BO GIAO DUC VA ĐÀO TẠO TRUONG BAL HOC BACH KHOA HA NOL LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ANH HUGNG CUA HIiNH DANG CHI TIFT DEN SAI SÓ PHÉP ĐO 3D BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÁẢNII SÁNG CẤU TRÚC CIUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KIỨ LE QUY THUAN Người hưởng dẫn khoa học: PGS. NGUYÊN VĂN VINH HÀ NỘI -— 2018 LOTCAM DOAN 'Tôi xin cam đoan bản luận văn này với đề tải “Ảnh hướng của hình dạng cầu tiết đến xai số pháp đo 3D bằng phương pháp ảnh sảng cẩu rie” là công trình nghiên cứu của riêng. tôi và chưa được câng bồ trong bất cứ công trình nào khác. Các số liệu nêu trong luận văn.
là trung thực. Hà Nội, ngày 12 tháng 9 nim 2018 Tác giả luận văn 1ê Quý Thuần MUC LUC M6 BAU. Ly do chon dé tai "`. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu. Nội đung của luận án. TONG QUAN VE BO LUGNG BIEN DANG 3D BANG ANH SANG CẤU TRÚC - - 6 1.1 Các phương pháp đo biên.1 Phương pháp đo thời gian truyền sáng (Tine of Fhght- TOF), 7 1.2 Phương pháp stereo vision.2 Phương pháp đo sử dụng ảnh sắng cầu trúc - 9 1.1Phương pháp dich pha - - 16 1.2Phương pháp mã TA.3Phuong phap dich pha két hap Gray 20 1.4 Ung dung phuong phap quét 3D.3 Nội dung nghiền cứu của luận vấn. 28 Chương2 PHƯƠNG PHÁP ĐO BẰNG ANH SANG CAU TRUC DICH PHA KET HOP MA GRAY - - 29 2.1 Phuong phép dich pha két hop ma Gray - - 29 3.2 Hiệu chuẩn hệ thống đo.
HH KH He semeerosee.3 Ảnh hưởng của hình dạng chỉ tiết đo.4 Kết luận chương 2. - 48 Chương 3 KHẢO SAT ANH HƯỚNG CỦA HÌNH DANG CHI TIRT DEN SAT SỐ THÉP ĐO - 49 3.1 Xây đụng hệ thống thực nghiệm.2 Khảo sát thực nghiệm do mặt phẳng trong vùng do.3 Thực nghiệm các chỉ tiết hình đạng khác nhau.1 Khảo sát ño các bê mặt lÃ, rãnh, bậc.2 Khảo sát đo các bề mặt chuẩn trụ - - - 65 3.3 Đa các bê mat dang te do - - 67 KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ. - 73 TÀI LIEU THAM KHẢO - - - - - 74 PHỤ LỤC.- MO DAU L§ do chon đề tài Trong những năm gần đây, nhu cầu vẻ sản xuất các thiết bị sản phẩm công nghệ cao với độ chính xác ngày cảng cao. Việc ứng đụng các phương pháp đo hường kiểm tra trong công nghiệp cơ khi lả rất cân thiết nàng cao năng suất và đám báo chất hượng.
Công nghệ sản xuất linh hoạt hỗ trợ sân xuất các chỉ tiết với năng suất và chất lượng: cao đặc biệt là các bẻ mặt tự đo với nhiều loại vật liệu và bề ruặt hoàn thiện khác nhau. Các bề mặt được sản xuất với hai tiêu chí về thằm mỹ và hiểu suất như: trong công nghiệp ô tổ, máy bay, hang tiêu đùng, tiểu thủ công nghiệp. Để dam bao yêu câu phù hợp giữa thiết kế và sản xuôi cân phâi sử dụng các công nghệ đo lường phủ hợp Hai nhóm phương pháp chỉnh do biên dạng 312 cũa dôi tượng là: do tiếp xúc và không tiếp xúc. Phương pháp đo tiếp xúc sử đụng các đầu đỏ tiếp xúc với bê mặt đổi lượng cần do như các máy do bạ tọa dộ CMM (Coordinale Measuring Machime), tay may do.
Dic điểm chính của phương, pháp đo tiếp xúc là phương pháp đo từng, điểm, mỗi điểm được xác định khi đầu đò tiếp xúc cơ học với bê mặt cân đo đồng, thời đánh dấu các tọa độ điểm đo trên hệ tọa độ máy với thời gian xác đình, đối tượng, quét lớn sẽ phải mất nhiều thời gian đề quét. Phép đo eó các sai số do kích. thước đâu đỏ và khó đo các đối tượng hình đạng phúc tạp hoặc có bê mặt không xác dinh va bé wat khéug định hình. Giá thành các thiết bị đo Bếp xúc thường rất cao.
đo các bộ phận cảm biến đầu đò được mang bởi các hệ thông cơ khí đời hỏi độ chính. xác cao Công nghệ đo lường 3D không tiếp xúc là hướng nghiên cửu phát triển mới trong lĩnh vực do lường 3D. Trong đó, công nghệ do biên đạng 3D sử dụng ảnh sáng, là phương pháp đo lường 3D quang học thông qua hinh ảnh, bằng quét ánh sáng, laser hoặc chiến ánh sáng mã hóa, đang được thể giới quan lâm nghiên cửu, phát triển và ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp cũng như trong cuộc sóng, như: sẵn xuất thông minh, khoa học y tế, khoa học máy tính, an ninh quốc gia và giải trí. Phương pháp nảy có thế thu thập được nhiều thông tin bê mặt của nhiều chỉ DANH MUC HINH ANH VA BO THI _TocS 25112486 Tình 1.1 Sơ để bố trí máy ảnh trong phương phap slereo vision 8 Hinh 1.2 So dé khôi hệ thống đo băng ánh sáng câu trúc.3 Hệ thống đo 3D sử đựng mã Gray.4 Ứng dụng đo kiếm sẵn phẩm.
5 Ung dung do trong gia céng cơ khí như đo chỉ tiết cơ khí. 6 Ung dung trong, odng nghiép san xuat 6 t6 23 Tĩnh 1. 7 Thiết kế ngược - 23 Tình I. 8 Ứng dụng quét bién dạng cơ thể người phục vụ lĩnh vực thời trang may mặc, đa giày, 24 Tình 1.9 Ứng dụng quét biên đạng các chỉ tiết cư khí 35 Tình1.
10 Biêu dạng 3D hàm răng - ¬-- Tình 1. 11 Ứng đụng trong y lễ. 12 Quét tượng, a we BT Hinh 2.1 So dé nguyén ly hé théng do PSGC - 30 Tình 2.2 Sa đồ nguyên lý xác định tọa độ của điểm đo 31 Hinh 2.3 Xác định pha tuyệt đối từ pha tương đổi và thứ tự vân.4 Mô hình máy ảnh lễ nhỏ - 35 Tĩnh 3.1 Mô hình thiết bị thực nghiệm .2 Ảnh phần mễm hiệu chuẩn hệ thống a ST Tĩnh 3.3 Kết quả biệu chuẩn hệ thống. sa THnh 3 4 Sơ đồ vị trí và góc của mặt phẳng chuân mẫu trong vimg đo 53 Tình 3.5 Ảnh do chí tiết mẫu phẳng chuẩn kích thước 190 x125 mm „ -.6 Kết quả phủ bop dam may diém ml phing mau chuẩn ở trị trí 1 55 Hình 3.7 Kết quả phủ hợp đám mây điểm mặt phẳng mẫu chuẩn ð trị trì 2.8 Kết quả phủ hợp đâm mãy điểm mặt phẳng mẫu chuân ở trị trì 3.8 Két quả phủ hợp đám mây điểm mặt phẳng mẫu chuẩn ở trị trí 4 56 Hinh 3.9 Kết quả phủ hợp đám mây điểm mặt phẳng mẫu chuẩn ở trị trí 5 57 Hinh 3.10 Ảnh chỉ tiết mẫu.L1 Các kích thước danh nghĩa của chỉ tiết mẫu 59 Hinh 3.12 Các kich thước trung bình của chỉ tiết mẫu đo bang may CMM 59 Tĩnh 3.13 Dám mây điểm đo chỉ tiết mẫu.144 Dẻ thị biểu điễn kết quả đo các đường kính lỗ 60 Tĩnh 3.L5 Dễ thị biểu điễn kết quả đo các kích thước chiêu dai.16 Giao diện chương trinh đo chỉ tiết chỉnh phẳng .17 Dám mây điểm chỉ tiết chỉnh phẳng - 63 Hình 3.18 Để thị biểu diễn kết quả đo các kích thước chiêu đải 3 cạnh của chỉ tiết 63 Hinh 3.19 Giao điện chương trình đo chỉ tiết bậc trụ gá đao - &1 Tình 3.20 Đám mây điểm chỉ tiết bậc trụ gá dao - 64 Hinh 3.21 Do chi tiét dang tru côn với bên mặt thực 6 Hinh 3.22 Đo chỉ tiết dạng trụ côn với bên mặt được phủ giảm phản xa 66 Hinh 3.23 Do chi tiết khuôn vất liện nhôm và nhựa .244 Do chỉ tiết bánh răng .àc cà non.36 Do chỉ tiết nhựa - T1 Danh mục các ký hiệu Kỹ hiệu Đơn vị Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt ý rad Pha tyét déi a rad Pha tương đối HỆ tọa độ hệ thếng HỆ tọa độ máy ảnh Hệ tọa độ máy chiều Tợa độ mặt phẳng ảnh Seale rao 1Iệ số tỉ lệ R Rotation matrix Ma tran quay 7 mm | Translation vector Vắc-lơ lĩnh tiễn rt Điểm ảnh 1iêu cự máy ảnh theo hai truc u, v fads của cảm biển ảnh „ » aoe Tiéu cy may chiéu theo hai truc u, v feat Bicn ah của cảm biến ánh A Điểm ảnh Ma trận nội thông số £ Ta đô điểm gỗc (giao điểm trục si quang và mặt phẳng ảnh) Pp Chu kỷ vân chiếu theo phuong wy ngang và phương thẳng dứng hxwxd mm | Height x Width x Depth | xông Kich xthước sâu vững đo theo chiều cao x D man | Aperture diameter Đường kính khẩu độ ông kinh N=f/D The number f Số £ f mmm | Koval langth 'Tiêu cự thâu kính.
a Đô (*) Gióc giữa trục tung của máy ảnh và máy chiếu tiết đo mà không cần tiếp xúc bê mặt. chỉ tiết đo, với sự kết hợp giữa lý tuyết về quang học với khoa học máy tính hiện đại và công nghệ diện tủ. Những ưu điểm vượt trội của phương pháp này như: đo nhiên chỉ tiết đo cùng, lúc, tắc độ đo nhanh, độ phân giải cao và dễ đăng thực hiệu. Độ chính xác của phương pháp đo bằng ánh sáng câu trúc phụ thuộc rái nhiều vào tính chất bẻ mặt của chủ tiết do, hình dạng của chỉ tiết do, thông số hình học cửa hệ thống quang và phương pháp xử lý đữ liệu 3D.
Do vậy, việc ứng đụng phương, phap trong việc đo lường dễ do các biên dạng bể mặt khác nhau vẫn còn tổn tại muội số hạn chế như: dựng hình 3D có độ chỉnh xác chưa cao và ảnh thu được phụ thuộc Tắt nhiêu vào bê mặt biên dang và mức độ phản xạ bê mặt chỉ tiết đo. là do sai số hiệu chuẩn các thông số của hệ thống đo sử dựng ánh sảng cầu trúc. Hệ thông cần phái được hiệu chuẩn chỉnh xác mới thu được kết quá dựng hình chính xác. Hơn nữa, phương pháp này khi đe các chỉ tiết đo với biền dạng bẻ mặt khác nhau gây ânh hướng đến sai số phép do.
Cúc vat đề nghiên cửu trên đang được các nha khoa học tập trung nghiên cứu để nàng cao độ chính xác hệ thông đo. Các phương pháp đo biên đạng 3D sử đựng ánh sáng cân trúc đã được thê giới nghiên cửu như: Phương pháp địch phø, mã Gray, dịch dường và các phương pháp kết hợp, Trong đỏ, phương pháp đo sử dụng ánh sóng dịch pha kết hợp mã Gray (PSGC) được nghiên cứa ứng dụng để đo các chủ tiết với các biến dang bê mặt khác nhau: Mục đích nghiên cứu cũa luận văn, đối tượng và phạm! vi nghiên cứu. Muc dich nghiên cia 'Mục đích chính cũa luận văn nghiên cứu tống quan về đo lường 3D biên đạng chi tiết, ứng dụng phương pháp do ảnh sáng câu trúc dịch pha kết hợp nã Gray dé đo lưỡng các chỉ tiết với hính dạng khác nhau. Thông qua đó phân tích thực nghiệm kiểm chứng ãnh hưởng của hình dạng chỉ tiết đến sai số phép đe.