PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM QUỐC GIA ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG – ĐHBK TP.HCM

1. PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM QUỐC GIA ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG – ĐHBK TP.HCM -----oOo----- TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO TAY ĐO TỌA ĐỘ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: PGS.TS. THÁI THỊ THU HÀ KS. NGUYỄN NAM KHÁNH

2. CÁC THÀNH VIÊN NHÓM NGHIÊN CỨU PGS.TS. THÁI THỊ THU HÀ KS. NGUYỄN NAM KHÁNH KS. HUỲNH THANH QUANG NHÓM SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC: SV. TẠ VĂN CHÍNH SV. LÊ QUANG TRỰC VÀ CÁC ĐỒNG NGHIỆP PHÒNG THÍ NGHỆM TRỌNG ĐIỂM QUỐC GIA ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG

3. NỘI DUNG BÁO CÁO TỔNG QUAN NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG THIẾT KẾ CƠ KHÍ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN THIẾT KẾ PHẦN MỀM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ ỨNG DỤNG KẾT LUẬN

4. TỔNG QUAN VỀ TAY ĐO TỌA ĐỘ

5. TỔNG QUAN VỀ TAY ĐO TỌA ĐỘ Việcđolường, đặcbiệtlàđolườnghìnhhọc;Quátrìnhthiếtkếngược,.. ngàycàngtrởnênquantrọngtrongquátrìnhsảnxuấtcôngnghiệp. => Cácthiếtbịđohiệnđại, chínhxáccao,… cókhảnăngkếthợpvớimáytính. Đobằngmáyđotọađộ CMM Đobằngtayđotọađộ

6. Ngày 18 tháng 4 năm 1974: Homer Eaten phát minh tayđođầutiên (sốhiệu3,994,798) TỔNG QUAN VỀ TAY ĐO TỌA ĐỘ Tayđotọađộđầutiên

7. ỨNG DỤNG CỦA TAY ĐO TỌA ĐỘ Tayđodùngđểsốhóakhungsườn chi tiếtmẫuvàthiếtkếngược Dùngtayđođểxâydựngbềmặttừcácmôhình

8. ƯU ĐIỂM CỦA TAY ĐO Gọnnhẹ, cơđộng, dễdàngdichuyển. Giáthànhphùhợp. Kếtcấucơkhílinhhoạtgiúpđầudòtiếpcậnvớibềmặtcóbiêndạngphứctạp. Khôngyêucầugáđặtchuyêndụng.

9. NHƯỢCĐIỂM CỦA TAY ĐO Độchínhxáckhôngcao Tăngđộchínhxácvàvùnghoạtđộngsẽlàmtăngđángkểgiáthành. Khôngcóchứcnăngtựđộngkiểmtrahàngloạt.

10. MỘT SỐ DẠNG TAY ĐO TRÊN THỊ TRƯỜNG Tayđocủa Microscribe

11. MỘT SỐ DẠNG TAY ĐO TRÊN THỊ TRƯỜNG • TayđocủaFARO Gíacủacáctayđodạngnàykhoảng:từ 40.000 đến 85.000 USD

12. Máy tính tiếp nhận, xử lý, hiện thị kết quả Bề mặt đo Cảmbiếnđogóc NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

13. KẾT CẤU CƠ KHÍ HỆ THỐNG ĐẦU DÒ CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA TAY ĐODẠNG TIẾP XÚC PHẦN CỨNG PHẦN NHẬN TÍN HIỆU CHUYỂN VỊ PHẦN BÀN ĐẠP LẤY TÍN HIỆU TAY ĐO TỌA ĐỘ MÁY TÍNH VÀ CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI PHẦN MỀM PHẦN MỀM XỬ LÝ TÍN HIỆU ĐIỂM

14. THIẾT KẾ CƠ KHÍ TAY ĐO TỌA ĐỘ

15. KHẢ NĂNG THIẾT BỊ • - Tayđocókhảnăngđođượctoànbộbềmặtvậtcókíchthước 200x200x200mm. • Độchínhxáclà 0.5mm. • - Kíchthướcnhỏgọn (cókhảnăngcơđộngcao).

16. CÁC DẠNG KẾT CẤU TAY ĐO • Thiếtbịđotaymáydạngcầu • Thiếtbịđotaymáydạng SCARA Thiếtbịđotaymáydạngtrụ • Thiếtbịđotaymáydạngngười

17. MỘT SỐ TAY ĐO DẠNG NGƯỜI • Tayđocókếtcấu 2-2-3 • Kiểutaycókếtcấu 2-1-3 Tayđocókếtcấu 2-2-2 • Tayđocókếtcấu 2-1-2

18. LỰA CHỌN KẾT CẤU TAY ĐO Nhómnghiêncứuchọnkiểuthiếtkếtayđodạngngườikiểu2-1-2. Với 5 bậctự do, đủđiềukiệnđểxácđịnhvìtrívàhướngcủavậtthểtrongkhônggian: -Linhđộng -Kíchthướcnhỏgọn -Chi phíthấp Tayđodạngngườicókếtcấu 2-1-2

19. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC TAY ĐO Sơđồđộnghọctayđo

20. BẢNG THÔNG SỐ DENAVITE- HARTENBERG

21. TÍNH TOÁN TỌA ĐỘ ĐIỂM Ma trậntổngquáttạimộtkhâubấtkỳ Ma trậnthuầnnhấttạicáckhớpcủatayđo

22. TÍNH TOÁN TỌA ĐỘ ĐIỂM Ma trậnchuyểnvịtổnghợp Nhâncác ma trậntrêntheocôngthứctrêntacó q: là vector phầntửchuyểnvị quay củacáckhớp p: là vector địnhvị n, s, a: là vector chỉphươngcủaphầncôngtác, cũngchínhlà vector đơnvịcủatrụctọađộ

23. TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC MỖI KHÂU Ta xácđịnhkíchthướcbằngviệcmôphỏngkhônggianhoạtđộngcủatayđobằngphầnmềmMatlab. Vớicáckíchthướctrêntacóthểđưatayđođếnhầuhếtcácđiểmtrongkhônggianđo Vùngkhônggianhoạtđộng

24. YÊU CẦU THIẾT BỊ SAU KHI CHẾ TẠO Thiếtbịkhilàmviệcphụthuộcvàotayngườiđodichuyểnđếncácvịtrícầnxácđịnh, nêncócácyêucầusau: - Nhẹ - Bền - Ítgiảnnởnhiệt, biếndạng,… => Nhôm 7057 Cácnguyênvậtliệucósẵntrênthịtrườngđể cóthểthaythếvàbảotrì

25. MỘT SỐ LINH KIỆN TIÊU CHUẨN • Encoder : • Hãng: Sony Magnescale Inc- NhậtBảnLoại: MAGNETIC ROTARY ENCODER • RE90B-2048C • Độphângiải: 2048 xung/vòng • Đườngkính: 35 mm • Chiềudài: 25mm • Dạnglỗđườngkính 8mm Các ổ bi tiêuchuẩn: Hãng: Misumi- NhậtBản Loại: BARB6800ZZ-20 BARB6901ZZ-25 BASC6202ZZ-35

26. BẢN VẼ LẮP TAY ĐO

27. BẢN VẼ KHỚP 1

28. BẢN VẼ KHỚP 2&3

29. BẢN VẼ KHỚP 4

30. BẢN VẼ KHỚP 5

31. KẾT QUẢ SAU KHI THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG

32.  MẠCH ĐIỆN TAY ĐO TỌA ĐỘ

33. YÊU CẦU MẠCH ĐIỆN • Mạchđiệncóchứcnăngnhậntínhiệuchuyểnvịtừ Encoder chuyểnđến IC trungtâmvàtruyềntínhiệuvàomáytính. • Mạchgồm 3 khốichính: • Khốinguồn • Khốiđọctínhiệutừ encoder rồigửivề IC master • Khốigiaotiếpvớimáytính • Ngoàiracòncócáckhốiphụnhư: khốinútnhấn, khốinạp

34. SƠ ĐỒ KHỐI QUAN HỆ DỮ LIỆU TRONG MẠCH ĐIỆN

35. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỆN

36. KẾT QUẢ CỦA MẠCH ĐIỆN Mạchđọctínhiệuchuyểnvịvàgiaotiếpmáytính

37. PHẦN MỀM TAY ĐO TỌA ĐỘ

38. YÊU CẦU ĐỐI VỚI PHẦN MỀM • Hiểnthịđiểmlênmànhìnhtươngứng, chophépngườidùng Scale, Rotate , Pan đốitượng, lưutrữtọađộđiểm… • Đođượccáckíchthước: khoảngcách, góc, tọađộ điểm,… • Chuyểnđổitọađộ • Chếđộnạpđiểmtựđộng, bằngtay

39. GIAO DIỆN PHẦN MỀM

40. CÁC CHỨC NĂNG PHẦN MỀM Quétliêntục Quétbềmặt Chuyểnđổiđơnvị Chuyểnhệtọađộ

41. CÁC CHỨC NĂNG ĐO VÀ KIỂM TRA Đokíchthước: Đokhoảngcáchgiữa 2 điểm Đogóc: Đogócgiữahaimặtphẳng

42. SO SÁNH VỚI PHẦN MỀMCỦA HÃNG EMERSON CHỨC NĂNG CHÍNH Autoscan Scanplanes Reference Frame Format String • ĐIỂM HẠN CHẾ: • -Khôngcóđượckhảnănghiểnthịtrựcquanvàcáchiệuứngđồhọađốivớidữliệutừcánhtayđo. • -Khôngcóchứcnăngđokiểmtracáckíchthước: khoảngcách, góc,..

43. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI

44. KẾT QUẢ ĐỀ TÀI

45. XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÍNH XÁC • SửdụngcáccănmẫucókíchthướcchuẩnbiếttrướcvàgátrênbànmápcóđộchínhxáccaocủahãngMitutoyo – NhậtBản. (a) Bộcănmẫu; (b) BànmápcủahãngMitutoyo – Nhật.

46. XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÍNH XÁCSỬ DỤNG CĂN MẪU 100mm SAI SỐ 0.11µm Côngthứcxácđịnhsaisốtheophươngpháp 3ϭ X = 100,204 ± 0,2385

47. SO SÁNH VỚI MÁY MICROSCRIBE G2X ĐOCĂN MẪU 100mm SAI SỐ 0.11µm Côngthứcxácđịnhsaisốtheophươngpháp 3ϭ X = 100,40851 ± 0.129391

48. ỨNG DỤNG PHỦ LƯỚI BỀ MẶT

49. SO SÁNH VỚI THIẾT BỊ MICROSCRIBE G2X ThiếtbịMicroScribe G2X Độchínhxác: 0.23mm Sảnphẩmđềtài

50. ỨNG DỤNG ĐO CHIỀU CAO Khoảngcách (54,76mm) ĐochiềucaobằngthướcđocaocủahãngMitutoyo (54,74 mm)