intTypePromotion=1

Nghiên cứu độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công VMC – 85S

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

0
32
lượt xem
2
download

Nghiên cứu độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công VMC – 85S

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, các sản phẩm cơ khí ngày càng có yêu cầu cao hơn về chất lượng sản phẩm, độ chính xác gia công, mức độ tự động hóa, đặc biệt là sự phong phú về kiểu dáng, mẫu mã sản phẩm. Theo số liệu điều tra của Sở Công nghiệp Hà Nội, Công ty Song Long hàng năm cần trên 400 loại khuôn mẫu.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công VMC – 85S

Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 1(49)/năm 2009<br /> <br /> Kĩ thuật – Công nghệ<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ĐỘ CHÍNH XÁC TÁI TẠO NGƯỢC<br /> KHI SỬ DỤNG TRUNG TÂM GIA CÔNG VMC-85S<br /> Nguyễn Đăng Hòe - Trương Thị Thu Hương - Nguyễn Tuấn Hưng (Trường ĐH Kĩ thuật công nghiệp – ĐH Thái Nguyên)<br /> <br /> 1. Đặt vấn đề<br /> Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, các sản phẩm cơ<br /> khí ngày càng có yêu cầu cao hơn về chất lượng sản phẩm, độ chính xác gia công, mức độ tự<br /> động hóa, đặc biệt là sự phong phú về kiểu dáng, mẫu mã sản phẩm. Theo số liệu điều tra của Sở<br /> Công nghiệp Hà Nội, Công ty Song Long hàng năm cần trên 400 loại khuôn mẫu; Công ty Kim<br /> khí Thăng Long trong giai đoạn 2006 - 2010 cần tới 6500 bộ khuôn dập; Công ty Điện cơ Thống<br /> Nhất cần 100 bộ khuôn đúc áp lực, 300 bộ khuôn nhựa, 350 bộ khuôn dập; Công ty Xích líp<br /> Đông Anh cần tới 3000 bộ khuôn dập… Như vậy, nhu cầu của thị trường về khuôn mẫu ngày<br /> càng tăng. Ngoài ra, đa số các sản phẩm khuôn mẫu đều có yêu cầu cao về mặt công nghệ, kĩ<br /> thuật và khả năng tái tạo ngược sản phẩm để sản xuất các linh kiện có độ chính xác cao, trong<br /> khi năng lực sản xuất hiện tại của các doanh nghiệp trong nước mới chỉ đáp ứng được một phần<br /> nhỏ nhu cầu khuôn mẫu của thị trường.<br /> Với những lí do trên, việc nghiên cứu đánh giá độ chính xác tái tạo ngược nhằm phục vụ<br /> thiết kế các bộ khuôn mẫu có độ chính xác cao là rất quan trọng. Bài báo này gồm hai phần<br /> chính: Phần 1 nêu ứng dụng máy đo 3 chiều CMM - C544, các phần mềm CAD/CAM và trung<br /> tâm gia công VMC-85S vào kĩ thuật tái tạo ngược chi tiết càng để chân xe máy Future Neo của<br /> hãng Honda; Phần 2 phân tích và đánh giá độ chính xác tái tạo ngược nhằm dự báo sai số trong<br /> kĩ thuật ngược trên máy đo 3 chiều CMM - C544.<br /> <br /> Hình 1. Sản phẩm tái tạo ngược<br /> <br /> 2. Kĩ thuật tái tạo ngược chi tiết càng để chân xe máy Future Neo của hãng Honda<br /> 2.1. Đặc tính kĩ thuật cơ bản của sản phẩm<br /> - Kích thước bao: X: 369.350; Y: 196.071; Z: 71.519.<br /> - Vật liệu: Nhôm hợp kim.<br /> - Phương pháp chế tạo: Đúc áp lực trên máy ≥ 250 tấn.<br /> 2.2. Xây dựng mô hình bề mặt sản phẳng bằng máy đo tọa độ CMM - C544<br /> Sử dụng máy đo tọa độ CMM C544 để quét bề mặt chi tiết. Toàn bộ phần bề mặt quét<br /> được hiển thị ở dạng đám mây điểm.<br /> * Xây dựng lưới tam giác từ đám mây điểm<br /> Nối các điểm cạnh nhau để tạo thành các hình tam giác. Mật độ đám mây điểm được lựa<br /> chọn phụ thuộc mức độ chính xác của sản phẩm (Hình 2).<br /> <br /> 1<br /> <br /> Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 1(49)/năm 2009<br /> <br /> Kĩ thuật – Công nghệ<br /> <br /> Hình 2. Xây dựng lưới tam giác<br /> <br /> * Đơn giản hóa lưới tam giác<br /> Lưới tam giác được đơn giản hóa bằng cách giảm số lượng tam giác không cần thiết và<br /> tối ưu hóa vị trí các đỉnh. Sau đó, nối các cạnh của mỗi tam giác trong lưới sao cho các điểm<br /> hình học không thay đổi.<br /> * Chia nhỏ lưới<br /> Chia nhỏ lưới đã được đơn giản hóa để tạo bề mặt trơn theo ý muốn. Để tăng độ chính<br /> xác thì chia các ô lưới càng vuông càng tốt. Sau đó chuyển thành file CAD với các định dạng<br /> hoặc IGES, hoặc DXF, STL…<br /> 2.3. Các mô hình hình học<br /> Sau khi chuyển thành các file định dạng thích hợp chúng ta sẽ có mô hình CAD từ dữ<br /> liệu quét, ở một trong những dạng sau:<br /> - Mô hình hình học;<br /> - Mô hình lưới (Hình 4);<br /> - Mô hình bề mặt (Hình 5);<br /> <br /> Hình 3. Mô hình Lưới<br /> <br /> Hình 4. Mô hình bề mặt<br /> <br /> 2.4. Chỉnh sửa dữ liệu quét hình<br /> Dữ liệu quét thường không hoàn hảo, vì vậy, cần chỉnh sửa dữ liệu quét được nhờ các<br /> phần mềm chuyên dụng (Geomagic, Rapidform, Catia, Pro/ Engineer, Solidedge, Inventor).<br /> 2.5. Gia công sản phẩm bằng máy VMC 85S<br /> - Tạo bề mặt gia công từ bề mặt của sản phẩm;<br /> - Lập trình và mô phỏng quá trình gia công;<br /> - Truyền chương trình sang máy gia công VMC 85S qua cổng RS232 bằng phần mềm DNC.<br /> <br /> Hình 5. Sản phẩm gia công<br /> <br /> 3. Phân tích và đánh giá độ chính xác tái tạo ngược<br /> 3.1. Phân tích sai số<br /> <br /> 2<br /> <br /> Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 1(49)/năm 2009<br /> <br /> Kĩ thuật – Công nghệ<br /> <br /> Trong quá trình thiết kế và xây dựng, bề mặt từ dữ liệu đo là đám mây điểm thì các sai số<br /> tích lũy gồm:<br /> - Sai số do xây dựng lưới tam giác từ các đám mây điểm: Khi xây dựng lưới tam giác, do<br /> phải đơn giản hóa các điểm và xóa đi các điểm không cần thiết, mặt khác, ở những vùng khác<br /> nhau (vùng phẳng, gấp khúc, lồi lõm, giao nhau…) thì mật độ tam giác cũng khác nhau. Do đó<br /> đây chính là một nguyên nhân gây ra sai số.<br /> - Sai số do khi đơn giản hóa lưới tam giác: Khi đơn giản hóa lưới tam giác cần giảm số<br /> lượng tam giác không cần thiết và tối ưu hóa vị trí các đỉnh, tại những mặt cong hoặc những chỗ<br /> lồi lõm phức tạp thì các biên dạng của lưới liền kề được nối trực tiếp với nhau bởi đường thẳng<br /> hoặc Spline do đó cũng gây ra sai số.<br /> - Sai số do chia nhỏ ô lưới: Chia nhỏ lưới đã được đơn giản hóa để tạo bề mặt trơn theo ý<br /> muốn. Tùy mức độ trơn cần thiết, chia mật độ ô lưới khác nhau, mặt phẳng có thể chia các ô lưới<br /> to hơn so với những chỗ lồi lõm và những phần giao nhau. Khi chia nhỏ lưới, tùy theo trình độ và<br /> tư duy thiết kế của từng người, các khoảng lưới được chia khác nhau, do đó sai số khác nhau.<br /> - Sai số do xây dựng bề mặt: Quá trình xây dựng bề mặt từ các ô lưới tam giác, các bề<br /> mặt tạo thành đôi khi không trơn và không đồng nhất với nhau. Vì vậy, người thiết kế phải cắt<br /> xén phần bề mặt không phù hợp và tạo các bề mặt mới, bề mặt được tạo sẽ trơn và đẹp hơn. Tuy<br /> nhiên, khi vẽ các đường mới, do không còn đám mây điểm để cố định, chúng được nối với nhau<br /> bởi đường Spline. Vì vậy, đây cũng là nguyên nhân gây ra sai số tạo hình bề mặt.<br /> 3.2. Đánh giá độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương quan<br /> Sau khi hoàn chỉnh mô hình, chế tạo và đo kiểm, kết quả được thể hiện ở bảng 2.2:<br /> Bảng 2.2. Sai số tái tạo ngược<br /> STT<br /> L1<br /> L2<br /> L3<br /> L4<br /> L5<br /> L6<br /> L7<br /> L8<br /> RL9<br /> RL10<br /> RL11<br /> RL12<br /> RL13<br /> RL14<br /> RL11<br /> <br /> Sản phẩm gốc<br /> 184.673<br /> 54.066<br /> 28.75<br /> 20.134<br /> 28.75<br /> 13.598<br /> 19.58<br /> 8.25<br /> 23.581<br /> 10.545<br /> 19.967<br /> 75.016<br /> 6.518<br /> 10<br /> 19.967<br /> <br /> Sản phẩm tái tạo ngược<br /> 184.619<br /> 54.019<br /> 28.83<br /> 20.102<br /> 28.78<br /> 13.658<br /> 19.69<br /> 8.33<br /> 23.378<br /> 10.395<br /> 20.099<br /> 75.147<br /> 6.671<br /> 9.897<br /> 20.099<br /> <br /> Sai số tuyệt đối<br /> 0.054<br /> 0.047<br /> -0.08<br /> 0.032<br /> -0.03<br /> -0.06<br /> -0.011<br /> -0.08<br /> 0.203<br /> 0.15<br /> -0.132<br /> -0.131<br /> -0.153<br /> 0.103<br /> -0.132<br /> <br /> 3.3. Dự báo kĩ thuật về độ chính xác tái tạo ngược trên máy đo 3 chiều CMM<br /> Kĩ thuật tái tạo ngược trên các máy đo CMM cho độ chính xác và độ tin cậy cao. Tuy<br /> nhiên, nó phụ thuộc nhiều vào công nghệ đo và trình độ người thiết kế. Với sản phẩm yêu cầu độ<br /> chính xác cao, cần chọn dải đo nhỏ (khoảng 0.05 - 0.25mm), sử dụng các phần mềm đủ mạnh và<br /> chuyên dùng khi xây dựng bề mặt để tối ưu được tọa độ các điểm và tạo lưới có bề mặt trơn mà<br /> không ảnh hưởng đến độ chính xác tạo hình sản phẩm.<br /> <br /> 3<br /> <br /> Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 1(49)/năm 2009<br /> <br /> Kĩ thuật – Công nghệ<br /> <br /> Ngoài ra, khi tái tạo ngược sản phẩm có độ chính xác cao, cần xét đến nhiều nguyên nhân<br /> gây ra sai số gia công như: ảnh hưởng của hệ thống công nghệ, nhiệt cắt, lực cắt, rung động, mòn<br /> dụng cụ... từ đó xác định sai số tổng hợp và đưa ra phương án bù sai số khi chế tạo và gia công sản<br /> phẩm. Phần bù sai số chế tạo sẽ được nhóm tác giả trình bày trong bài báo tiếp theo.<br /> 4. Kết luận<br /> Kết quả nghiên cứu ứng dụng các phần mềm CAD/CAM để xử lí dữ liệu đo 3 chiều trên máy<br /> CMM, xây dựng mô hình bề mặt, thiết kế chương trình gia công các chi tiết có hình dáng hình học<br /> phức tạp. Từ đó, đánh giá độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công VMC 85S đã<br /> tạo cơ sở để nghiên cứu nâng cao độ chính xác thiết kế - chế tạo khuôn mẫu.<br /> Định hướng nghiên cứu tiếp theo là: Nghiên cứu nâng cao độ chính xác chế tạo khuôn mẫu<br /> trên cơ sở kĩ thuật ngược bằng phương pháp bù sai số<br /> Tóm tắt<br /> Ngày nay, nhu cầu về thiết kế sản phẩm mới, tạo dáng công nghiệp và thiết kế lại từ các<br /> sản phẩm đã có cũng như nhu cầu về sản xuất, chế tạo khuôn mẫu có độ chính xác và độ phức<br /> tạp cao là rất lớn. Điều này có thể thực hiện được nhờ áp dụng công nghệ CAD/CAM/CNC và kĩ<br /> thuật tái tạo ngược. Tuy nhiên, quá trình sản xuất thường không hoàn hảo và gây sai số. Bài báo<br /> này trình bày nghiên cứu đánh giá độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công<br /> VMC 85S để tìm biện pháp bù sai số gia công và sai số thiết kế ngược nhằm nâng cao độ chính<br /> xác chi tiết gia công.<br /> Summary<br /> A study on reverse engineering accuracy evaluation by using machining center VMC - 85S<br /> Nowadays, requirements about new product design, copy sample and model redesign as<br /> well as requirements about prodution, manufacture pattern with high accuracy and complexity are<br /> very significant. They can be implemented by CAD/CAM/CNC technology and Reverse<br /> Engineering. However, manufacturing processes are not always perfect and cause errors. This<br /> article presents studies on reverse engineering accuracy evaluation when using machining center<br /> VMC - 85S to compensate machining error and reverse design error to enhance the accuracy of<br /> machined parts.<br /> Tài liệu tham khảo<br /> [1]. Trần Văn Địch (2000), Công nghệ gia công trên máy CNC, NXB KHKT;<br /> [2]. Nguyễn Đăng Hòe, Giáo trình công nghệ tạo mẫu nhanh - Trường ĐH KTCN-ĐHTN;<br /> [3]. Đặng Văn Nghìn (2004), Báo cáo tổng kết KHKT đề tài: Nghiên cứu công nghệ tạo mẫu<br /> nhanh để gia công các chi tiết có bề mặt phức tạp. TP Hồ Chí Minh, 6/2004.<br /> [4]. Mechanical Design Solutions. Catia V5R16.<br /> [5]. Heidelberg (1991), Advanced Modelling for CAD/CAM System.<br /> [6]. Reverse Engineering.<br /> <br /> 4<br /> <br />
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2