo máy, kỹ thuật ngược được áp dụng rộng rãi để tái tạo các chi tiết phức tạp, đặc biệt là những sản phẩm có bề mặt tự do. Phương pháp này giúp các doanh nghiệp tiết kiệm chi phí thiết kế và nâng cao độ chính xác của sản phẩm. Với sự phát triển của công nghệ scan 3D và phần mềm thiết kế hiện đại, kỹ thuật ngược đang dần thay thế các phương pháp kiểm tra truyền thống, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho quá trình sản xuất.

1.1. Định nghĩa và phạm vi ứng dụng

Kỹ thuật ngược là quá trình tái tạo thiết kế sản phẩm từ một mẫu thực tế thông qua đo đạc và phân tích. Phạm vi ứng dụng rất rộng, từ các chi tiết máy đơn giản đến các bề mặt phức tạp. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích trong việc tái thiết kế sản phẩm cơ khí, khôi phục các bản vẽ kỹ thuật gốc và đảm bảo tính tương thích giữa các chi tiết. Ứng dụng phổ biến bao gồm thiết kế lại cánh quạt máy tính, vỏ máy, và các chi tiết có bề mặt tự do.

1.2. Ưu và nhược điểm của kỹ thuật ngược

Ưu điểm chính của kỹ thuật ngược là rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm, giảm chi phí thiết kế ban đầu và đảm bảo độ chính xác cao. Tuy nhiên, nhược điểm bao gồm chi phí đầu tư thiết bị scan 3D ban đầu khá lớn, yêu cầu nhân viên có kỹ năng chuyên môn cao. Ngoài ra, quá trình chuyển đổi dữ liệu 3D thành bản vẽ kỹ thuật đôi khi phức tạp và tốn thời gian.

II. Quy trình đo đạc và quét dữ liệu 3D

Quy trình đo đạc và quét dữ liệu là bước quan trọng đầu tiên trong kỹ thuật ngược. Hiện nay có hai phương pháp chính: phương pháp đo tiếp xúc và phương pháp đo không tiếp xúc. Phương pháp scan 3D laser đã trở thành lựa chọn ưu tiên do tính chính xác cao và tốc độ quét nhanh. Máy scan 3D Vivid 9i là một thiết bị hiện đại được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy. Quy trình quét bao gồm các bước: chuẩn bị mẫu, lắp đặt máy scan, hiệu chuẩn hệ thống, quét dữ liệu điểm mây (point cloud) và xử lý dữ liệu. Kết quả quét sẽ tạo ra một mô hình 3D điểm mây chứa hàng triệu điểm với tọa độ chính xác, là nền tảng cho bước thiết kế lại.

2.1. Phương pháp đo không tiếp xúc sử dụng máy scan laser

Máy scan 3D laser không cần tiếp xúc trực tiếp với mẫu, do đó không làm tổn hại sản phẩm. Phương pháp này sử dụng công nghệ tia laser để quét bề mặt mẫu và tạo ra dữ liệu điểm mây 3D chính xác. Ưu điểm bao gồm độ chính xác cao, khả năng quét các bề mặt phức tạp, tốc độ quét nhanh. Nhược điểm là chi phí thiết bị cao, cần bảo trì định kỳ.

2.2. Thao tác cơ bản và hiệu chuẩn thiết bị

Trước khi sử dụng máy scan Vivid 9i, cần thực hiện các bước hiệu chuẩn bao gồm kiểm tra lắp đặt thiết bị, điều chỉnh hệ thống quang học, và hiệu chuẩn tọa độ. Thao tác quét cơ bản gồm: đặt mẫu trên bàn xoay, cài đặt các tham số quét (độ phân giải, khoảng cách), quét từ các góc khác nhau để capture toàn bộ hình dạng sản phẩm.

III. Phần mềm thiết kế ngược Rapidform XOR

Rapidform XOR là phần mềm chuyên dụng cho thiết kế ngược, cho phép chuyển đổi dữ liệu điểm mây thành các mô hình 3D chính xác. Phần mềm này cung cấp các công cụ mạnh mẽ để tạo lưới (mesh), làm mịn dữ liệu, và xây dựng các bề mặt phức tạp. Giao diện của Rapidform XOR gồm thanh menu chính, cây thư mục (tree), và các bảng công cụ chức năng. Phần mềm hỗ trợ nhiều chế độ làm việc khác nhau: chế độ Region cho phân vùng dữ liệu, chế độ Mesh Sketch để tạo lưới 2D, chế độ 3D Mesh Sketch để xây dựng bề mặt 3D phức tạp. Các tính năng nâng cao cho phép tối ưu hóa dữ liệu scan và tạo ra những thiết kế với độ chính xác cao, sẵn sàng cho bước gia công hoặc sản xuất.

3.1. Các chế độ làm việc chính trong Rapidform

Rapidform XOR cung cấp 6 chế độ làm việc chính: chế độ Region để xử lý các vùng dữ liệu, chế độ Mesh cho việc tạo lưới tam giác, chế độ Mesh Sketch cho lưới 2D nâng cao. Mỗi chế độ có các công cụ và tùy chọn riêng biệt, giúp người dùng linh hoạt trong xử lý các loại dữ liệu scan khác nhau.

3.2. Quy trình thiết kế lại mô hình sản phẩm

Quy trình thiết kế lại bao gồm: nhập dữ liệu điểm mây, làm sạch và lọc dữ liệu, tạo mặt lưới (mesh), làm mịn bề mặt, và xuất bản vẽ kỹ thuật. Rapidform cho phép tối ưu hóa mô hình 3D bằng cách giảm số lượng điểm dữ liệu, cải thiện độ trơn mượt của bề mặt, và tạo các tính năng kỹ thuật cần thiết.

IV. Phương pháp kiểm tra và đánh giá độ chính xác

Kiểm tra độ chính xác là bước cuối cùng quan trọng trong kỹ thuật ngược, đảm bảo sản phẩm gia công đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Phần mềm Geomagic được sử dụng rộng rãi để so sánh dữ liệu scan với mô hình thiết kế, phát hiện các sai lệch và đánh giá độ chính xác hình học. Quy trình kiểm tra bao gồm: quét lại mẫu sau gia công, so sánh với thiết kế CAD ban đầu, đo lường độ lệch cho từng phần tử bề mặt. Kết quả kiểm tra được trực quan hóa bằng bản đồ màu, giúp xác định các vùng không đạt yêu cầu. Các bề mặt tự do được kiểm tra thông qua so sánh khoảng cách điểm-mặt (point-to-surface), cung cấp thông tin chi tiết về sai số hình học của sản phẩm.

4.1. Giới thiệu về bề mặt tự do và tiêu chuẩn kiểm tra

Bề mặt tự do là những bề mặt có hình dạng phức tạp, không tuân theo hình hộp hay hình trụ đơn giản. Các tiêu chuẩn kiểm tra bề mặt tự do bao gồm: sai lệch hình dạng, sai lệch vị trí, và độ nhám bề mặt. Các chi tiết như cánh quạt máy tính yêu cầu độ chính xác cao để đảm bảo hiệu suất và tính thẩm mỹ.

4.2. Quy trình kiểm tra sản phẩm bằng phần mềm Geomagic

Phần mềm Geomagic cho phép so sánh dữ liệu scan với mô hình CAD tham chiếu. Quy trình bao gồm: tải mô hình tham chiếu, căn chỉnh dữ liệu scan, thiết lập công sai cho phép, và phân tích sai lệch. Kết quả được hiển thị dưới dạng bản đồ màu chi tiết, giúp xác định chính xác các vùng lỗi.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp chế tạo hiện đại, nhu cầu rút ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm từ 30% đến 50% đang trở thành yếu tố sống còn đối với các doanh nghiệp cơ khí chính xác. Thực tế sản xuất cho thấy hơn 70% các chi tiết phức tạp trong ngành hàng không, ô tô và thiết bị điện tử sở hữu các bề mặt cong tự do không theo quy luật hình học giải tích tiêu chuẩn. Vấn đề lớn nhất đặt ra là việc thiết kế lại và kiểm tra chất lượng các bề mặt này bằng phương pháp đo tiếp xúc truyền thống thường tiêu tốn nhiều thời gian, đồng thời dễ phát sinh sai lệch kích thước vượt ngưỡng 0.1 mm.

Để giải quyết triệt để rào cản kỹ thuật này, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Chế tạo máy của tác giả Phạm Văn Huân, dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Bùi Ngọc Tuyên tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đã đi sâu nghiên cứu đề tài ứng dụng kỹ thuật ngược trong thiết kế và kiểm tra các sản phẩm cơ khí cấu thành từ các bề mặt tự do. Mục tiêu cụ thể của công trình là làm chủ thiết bị số hóa 3D quang học, xây dựng quy trình thiết kế ngược hoàn chỉnh trên phần mềm Rapidform XOR và kiểm soát độ chính xác hình học trên phần mềm Geomagic.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm vào năm 2014 tại Bộ môn Gia công vật liệu và Dụng cụ cắt thuộc Viện Cơ khí, Đại học Bách Khoa Hà Nội. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi giúp giảm 40% thời gian tạo mẫu thử nghiệm, kiểm soát độ chính xác hình học đạt mức dung sai dưới 0.05 mm và nâng cao năng lực chủ động công nghệ sản xuất linh kiện tản nhiệt cũng như khuôn mẫu phức tạp trong nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên khung lý thuyết nền tảng về kỹ thuật ngược (Reverse Engineering) và lý thuyết hình học vi phân biểu diễn bề mặt tự do (Freeform Surfaces). Chu trình kỹ thuật ngược được mô hình hóa qua 4 giai đoạn nối tiếp: số hóa dữ liệu thực thể thành đám mây điểm (Point Cloud), xử lý tối ưu hóa lưới tam giác (Mesh Optimization), xây dựng mô hình tham số hóa dạng mặt cong (Surface) hoặc khối đặc (Solid), và kiểm tra độ chính xác hình học so với mẫu gốc.

Bên cạnh đó, tác giả ứng dụng lý thuyết đường cong và mặt cong tham số B-Spline cùng bề mặt NURBS để nội suy chính xác các bề mặt khí động học có độ cong thay đổi liên tục. Hệ thống khái niệm chính trong luận văn bao gồm: Đám mây điểm đại diện cho hàng triệu tọa độ không gian 3 chiều với độ phân giải quang học lên tới 0.05 mm; Khung lưới tam giác đa giác phản ánh hình thể ngoài của vật thể; Mô hình hóa lai kết hợp giữa tính năng khối tham số và mặt trơn; cùng Phương pháp so sánh độ lệch không gian 3 chiều (3D Deviation Analysis) cho phép đối chiếu dung sai giữa mô hình thiết kế và dữ liệu số hóa thực tế với dải màu sắc trực quan.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập trực tiếp từ quy trình quét số hóa không tiếp xúc sử dụng máy quét laser 3D Konica Minolta Vivid 9i. C cỡ mẫu nghiên cứu gồm 05 mẫu cánh quạt làm mát chip máy tính tiêu chuẩn với đường kính ngoài khoảng 80 mm và chiều dày cánh biến thiên từ 0.8 mm đến 1.5 mm. Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng nhằm lựa chọn đối tượng điển hình có cấu trúc đối xứng quay, gồm nhiều bề mặt cong tự do uốn lượn phức tạp và thành mỏng dễ biến dạng khi chịu tác động ngoại lực.

Lý do lựa chọn phương pháp đo quét laser quang học kết hợp phần mềm Rapidform XOR và Geomagic là vì phương pháp này khắc phục triệt để nhược điểm gây xước, biến dạng mẫu của đầu đo tiếp xúc CMM, đồng thời cho phép trích xuất đầy đủ 100% dữ liệu biên dạng khí động học trong thời gian ngắn. Nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích so sánh tọa độ đám mây điểm với mô hình CAD 3D để định lượng sai số hình học. Toàn bộ quá trình thực nghiệm, xử lý dữ liệu và gia công phay CNC được tiến hành trong thời gian 12 tháng tại phòng thí nghiệm cơ khí chuyên sâu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã đạt được 4 phát hiện quan trọng thông qua chuỗi thực nghiệm khép kín:

Thứ nhất, việc quét số hóa mẫu cánh quạt bằng máy scan 3D Vivid 9i đã thu thập được bộ dữ liệu đám mây điểm hoàn chỉnh với hơn 150.000 điểm tọa độ. Thời gian hoàn thành quét đa góc và ghép nối dữ liệu giảm 45% so với phương pháp đo tọa độ tiếp xúc truyền thống.

Thứ hai, trong quá trình tái tạo mô hình trên Rapidform XOR, việc kết hợp linh hoạt hai công cụ Surface Loft và Mesh Fit cho phép tạo dựng bề mặt cánh xoắn chính xác, giảm thiểu độ lệch hình học trung bình xuống còn 0.035 mm và đạt mức độ tương thích hình học tới 98.5% so với đám mây điểm gốc.

Thứ ba, quy trình lập trình gia công CAM với chiến lược phay thô song song (Rough Parallel) kết hợp phay tinh theo đường bao (Finish Contour) và phay tinh bán kính (Finish Radial) trên máy phay CNC giúp rút ngắn 35% thời gian gia công cắt gọt, đồng thời duy trì độ nhám bề mặt gia công đạt chuẩn Ra dưới 1.6 micromet.

Thứ tư, kết quả kiểm tra đo kiểm trên phần mềm Geomagic cho thấy 92% diện tích bề mặt chi tiết gia công nằm gọn trong dải dung sai cho phép ±0.02 mm, sai số cực đại +0.042 mm chỉ xuất hiện cục bộ tại vùng mép thoát mỏng của cánh quạt.

Thảo luận kết quả

Phân tích nguyên nhân cho thấy sai lệch cục bộ tại mép cánh quạt bắt nguồn từ độ tán xạ của chùm tia laser khi quét qua các biên dạng mỏng có bán kính góc lượn dưới 0.5 mm, kết hợp với độ rung động đàn hồi của vật liệu phôi mỏng trong quá trình phay CNC tốc độ cao. So với các nghiên cứu tương đồng trong ngành gia công cơ khí chính xác, quy trình tích hợp của luận văn giúp tiết kiệm hơn 50% thời gian từ khâu lấy mẫu đến khi hoàn thiện sản phẩm so với quy trình thiết kế thuận.

Về mặt trực quan hóa dữ liệu, toàn bộ dữ liệu sai lệch hình học có thể được trình bày rõ ràng thông qua biểu đồ phổ màu 3D (Color Deviation Map) trong phần mềm Geomagic, hiển thị sự phân bố dải sai số từ dải xanh lá cây đại diện cho vùng dung sai chuẩn đến dải đỏ và xanh dương thể hiện vùng thừa hoặc thiếu kích thước. Đồng thời, bảng thống kê phân bố sai lệch điểm cho thấy độ lệch chuẩn toàn phần đạt mức 0.018 mm. Ý nghĩa của kết quả này khẳng định tính khả thi vượt trội của chuỗi công nghệ kỹ thuật ngược trong việc tái chế tạo các linh kiện phức tạp bị mất bản vẽ kỹ thuật gốc.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm, tác giả đề xuất 4 giải pháp cụ thể nhằm tối ưu hóa việc ứng dụng kỹ thuật ngược trong sản xuất cơ khí:

Thứ nhất, chuẩn hóa quy trình lọc nhiễu tự động và thuật toán làm mịn lưới tam giác nhằm giảm 25% dung lượng file dữ liệu đám mây điểm mà không làm mất các đặc tính biên sắc nét, thực hiện trong quý 1 bởi đội ngũ kỹ sư thiết kế CAD/CAM.

Thứ hai, trang bị hệ thống đồ gá xoay tự động chuyên dụng đồng bộ với máy quét laser quang học để nâng cao độ lặp lại phép đo lên trên 99%, giảm thời gian căn chỉnh đa hướng, triển khai trong quý 2 dưới sự điều hành của bộ phận quản lý chất lượng QA/QC.

Thứ ba, ứng dụng chiến lược gia công phay CNC 5 trục đồng thời thay thế cho phay 3 trục truyền thống để tối ưu hóa góc tiếp xúc của dao cắt, hướng tới mục tiêu cải thiện 20% độ chính xác bề mặt và loại bỏ hoàn toàn vết dao cắt tại mép mỏng, hoàn thành trong vòng 6 tháng tới tại các xưởng gia công cơ khí chính xác.

Thứ tư, xây dựng cơ sở dữ liệu số hóa và thư viện mẫu bề mặt tự do chuẩn hóa cho các dòng sản phẩm cơ khí đặc thù, giúp rút ngắn 40% thời gian thiết kế ngược cho các dự án phát triển sản phẩm mới trong giai đoạn 12 tháng tiếp theo, chủ trì bởi phòng nghiên cứu và phát triển R&D.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn thạc sĩ này mang lại giá trị học thuật và ứng dụng sâu rộng cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

Thứ nhất, kỹ sư R&D và chuyên viên thiết kế ngược tìm kiếm phương pháp bài bản để làm chủ phần mềm Rapidform XOR, áp dụng trực tiếp vào việc phục dựng các linh kiện cơ khí ngoại nhập không có tài liệu thiết kế gốc hoặc các sản phẩm tiêu dùng có hình dáng mỹ thuật phức tạp.

Thứ hai, kỹ sư lập trình gia công CAM và vận hành xưởng CNC cần tài liệu tham khảo chi tiết về thiết lập đường chạy dao phay thô và phay tinh biên dạng cánh xoắn mỏng nhằm tối ưu hóa năng suất cắt gọt, tiết kiệm 30% thời gian chạy máy và giảm thiểu hao mòn dao.

Thứ ba, chuyên viên đo lường và kiểm soát chất lượng (QC/Metrology) ứng dụng phần mềm Geomagic để xây dựng quy trình kiểm tra tự động độ sai lệch 3D, phục vụ công tác nghiệm thu độ chính xác cho các sản phẩm đúc, dập và ép nhựa chính xác cao trong dải dung sai ±0.02 mm.

Thứ tư, giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Cơ khí chế tạo máy, Cơ điện tử sử dụng luận văn làm học liệu nghiên cứu chuyên đề về xử lý hình ảnh 3D, số hóa bề mặt tự do và tích hợp hệ thống CAD/CAM/CAE hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

Kỹ thuật ngược mang lại ưu thế vượt trội gì so với phương pháp thiết kế truyền thống? Kỹ thuật ngược cho phép số hóa và tái tạo lại chính xác mô hình CAD 3D của các chi tiết có sẵn mà không cần bản vẽ kỹ thuật ban đầu. Phương pháp này giúp giảm từ 40% đến 50% thời gian phát triển sản phẩm, đặc biệt hiệu quả với các chi tiết có bề mặt tự do phức tạp như cánh tuabin, vỏ động cơ và khuôn dập thân vỏ xe.

Máy quét 3D Laser Vivid 9i có ưu điểm gì khi đo kiểm bề mặt tự do? Máy quét laser 3D Vivid 9i sử dụng nguyên lý tam giác đạc quang học không tiếp xúc, cho phép thu nhận hơn 150.000 điểm tọa độ mỗi lần quét với độ chính xác đạt ±0.05 mm. Thiết bị này giúp loại bỏ hoàn toàn nguy cơ làm xước hoặc biến dạng các chi tiết nhựa mỏng, chi tiết đàn hồi so với phương pháp đo tiếp xúc truyền thống.

Tại sao cần kết hợp cả hai phần mềm Rapidform XOR và Geomagic trong quy trình? Rapidform XOR đóng vai trò trích xuất đặc tính hình học, làm mịn lưới tam giác và xây dựng mô hình CAD tham số hóa với độ tương thích hình học trên 98%. Trong khi đó, phần mềm Geomagic chuyên biệt hóa cho việc so sánh độ lệch 3D giữa phôi gia công thực tế và mô hình gốc thông qua bản đồ phổ màu trực quan.

Làm thế nào để kiểm soát sai số khi chuyển đổi từ đám mây điểm sang mô hình khối Solid? Kỹ sư cần áp dụng quy trình phân vùng bề mặt (Region Group), sau đó kết hợp các lệnh dựng hình chuẩn xác như Revolve, Mesh Fit và Surface Loft để bám sát biên dạng thực. Việc liên tục đối chiếu lưới đa giác với mô hình toán giúp khống chế sai số trung bình ở mức dưới 0.035 mm trong toàn bộ quá trình dựng hình.

Luận văn đã giải quyết bài toán gia công cánh quạt mỏng như thế nào để đảm bảo độ chính xác? Nghiên cứu ứng dụng chiến lược phân tách chu trình phay CNC thành 3 giai đoạn: phay khỏa mặt, phay thô song song (Rough Parallel) và phay tinh theo đường bao phối hợp bán kính (Finish Contour và Finish Radial). Cách tiếp cận này giúp kiểm soát lực cắt, duy trì độ nhám bề mặt Ra dưới 1.6 micromet và hạn chế tối đa biến dạng đàn hồi mép cánh quạt.

Kết luận

• Hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết và quy trình công nghệ kỹ thuật ngược từ khâu quét số hóa quang học đến mô hình hóa CAD và kiểm tra sai số 3D.
• Khai thác và làm chủ năng lực xử lý hình học của máy scan 3D Vivid 9i cùng bộ đôi phần mềm chuyên dụng Rapidform XOR và Geomagic trong thiết kế cơ khí.
• Thực nghiệm thành công trên chi tiết cánh quạt chip máy tính, kiểm soát độ chính xác hình học đạt 92% trong dải dung sai cho phép ±0.02 mm.
• Xây dựng thành công chiến lược chạy dao gia công CAM tối ưu, giúp rút ngắn 35% thời gian gia công cắt gọt thực tế trên máy phay CNC.
• Đề ra lộ trình hoàn thiện và mở rộng ứng dụng công nghệ quét số hóa tự động trong chu kỳ 24 tháng tới cho các doanh nghiệp chế tạo khuôn mẫu và linh kiện phụ trợ.

Luận văn là công trình nghiên cứu công phu, giải quyết triệt để bài toán tích hợp CAD/CAM/CAE cho các sản phẩm cơ khí có bề mặt tự do phức tạp. Các doanh nghiệp và kỹ sư chế tạo máy quan tâm đến việc nâng cao năng lực công nghệ và tối ưu hóa quy trình sản xuất hãy liên hệ ngay với tác giả hoặc bộ môn chuyên ngành để tiếp cận tài liệu chi tiết và tiếp nhận chuyển giao giải pháp kỹ thuật tiên tiến này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LUẬN VĂN THẠC - NGANH CHE TAO MAY MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ LOGI CAM DOAN LOI CAM ON CAC KY WEU VA CHU VIỆT TAL MG DAU. CHUONGL TONG QUAN VE KY THUẬT 1.1, Giới thiệu về kỹ thuật ngược. Phạm vi ứng dụng của kỹ thuật ngược.3 Ưu nhược điểm của kỹ thuật ngược. Các giai đoạn của kỹ thuật ngược.

CHUONG IL: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO, QUÉT DỮ LIỆU VA MAY SCAN 8 3. Phương pháp đo tiếp xúc. Phương pháp do không tiếp xúc. s cocc coecctrrrtrrrrererree ee) 2.

May quét mẫu 3D laser. Giới thiêu chưng về máy Scan Laser 9 2.2 Phạm vi ứng đụng,. Ưu, nhược điểm của máy quét hinh Sean laser 12 2. Tim hiểu và sử dụng các chức năng cơ bản của máy Scan 3D ViVid 9i.1 Các thiết bị của máy Scan 3D Vivid - 9i.

Các bước tiên hành kết nếi - - - - 16 2. Thao tác cơ bản khi sứ dụng máy Sean ViViđ6i. Xe T7 KẾT LUẬN CHUONG II: PHAN MEM THIET KE NGƯỢC RAPIDFORM XOR. Giới thiệu chưng vẻ phân mém Rapidform XOR wesc seesssssesesenenee 22 3.

Các lệnh hiễn thị trên phan mém Rapidform XOR3 23 3. Cac ché d6 cia phan mém Rapidform KOR - 29 LUẬN VĂN THẠC - NGANH CHE TAO MAY 3. Chế độ Region CTOƯP:. Chế độ Mesh Sketch.

Chế độ 3D Mesh Sketch,. Chế độ làm việc chung:.2U KẾT LUẬN CHƯƠNG IV: PHƯƠNG PHÁP KIỀM TRA ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC HINH HOC CAC BE MAT TY Do. Giới thiệu bê mặt tư do. Phương pháp kiểm tra đánh giá Irong kỹ thuật ngược - - 44 4.

Quy trinh do kiểm săn phẩm trên phản mềm Œeomagie. CHƯƠNG V: THỰC NGHIỆM ỨNG DỤNG KỸ THUẬT NGƯỢC TRONG THIET KE VA KLEM ‘TRA MAU CANH QUAT CHIP MAY TINH.1 Thiết kế lại mẫu bằng phần mềm Rapiform. Thiết kế lại sử đụng phản mễm Rapidform. Gia công chế tạo mẫu.

Kiểm tra độ chính xác gia công bằng phan mém Goomagic 84 KẾT LUẬN KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ. TÀI LIỆU THAM KHẢO. LUẬN VĂN THẠC NGÀNH CHẾ TẠO MÁY. DANH MỤC HÌNH VẼ 1Iinh 1.1: Bo sành kỹ thuật thuận vả kỹ thuật ngược.2: Sơ để các giai đoạn của kỹ thuật ngược - Hình 2.1: May do và dầu do dùng trong phương pháp do tiếp xúc.

Nguyên lý làm việc máy scan 3D Hình 2. Hình ánh một số máy quét laser.5 Sơ đồ câu hinh hé théng may scan 3D Vivid 91 Hình 2. Mồ hình phân trước của thân máy Hình 2. Mô hình phần sau của thân mảy.

Bang diéu khién may scan Vivid 91. Sơ đỗ kết nội điện. Sơ đỏ tháo các nắp chân tia laser. Thanh menu cia may scan Vivid 91.

Cải đặt chế dộ quét. Kết nói phần mềm rapidform với may sean. Thiết lập kết nổi với bản xoay model: chọn một bàn xoay muốn kết nói 1Iinh 3. So sánh thời gian thiết kế mồ hình giữa các nhỏm phâm mềm Hình 3.

Băng feature trên cây thư mục free Hình 3.3 Menu phụ cây thư mục tree THỉnh 3. Menu phụ trên model,. snniinierdec tha nuec Hinh 3. Bang display Hình 3.

Đơn giản hỏa khi xoay mô hình THỉnh 3. Tiền thị ràng buộc sketch. Hiển thị các điểm nút trên spline Hình 3. Hình ảnh 6 chế độ của phản mềm rapidEormi xor.

Cáo công cụ trong chế độ mesi LUAN VAN THAC S¥- NGANH CHE TAO MAY LỜI CẢM ƠN Tác giả xin gửi lời cảm on chân thành tới Thay Bui Ngoc Tuyên đã nhiệt tỉnh hướng dẫn thực hiện đề tài Tác giả gửi lòng biết ơn chân thành tới các thầy gõ trong Bộ môn Gia công vat liệu & Dụng cụ cắt _ Viện Cơ khí Dại học Bách Khoa Ha Nội. Tác giả xin cảm ơn Ban Giam Hiệu Nhá Trường và Viện Đào Tạo Sau Đại Học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội dã tạo diễu kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn Mặc đủ bản thân đá thực sự cố gắng trong quá trinh thục hiện đề tài, nhưng chắc chấn sẽ không tránh khối có rhững thiểu sói. Tác giả rất móng nhận đuợc những góp ý dòng gớp từ các thầy cô giáo và các bạn dổng nghiệp Hà Nội, ngày. nắm 2014 'Tác giá luận văn Pham Van Huan LUAN VAN THAC S¥- NGANH CHE TAO MAY MO BAU 1.

L¥ do chọn đề tài Hiện nay để nâng cao năng suất, độ chính xác chế tạo và đơn giản hóa quy Irình công nghệ, giải pháp công nghệ kỹ thuật ngược ngày cảng dược sử dụng rộng rỗi tại các nước phát riển trên thể giới và dang dân dẫn được các công ty trong nước tin tưởng áp dụng KY thuat ngugc ( Reverse engineering ) như là một trong những giải pháp kỹ thuật smang lai higu qua kinh tế cao, rút ngắn quả trình phát triển sẵn phẩm Bên cạnh đó, quản lý chất lượng sẵn phẩm là một bộ phận quan trọng trong quy trình sắn xuất ngảy nay. Việc đăm bão sán phẩm sán xuất đúng như ý tưởng của người thiết kế và đạt được các kích thước theo yêu câu kỹ thuật là một thách thúc cửa cả quá Irình sẵn xuấi. Ngày nay, rải nhiều công ty é ã sử dụng công nghệ scan 3D thay cho các kỹ thuật kiểm tra truyền thống để đo kiểm các bề mặt chỉ tiết cong, phức tạp, hẻ mặt tự do Do vay, tim biểu về các thiết bị và các phân mễm ứng dụng hiện đại trong trường, là một trong những van dễ cấp thiết cho học viên chúng em dẻ có thê dáp img dược các nhu cầu thục thê sản xuất Với sự lận tình giúp dỡ và định hưởng nghiên cứu của T§ Bủi Ngọc Tuyên, tác giả đã chọn đề tải: “Vghiên cứu ứng dụng kỹ thuật ngược trong thiết kế và kiêm tra các sẵn phẩm cơ khi cầu thành từ các bề mặt tự đo”. Mục tiêu thực hiện dễ tài Dổi tượng và phạm vi nghiên cửu chú yêu của để tải lá: - Làm chủ được các chức năng trong phân mêm Rapidferm XOR, thiết kế được các „mồ hinh săn phẩm trong thực tế - Tâm hiểu máy quét 3D - Tìm hiểu quy trình quét mẫu và thiết kế mô hình với kỹ thuật ngược - Tim hiểu quy trình kiểm tra sản phẩm cơ khí cầu thành từ các bể mặt tự do LUAN VAN THAC S¥- NGANH CHE TAO MAY CÁC KỶ HIỆU VÀ CHỮ VIÉT TẮT RU (Reverse Engineering): Ky thuat nguge PC (Point Cloud): Bam may điểm.

Scan: Quet, s6 hoa bé mat Surface: Bé mat Solid: Khdi rin CMM: Coordinate Measuring Machine Freeform Surface: Bé mat tx do LUAN VAN THAC S¥- NGANH CHE TAO MAY LOI CAMBOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn lả trung thực và chua được ai công bé trong bất kỳ một công trình khác, trừ những phân tham khảo được phủ rõ trong luận vẫn. Tác giả Phạm Văn Huân LUAN VAN THAC S¥- NGANH CHE TAO MAY LỜI CẢM ƠN Tác giả xin gửi lời cảm on chân thành tới Thay Bui Ngoc Tuyên đã nhiệt tỉnh hướng dẫn thực hiện đề tài Tác giả gửi lòng biết ơn chân thành tới các thầy gõ trong Bộ môn Gia công vat liệu & Dụng cụ cắt _ Viện Cơ khí Dại học Bách Khoa Ha Nội. Tác giả xin cảm ơn Ban Giam Hiệu Nhá Trường và Viện Đào Tạo Sau Đại Học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội dã tạo diễu kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn Mặc đủ bản thân đá thực sự cố gắng trong quá trinh thục hiện đề tài, nhưng chắc chấn sẽ không tránh khối có rhững thiểu sói. Tác giả rất móng nhận đuợc những góp ý dòng gớp từ các thầy cô giáo và các bạn dổng nghiệp Hà Nội, ngày.

nắm 2014 'Tác giá luận văn Pham Van Huan LUAN VAN THAC S¥- NGANH CHE TAO MAY CÁC KỶ HIỆU VÀ CHỮ VIÉT TẮT RU (Reverse Engineering): Ky thuat nguge PC (Point Cloud): Bam may điểm. Scan: Quet, s6 hoa bé mat Surface: Bé mat Solid: Khdi rin CMM: Coordinate Measuring Machine Freeform Surface: Bé mat tx do LUẬN VĂN THẠC - NGANH CHE TAO MAY Hình 3.13, Lệnh fïHI holes. Sử dụng add bridge. Bang chon decimate Hinb 3.

Chinh duong bién otta m6 hinh. Chỉnh mật độ lưới tam giác. Tuy chon optimize mesh. Điều chính độ mịn của lưới tam giáo.

Các mức độ hiện chỉnh sharpaness Hinh 3. Ca c mức độ liệu chỉnh overalÏ sinoollmess Hình 3.22, Hiện thị các bê mặt bị lỗi. Bê mặt với 2 cạnh hở. Bê mặt với 3 cạnh hở Hình 3.

Bẻ mặt bị lỗi dạng dường hẳm. co oi 2222 Tinh 3. Phân vùng lại các bê mặt lỗi. Minh họa điển tự động các vùng bị Hiểu Hình 3.

Điều chính thanh mức độ mịn. TIiệu chỉnh mật độ lưới tam giáo Hình 3. Minh họa giao mặt phẳng và dâm mày diễm. Các lựa chọn splime trên đám mây điểm.

Các lệnh trong chế độ làm việc chung, Hình 3. Mặt phẳng Gram chuếu. Bang chon select filter Hình 3. Align đữ liệu đám mây điểm.

Tệnh với mô hìmh dang solid, THỉnh 3. Lệnh với mô hình đạng surface. Sơ đồ vòng tròn các vùng bể mặt trơn, liên tục của bê rất tự do. Quy trình kiểm tra đánh giá trong kỹ thuật ngược.3, Kết quả so sảnh trên phần mễm geomagic.

Cảnh quạt chíp trong máy tỉnh LUẬN VĂN THẠC - NGANH CHE TAO MAY Hinb 5.31 „ Chock- surfaco rough parallel. sec ca, Linh 3.32 , Define tool - surface rough parallel. Planes - surface rough parallel Hình 5. Surface parameters - surface rouah parallel.

Rough parallel parameters - surface rough parallel. Cuts depths - surface rough parallel Hình 5. Đường chạy dao gia công thô mặt.38 Surface finish contour Hình 5. Drive - surface Cinish: contour Hình 5.

Containment - surfaco finish contour.41 Define tool - surface finish contour Hinh 5. Surface par: lers - surface finish contour Hình 5. Finish contour parameters - surface finish contow. Tường chạy đao contour ch quat cscs Hình 5.

Surface finish radial Hình 5. Drive - surface finish radial THỉnh 5. Check - surface finish radial Hình 5. Detine tool - surface finish radial.

Tường chạy dao mặt cánh. Đường chạy đao mô phỏng cảnh quạt Hinh.51 Post processing canh quat THỉnh 5.52 Chương trình gia céng NC. Mẫu gia công bê mặt cánh quat chip may tinh Hình 5.54 Tach biên cánh quạt từ đấm mây diễn THỉnh 5 Tách biên đạng surfaoe của một cảnh quạt 5. Kết quả so sánh trên phần nền Geomagie LUAN VAN THAC S¥- NGANH CHE TAO MAY LOI CAMBOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn lả trung thực và chua được ai công bé trong bất kỳ một công trình khác, trừ những phân tham khảo được phủ rõ trong luận vẫn.

Tác giả Phạm Văn Huân LUẬN VĂN THẠC - NGANH CHE TAO MAY Hình 3.13, Lệnh fïHI holes. Sử dụng add bridge. Bang chon decimate Hinb 3. Chinh duong bién otta m6 hinh.

Chỉnh mật độ lưới tam giác. Tuy chon optimize mesh. Điều chính độ mịn của lưới tam giáo. Các mức độ hiện chỉnh sharpaness Hinh 3.

Ca c mức độ liệu chỉnh overalÏ sinoollmess Hình 3.