I. Tổng Quan Nghiên Cứu Về Độ Chính Xác Máy Đo Kỹ Thuật
Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, các sản phẩm cơ khí ngày càng phải có yêu cầu cao hơn về chất lượng, mức độ tự động hóa quy trình sản xuất và đặc biệt là độ chính xác kích thước, hình dáng hình học của sản phẩm. Sử dụng các công nghệ gia công truyền thống trên các máy vạn năng khó đáp ứng được nhu cầu này, do đó sức cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường bị hạn chế. Thực tế đó đòi hỏi phải phát triển và nghiên cứu các công nghệ mới nhằm nâng cao độ chính xác hình dáng hình học nói riêng, nâng cao chất lượng sản phẩm chế tạo nói chung. Xuất phát từ tình hình thực tế này, đề tài của luận văn với tiêu đề: “Nâng cao độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công VMC – 85S” là có ý nghĩa lý thuyết và thực tế.
1.1. Yêu cầu về độ chính xác của thiết bị đo trong kỹ thuật
Trong kỹ thuật hiện đại, yêu cầu về độ chính xác của thiết bị đo ngày càng cao để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của các quy trình sản xuất. Các thiết bị đo phải đảm bảo khả năng đo lường chính xác các thông số kỹ thuật quan trọng như kích thước, hình dạng, vị trí và các thuộc tính vật lý khác. Việc sử dụng các thiết bị đo có độ chính xác cao giúp giảm thiểu sai số, cải thiện độ tin cậy và độ ổn định của sản phẩm, đồng thời nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí.
1.2. Tầm quan trọng của độ tin cậy của máy đo trong công nghiệp
Độ tin cậy của máy đo là một yếu tố quan trọng trong công nghiệp, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả của quy trình sản xuất. Một máy đo có độ tin cậy cao sẽ cung cấp các kết quả đo lường ổn định và chính xác, giúp người dùng đưa ra các quyết định đúng đắn trong quá trình kiểm soát chất lượng và điều chỉnh quy trình sản xuất. Việc sử dụng các máy đo có độ tin cậy cao giúp giảm thiểu rủi ro sai sót, đảm bảo tính nhất quán của sản phẩm và nâng cao uy tín của doanh nghiệp.
II. Vấn Đề Về Sai Số Máy Đo Trong Kỹ Thuật Cách Khắc Phục
Theo tài liệu [6] thì có các nguyên nhân sau gây ra sai số gia công. Độ chính xác gia công phụ thuộc vào sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên của máy, ảnh hưởng của nhiệt, tải trọng, rung động, vị trí, độ cứng. Tiếp theo luận văn đưa ra phương pháp bù sai số gia công, bù sai số bằng phần mềm trên cơ sở giải quyết bài toán sai lệch hình dáng hình học và vị trí tương quan theo sơ đồ. Tài liệu [7] cũng là một luận văn thạc sỹ liên quan đến vấn đề nâng cao độ chính xác gia công chi tiết máy hình dáng phức tạp.
2.1. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của máy đo
Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của máy đo, bao gồm sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên, điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, rung động), chất lượng của thiết bị đo, kỹ năng của người vận hành và quy trình hiệu chuẩn. Phân tích sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên giúp xác định các nguồn gốc của sai số và đưa ra các biện pháp khắc phục. Việc kiểm soát và giảm thiểu các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả đo lường.
2.2. Các phương pháp giảm sai số của máy đo cơ khí và quang học
Có nhiều phương pháp để giảm sai số của máy đo cơ khí và quang học. Đối với máy đo cơ khí, việc bảo trì định kỳ, kiểm tra và điều chỉnh các bộ phận cơ khí là rất quan trọng. Đối với máy đo quang học, việc sử dụng nguồn sáng ổn định, hiệu chỉnh hệ thống quang học và sử dụng các thuật toán xử lý ảnh tiên tiến có thể giúp giảm sai số. Ngoài ra, việc thực hiện hiệu chuẩn định kỳ và tuân thủ quy trình đo lường chuẩn cũng là những biện pháp quan trọng để đảm bảo độ chính xác của máy đo.
2.3. Ảnh hưởng của môi trường đến độ chính xác máy đo
Ảnh hưởng của môi trường đến độ chính xác của máy đo là một yếu tố quan trọng cần được xem xét. Nhiệt độ, độ ẩm, rung động và các yếu tố môi trường khác có thể gây ra sai số trong quá trình đo lường. Để giảm thiểu ảnh hưởng của môi trường, cần đảm bảo rằng máy đo được đặt trong môi trường ổn định, kiểm soát được nhiệt độ và độ ẩm. Việc sử dụng các biện pháp chống rung và cách ly cũng có thể giúp cải thiện độ chính xác của máy đo.
III. Phương Pháp Đánh Giá Độ Chính Xác Hướng Dẫn Chi Tiết
Các máy phay CNC với độ chính xác cao được sử dụng trong nhiều quy trình gia công vì yêu cầu về độ chính xác của các sản phẩm ngày càng tăng. Ảnh hưởng quan trọng nhất tới độ chính xác gia công là độ chính xác của máy công cụ. Các sai số vị trí xuất hiện do lực cắt, tải trọng động. Tài liệu [6] đã nghiên cứu xây dựng chương trình bù sai số gia công trên trung tâm gia công nhằm nâng cao độ chính xác gia công các chi tiết hình dáng hình học phức tạp.
3.1. Tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác của máy đo kỹ thuật số
Việc đánh giá độ chính xác của máy đo kỹ thuật số phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia. Các tiêu chuẩn này quy định các phương pháp thử nghiệm và các chỉ số đánh giá độ chính xác, độ lặp lại, độ phân giải và độ ổn định của máy đo. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này giúp đảm bảo tính khách quan và độ tin cậy của kết quả đánh giá, đồng thời giúp người dùng lựa chọn được các máy đo phù hợp với yêu cầu công việc.
3.2. Quy trình kiểm tra và hiệu chuẩn máy đo định kỳ
Quy trình kiểm tra và hiệu chuẩn máy đo định kỳ là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của máy đo trong suốt quá trình sử dụng. Quy trình này bao gồm việc kiểm tra các bộ phận cơ khí, điện tử, quang học của máy đo, so sánh kết quả đo lường với các chuẩn đo lường và điều chỉnh các thông số để đảm bảo máy đo hoạt động chính xác. Tần suất kiểm tra và hiệu chuẩn phụ thuộc vào loại máy đo, điều kiện sử dụng và yêu cầu độ chính xác của công việc.
3.3. Sử dụng phần mềm để phân tích sai số hệ thống và ngẫu nhiên
Phần mềm phân tích sai số là công cụ hữu ích để xác định và phân tích sai số hệ thống và ngẫu nhiên của máy đo. Phần mềm này sử dụng các thuật toán thống kê để phân tích dữ liệu đo lường và cung cấp các thông tin về độ lệch chuẩn, độ lặp lại và các chỉ số khác. Việc sử dụng phần mềm này giúp người dùng hiểu rõ hơn về đặc tính sai số của máy đo và đưa ra các biện pháp khắc phục phù hợp.
IV. Ứng Dụng Máy Đo Độ Chính Xác Cao Trong Kỹ Thuật Hiện Đại
Ở đây tác giả Hoàng Việt Hồng đã nghiên cứu về quá trình cắt trên máy phay CNC. Tác giả nghiên cứu mô hình hóa quá trình cắt khi phay trên máy phay CNC. Kết quả là đã thiết lập được các phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng như: lực cắt, độ nhám bề mặt, lượng mòn dụng cụ với các thông số công nghệ trong quá trình gia công như: vận tốc cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt và thời gian gia công.
4.1. Ứng dụng máy đo kích thước trong sản xuất chi tiết máy
Trong sản xuất chi tiết máy, máy đo kích thước đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ chính xác của các chi tiết. Các máy đo kích thước được sử dụng để kiểm tra kích thước, hình dạng và vị trí của các chi tiết, đảm bảo rằng chúng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Việc sử dụng các máy đo kích thước giúp giảm thiểu sai sót, cải thiện chất lượng sản phẩm và nâng cao hiệu quả sản xuất.
4.2. Ứng dụng máy đo nhiệt độ và áp suất trong kiểm soát chất lượng
Máy đo nhiệt độ và máy đo áp suất được sử dụng rộng rãi trong kiểm soát chất lượng của nhiều quy trình sản xuất. Các máy đo nhiệt độ được sử dụng để đảm bảo rằng nhiệt độ của quy trình sản xuất được duy trì trong phạm vi cho phép, trong khi các máy đo áp suất được sử dụng để kiểm tra áp suất của các hệ thống và thiết bị. Việc sử dụng các máy đo nhiệt độ và áp suất giúp đảm bảo rằng các quy trình sản xuất được thực hiện đúng cách và sản phẩm đáp ứng các yêu cầu chất lượng.
4.3. Ứng dụng máy đo điện trở và dòng điện trong ngành điện tử
Trong ngành điện tử, máy đo điện trở và máy đo dòng điện là các công cụ không thể thiếu để kiểm tra và đánh giá chất lượng của các linh kiện và mạch điện. Máy đo điện trở được sử dụng để đo điện trở của các linh kiện, trong khi máy đo dòng điện được sử dụng để đo dòng điện chạy qua các mạch điện. Việc sử dụng các máy đo điện trở và dòng điện giúp đảm bảo rằng các linh kiện và mạch điện hoạt động đúng cách và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.
V. Bảo Trì Máy Đo Để Đảm Bảo Độ Chính Xác Cao Hướng Dẫn
Ngoài ra cắt lớp thích nghi theo độ dốc của biên dạng chi tiết cũng đã được nghiên cứu theo sơ đồ thuật toán. Với thuật toán cắt lớp thích nghi và thuật toán chuyển đổi, tác giả đã xác định được tọa độ x,y,z mà dụng cụ cắt sẽ đi qua một cách phù hợp theo độ dốc biên dạng chi tiết, tọa độ này sẽ là cơ sở dữ liệu cho lập trình tiền xử lý để đưa ra quỹ đạo chuyển động của dụng cụ cắt để gia công các hốc có bề mặt phức tạp một cách có hiệu quả.
5.1. Lịch trình bảo trì định kỳ cho máy đo cơ khí và điện tử
Việc xây dựng và tuân thủ lịch trình bảo trì định kỳ là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của máy đo cơ khí và điện tử. Lịch trình bảo trì này nên bao gồm các công việc như kiểm tra và làm sạch các bộ phận cơ khí, kiểm tra và thay thế các linh kiện điện tử bị hỏng, kiểm tra và hiệu chỉnh hệ thống đo lường và thực hiện hiệu chuẩn định kỳ. Việc tuân thủ lịch trình bảo trì giúp kéo dài tuổi thọ của máy đo và đảm bảo rằng nó luôn hoạt động chính xác.
5.2. Các bước kiểm tra và làm sạch máy đo sau mỗi lần sử dụng
Sau mỗi lần sử dụng, cần thực hiện các bước kiểm tra và làm sạch máy đo để đảm bảo rằng nó luôn trong tình trạng tốt nhất. Các bước này bao gồm việc kiểm tra các bộ phận cơ khí để phát hiện các dấu hiệu hư hỏng, làm sạch các bề mặt đo lường để loại bỏ bụi bẩn và dầu mỡ, và kiểm tra các kết nối điện tử để đảm bảo rằng chúng hoạt động đúng cách. Việc thực hiện các bước kiểm tra và làm sạch này giúp ngăn ngừa các vấn đề phát sinh và đảm bảo rằng máy đo sẵn sàng cho lần sử dụng tiếp theo.
5.3. Phương pháp hiệu chuẩn máy đo và kiểm tra độ lặp lại
Hiệu chuẩn máy đo là quá trình so sánh kết quả đo lường của máy đo với các chuẩn đo lường và điều chỉnh các thông số để đảm bảo máy đo hoạt động chính xác. Việc hiệu chuẩn nên được thực hiện định kỳ và sau khi máy đo trải qua các sửa chữa lớn. Ngoài ra, cần kiểm tra độ lặp lại của máy đo bằng cách thực hiện nhiều lần đo lường trên cùng một đối tượng và so sánh kết quả. Việc kiểm tra độ lặp lại giúp đảm bảo rằng máy đo cung cấp các kết quả đo lường ổn định và chính xác.
VI. Tương Lai Nghiên Cứu Về Độ Chính Xác Máy Đo Trong Kỹ Thuật
Các công trình nói trên đã đưa ra các giải pháp làm tăng năng suất, chất lượng khi gia công trên các máy CNC, mỗi giải pháp đều có ưu điểm song cũng còn tồn tại nhiều nhược điểm. Giải pháp của công trình ở tài liệu [6] đưa ra phương pháp bù sai số bằng cách bù chương trình NC bằng phần mềm CAD/CAM, giải pháp này xác định sai số tổng hợp mà không quan tâm đến nguyên nhân gây sai số cũng như sự phức tạp của biên dạng gia công.
6.1. Phát triển các công nghệ đo lường mới với độ chính xác cao hơn
Các nghiên cứu về độ chính xác máy đo trong tương lai sẽ tập trung vào việc phát triển các công nghệ đo lường mới với độ chính xác cao hơn. Các công nghệ này có thể bao gồm việc sử dụng các cảm biến tiên tiến, các thuật toán xử lý tín hiệu phức tạp và các phương pháp đo lường dựa trên nguyên lý vật lý mới. Việc phát triển các công nghệ đo lường mới sẽ giúp đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác trong các lĩnh vực như sản xuất, nghiên cứu khoa học và y tế.
6.2. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong hiệu chuẩn và kiểm tra máy đo
Trí tuệ nhân tạo (AI) có thể được ứng dụng trong hiệu chuẩn và kiểm tra máy đo để cải thiện độ chính xác và hiệu quả của quá trình này. Các thuật toán AI có thể được sử dụng để phân tích dữ liệu đo lường, xác định các sai số và điều chỉnh các thông số của máy đo một cách tự động. Ngoài ra, AI có thể được sử dụng để phát hiện các dấu hiệu hư hỏng của máy đo và dự đoán thời gian bảo trì cần thiết.
6.3. Nghiên cứu về máy đo tích hợp và tự động hóa quy trình đo lường
Các nghiên cứu trong tương lai cũng sẽ tập trung vào việc phát triển các máy đo tích hợp và tự động hóa quy trình đo lường. Các máy đo tích hợp có thể kết hợp nhiều chức năng đo lường khác nhau trong một thiết bị duy nhất, giúp giảm chi phí và tăng tính linh hoạt. Tự động hóa quy trình đo lường có thể giúp giảm thiểu sai sót do con người gây ra và tăng năng suất của quá trình đo lường.
