Nghiên Cứu và Thiết Kế Hệ Thống Đo Biên Dạng Chi Tiết Trụ Tròn

LỜI MỞ ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Sai lệch độ tròn

1.1.1. Định nghĩa sai lệch độ tròn

1.1.2. Nguyên nhân gây ra sai lệch độ tròn của chi tiết

1.1.3. Ảnh hưởng của sai lệch độ tròn đến khả năng làm việc của chi tiết

1.2. Các phương pháp đo sai lệch độ tròn và đo biên dạng

1.2.1. Phương pháp đo thông thường

1.2.2. Phương pháp đo tiếp xúc

1.2.3. Phương pháp đo không tiếp xúc

1.3. Kỹ thuật quét biên dạng 3D

1.3.1. Các phương pháp quét biên dạng 3D

1.3.2. Kỹ thuật quét biên dạng 3D theo lớp

1.4. Mục tiêu nghiên cứu

1.5. Phạm vi nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ

2.1. Yêu cầu thiết kế

2.2. Chọn loại động cơ truyền động

2.3. Thiết kế bộ phận gá chi tiết đo

2.3.1. Chọn phương án gá mẫu

2.3.2. Thiết kế bộ phận gá chi tiết đo

2.4. Thiết kế bộ phận gá và di chuyển đầu cảm biến

2.4.1. Cơ cấu truyền động

2.4.2. Thông số các chi tiết của cụm truyền động

2.5. Thiết kế khung máy

2.6. Thiết kế bản vẽ 3D

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

3.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển

3.2. Chọn cảm biến quét

3.2.1. Chọn loại cảm biến

3.2.2. Bộ cảm biến Keyence LK – 2001 và đầu cảm biến LK - 031

3.2.3. Những lưu ý khi sử dụng cảm biến laser CCD LK - 2001 và LK – 031

3.3. Bộ thu thập dữ liệu

3.3.1. Chọn phương án thiết kế bộ thu thập dữ liệu

3.3.2. Giới thiệu về Arduino Mega 2560

3.3.3. Module thu thập dữ liệu AD7606

3.3.4. Bộ thu thập dữ liệu dùng Arduino Mega 2560 và module AD7606

3.4. Chọn động cơ truyền động và driver điều khiển

3.4.1. Chọn động cơ bước cho từng cụm chuyển động

3.4.2. Driver điều khiển động cơ bước

3.4.3. Encoder đo số vòng quay động cơ

3.5. Sơ đồ nguyên lý mạch điện của hệ thống điều khiển

3.6. Lập trình hệ thống điều khiển

3.6.1. Nguyên lý điều khiển

3.6.2. Quy trình lập trình hệ thống điều khiển

4. CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO THIẾT BỊ

4.1. Chế tạo phần cơ khí

4.1.1. Chế tạo cụm mâm xoay

4.1.2. Chế tạo cụm truyền động trục X

4.1.3. Chế tạo cụm truyền động trục Z và gá cảm biến

4.2. Chế tạo bộ điều khiển và thu thập dữ liệu

4.2.1. Yêu cầu chế tạo

4.3. Mô hình thực tế

5. CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

5.1. Thử nghiệm 1: Đo trụ bậc

5.2. Thử nghiệm 2: Đo khoảng cách dịch chuyển

5.3. Thực nghiệm ứng dụng máy vào đo – quét biên dạng 2D

5.3.1. Quy trình xác định khoảng cách tham chiếu cho máy

5.3.2. Thực nghiệm ứng dụng quét biên dạng 2D và đo sai lệch độ tròn

5.4. Thực nghiệm quét biên dạng 3D

5.4.1. Quy trình thực nghiệm

5.4.2. Thực nghiệm với các chi tiết có biên dạng phức tạp

5.5. Nhận xét chung

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Hệ Thống Đo Biên Dạng Chi Tiết Trụ Tròn

Nghiên cứu và thiết kế hệ thống đo biên dạng chi tiết trụ tròn là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ cơ khí. Hệ thống này giúp xác định độ chính xác của các chi tiết trụ tròn, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ đo không tiếp xúc, đặc biệt là cảm biến laser, đã mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp chế tạo. Sự phát triển này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai số trong quá trình đo.

1.1. Định Nghĩa và Ý Nghĩa Của Hệ Thống Đo Biên Dạng

Hệ thống đo biên dạng là thiết bị dùng để xác định hình dạng và kích thước của các chi tiết cơ khí. Đặc biệt, hệ thống này giúp phát hiện các sai lệch về độ tròn, từ đó đảm bảo tính chính xác trong sản xuất.

1.2. Lịch Sử Phát Triển Công Nghệ Đo Biên Dạng

Công nghệ đo biên dạng đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển. Từ những phương pháp đo cơ học truyền thống đến các thiết bị hiện đại sử dụng cảm biến laser, sự tiến bộ này đã giúp nâng cao độ chính xác và hiệu suất trong sản xuất.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Đo Biên Dạng Chi Tiết Trụ Tròn

Mặc dù công nghệ đo biên dạng đã phát triển, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức. Các vấn đề như sai số do áp lực đo, độ chính xác của cảm biến, và khả năng xử lý dữ liệu là những yếu tố cần được giải quyết. Việc tìm ra giải pháp cho những vấn đề này là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả của hệ thống.

2.1. Sai Số Trong Quá Trình Đo

Sai số trong quá trình đo có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm cả yếu tố môi trường và thiết bị. Việc kiểm soát sai số là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả đo.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Xử Lý Dữ Liệu

Xử lý dữ liệu từ cảm biến là một thách thức lớn. Đặc biệt, việc lọc nhiễu và đảm bảo độ chính xác của dữ liệu thu thập là rất quan trọng trong quá trình phân tích.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Đo Biên Dạng Chi Tiết Trụ Tròn

Thiết kế hệ thống đo biên dạng chi tiết trụ tròn cần phải dựa trên các nguyên lý kỹ thuật cơ bản. Việc lựa chọn cảm biến phù hợp, thiết kế cơ cấu truyền động và hệ thống điều khiển là những yếu tố quan trọng trong quá trình này.

3.1. Lựa Chọn Cảm Biến Đo

Cảm biến laser là lựa chọn hàng đầu cho hệ thống đo biên dạng. Chúng cung cấp độ chính xác cao và khả năng đo không tiếp xúc, giúp bảo vệ bề mặt chi tiết trong quá trình đo.

3.2. Thiết Kế Cơ Cấu Truyền Động

Cơ cấu truyền động cần được thiết kế sao cho đảm bảo độ chính xác và ổn định trong quá trình đo. Việc lựa chọn động cơ và bộ truyền động phù hợp là rất quan trọng.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Đo Biên Dạng

Hệ thống đo biên dạng chi tiết trụ tròn có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp chế tạo. Từ việc kiểm tra chất lượng sản phẩm đến việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất.

4.1. Kiểm Tra Chất Lượng Sản Phẩm

Hệ thống đo biên dạng giúp phát hiện các sai lệch trong sản phẩm, từ đó đảm bảo chất lượng và độ chính xác của các chi tiết cơ khí.

4.2. Tối Ưu Hóa Quy Trình Sản Xuất

Việc áp dụng công nghệ đo biên dạng giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu thời gian và chi phí, đồng thời nâng cao hiệu suất làm việc.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Hệ Thống Đo Biên Dạng

Hệ thống đo biên dạng chi tiết trụ tròn đang ngày càng trở nên quan trọng trong ngành công nghiệp chế tạo. Với sự phát triển của công nghệ, tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và ứng dụng mới, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Đo

Công nghệ đo không tiếp xúc sẽ tiếp tục phát triển, với nhiều cải tiến về độ chính xác và khả năng xử lý dữ liệu. Điều này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu và Phát Triển

Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực đo biên dạng là rất cần thiết. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp chế tạo.

Nghiên Cứu – Thiết Kế - Chế Tạo Hệ Thống Đo Biên Dạng Chi Tiết Trụ Tròn