Thạc Sĩ Nghiên cứu đánh giá độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công VMC-85S

Tính cấp thiết của đề tài

PHẦN MỞ ĐẦU


Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ trên tất cả các lĩnh vực thì các sản phẩm cơ khí ngày càng có yêu cầu cao hơn về chất lượng, độ chính xác gia công, mức độ tự động sản xuất và đặc biệt là yêu cầu về kiểu dáng, mẫu mã sản phẩm phải được thay đổi một cách thường

xuyên và linh hoạt. Vì vậy nhu cầu về thiết kế phát triển sản phẩm mới hoặc chép mẫu và thiết kế lại từ các sản phẩm đã có, cũng như nhu cầu về sản xuất, chế tạo các bộ khuôn mẫu có độ chính xác và độ phức tạp cao là rất lớn.
Thực tế đó đòi hỏi phải phát triển công nghệ mới, trong đó có công nghệ CAD/CAM/CNC và kỹ thuật tái tạo ngược (RE). Vì vậy sau khi nhận được sự định hướng và giúp đỡ tận tình của Thầy PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè tác giả đã chọn và thực hiện đề tài “Nghiên cứu đánh giá độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công VMC-85S". Vấn đề này là rất cấp bách, cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn rất cao trong giai đoạn hiện nay.
Mục đích nghiên cứu: Mục đích nghiên cứu của đề tài nhằm giải quyết các vấn đề sau:
Ứng dụng kỹ thuật tái tạo ngược trên máy đo 3 chiều CMM trong việc thiết kế và gia công khuôn mẫu có độ chính xác cao
Nghiên cứu đánh giá độ chính xác tái tạo ngược, nhằm đưa ra dự báo sai số thiết kế tái tạo ngược và sai số gia công trên máy CNC từ đó có biện pháp bù sai số gia công hoặc sai số thiết kế tái tạo ngược.
Đối tượng nghiên cứu

Máy : Trung tâm gia công VMC-85S, Máy đo 3 chiều CMM- C544
Công nghệ : Kỹ thuật đo 3 chiều CMM và kỹ thuật tái tạo ngược

Các phần mềm sử lý dữ liệu đo và thiết kế CAD/CAM

Nội dung nghiên cứu

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài tác giả tập trung nghiên cứu vào các vấn đề sau
Tổng quan về kỹ thuật tái tạo ngược

Hệ thống công nghệ và thực nghiệm

Phân tích - Đánh giá độ chính xác tái tạo ngược

Kết luận và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Phương pháp nghiên cứu

Lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, trong đó thực nghiệm giữ vai trò chính.

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu đánh giá độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công VMC - 85S từ dữ liệu đo trên máy đo 3 chiều CMM, đưa ra được dự báo để khắc phục sai số gia công và sai số tái tạo ngược.
Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài mang tính ứng dụng cao, kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ được ứng dụng trực tiếp trong thiết kế, tạo mẫu sản phẩm và chế tạo khuôn mẫu tại Việt Nam
Dự kiến kết quả đạt được: Từ nội dung nghiên cứu về kỹ thuật tái tạo ngược trên cơ sở sử dụng các hệ thống thiết bị và công nghệ tại trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, đề tài dự kiến sẽ đạt được kết quả sau:
Ứng dụng được máy đo 3 chiều CMM-C544 và các phần mềm CAD/CAM, trung tâm gia công VMC-85S trong kỹ thuật tái tạo ngược

Phân tích và đánh giá được độ chính xác tái tạo ngược từ đó đưa ra được dự báo sai số trong kỹ thuật tái tạo ngược trên máy CMM - C544


MỤC LỤC


Trang


Phần mở đầu 7

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TÁI TẠO NGƯỢC

1.1. Kỹ thuật tái tạo ngược 9

1.2. Các phương pháp quét hình phổ biến hiện nay 11

Phương pháp quang học

Máy quét laser 11

Máy quét dùng ánh sáng trắng


1.2.2. Phương pháp cơ học 16

1.2.3. Máy đo toạ độ 3 chiều CMM 16

1.3. Công nghệ CAD/CAM 21

1.3.1. Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAD 22

1.3.2. Sản xuất với trợ giúp của máy tính CAM 24

1.3.3. Phần mềm sử dụng trong luận văn để sử lý dữ liệu quét 27

1.3.3.1. Phần mềm Geomagic studio 27

1.3.3.2. Phần mềm Rapidform XOR 29

1.3.3.3. Phần mềm Catia 30

1.3.3.4. Phần mềm Mastercam 31

Chương 2 HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ VÀ THỰC NGHIỆM

2.1. Lựa chọn sản phẩm thực nghiệm tái tạo ngược 36

2.2. Quét hình bề mặt chi tiết 37

2.2.1. Gá đặt chi tiết 37

2.2.2. Khởi động và kiểm tra hệ thống 37

2.2.3. Hiệu chuẩn đầu đo 38

2.2.4. Lập hệ toạ độ của chương trình đo 39

2.2.5. Đo biên dạng bao quanh vật thể 40

2.3. Xây dựng bề mặt 42

2.3.1. Các bước xây dựng bề mặt 42

2.3.1.1. Xây dựng lưới tam giác từ các đám mây điểm 42

2.3.1.2. Đơn giản hoá lưới tam giác 43

2.3.1.3. Chia nhỏ lưới 44

2.3.2. Các mô hình hình học 44

2.3.2.1. Mô hình hình học 44

2.3.2.2. Mô hình lưới 44

2.3.2.3. Mô hình bề mặt 45

2.3.2.4. Mô hình khối đặc 45

2.4. Chỉnh sửa mẫu từ dữ liệu quét 45

2.5. Thiết kế bề mặt gia công 46

2.6. Thiết kế chương trình gia công NC 48

2.6.1. Lập trình gia công 48

2.6.2. Mô phỏng, kiểm tra và xuất chương trình NC 52

2.7. Truyền chương trình sang máy CNC 58

2.7.1. Các phương thức truyền chương trình sang máy gia công 58

2.7.2. Thiết lập tham số truyền 60

2.8. Điều chỉnh máy để gia công 61

Chương 3 PHÂN TÍCH-ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC TÁI TẠO NGƯỢC
3.1. Sai số về hình dáng hình học và vị trí tương quan 65

3.2. Phân tích và đánh giá độ chính xác gia công về hình
66
dáng hình học và vị trí tương quan

3.2.1 Sai số do quét hình 68

3.2.2 Sai số khi tạo lưới tam giác 71

3.2.3 Sai số do đơn giản hoá lưới tam giác 73

3.2.4 Sai số do chia nhỏ ô lưới 79

3.2.5 Sai số khi hiệu chỉnh bề mặt 79

3.3 Dự báo về độ chính xác tái tạo ngược trên trung tâm
80 gia công VMC-85S

Chương 4 KẾT LUẬN 81

Tài liệu tham khảo 82