intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Tiểu luận tốt nghiệp Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử: Thiết kế chế tạo máy Scan 3D

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:70

Thêm vào BST
Báo xấu
90
lượt xem 16
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của tiểu luận này nhằm thiết kế và xây dựng mô hình máy Scan 3D; hiệu chỉnh được thông số của máy; máy hoạt động ổn định, sai số thấp, gọn nhẹ, có thể khắc phục được các hạn chế của những máy Scan 3D trước đó.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận tốt nghiệp Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử: Thiết kế chế tạo máy Scan 3D

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ ----------  ---------- TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY SCAN 3D GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: Ths.Đường Khánh Sơn Huỳnh Tuấn Phong (MSSV: 1700221) Ngành:Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử 2017 Nguyễn Hải Đăng (MSSV: 1700379) Ngành:Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử 2017 Cần Thơ - 2021
  2. NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XẾT GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... Cần Thơ, ngày ... tháng ... năm 2021
  3. NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG NHẬN XÉT HỘI ĐỒNG ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... Cần Thơ, ngày ... tháng ... năm 2021
  4. NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KỸ THUẬT – CÔNG NGHÊ CẦN THƠ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: HUỲNH TUẤN PHONG MSSV: 1700221 Ngày, tháng, năm, sinh: 25/10/1998 Nơi sinh: Cà Mau Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử Mã số: 7510203 Họ tên sinh viên: NGUYỄN HẢI ĐĂNG MSSV: 1700379 Ngày, tháng, năm, sinh: 06/05/1999 Nơi sinh: Cà Mau Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử Mã số: 7510203 TÊN DỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY SCAN 3D NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG  Nhiệm vụ: Ứng dụng công nghệ thiết kế ngược vào quá trình thiết kế sản phẩm.  Nội dung: - Thiết kế, chế tạo mô hình máy Scan 3D - Thiết kế mạch điều khiển hoàn chỉnh THỜI GIAN GIAO ĐỀ TÀI: 15/02/2021 THỜI GIAN HOÀN THÀNH: 18/06/2021 Cần Thơ, ngày ... tháng ... năm 2021 KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ
  5. LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô của trường đại học kỹ thuật - công nghệ Cần Thơ đặc biệt là thầy cô ở khoa kỹ thuật cơ khí đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài nghiên cứu của mình. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất dành đến thầy Đường Khánh Sơn đã nhiệt tình hướng dẫn và hỗ trợ em để hoàn thành đề tài tiểu luận. Trong quá trình thực hiện đề tài khó tránh khỏi những sai sót, rất mong quý thầy cô bỏ qua. Đồng thời do trình độ về lý luận cũng như chuyên môn còn hạn chế khó tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý thầy cô để em có thể rút ra kinh nghiệm quý báo và xa hơn có thể ứng dụng trong thực tiễn sau này. Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG I
  6. LỜI CAM ĐOAN LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan nội dung của tiểu luận thiết kế chế tạo máy Scan 3D được thực hiện bởi nhóm em, từ cơ sở lý thuyết đến thực nghiệm trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Nhằm hướng đến mục tiêu đặt ra là thiết kế chế tạo mô hình máy Scan 3D với quy mô học tập và nghiên cứu. Quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài đã được sự cho phép của Khoa Kỹ Thuật Cơ Khí thuộc Trường Đại Học Kỹ Thuật - Công Nghệ Cần Thơ thông qua sự hướng dẫn của thầy Đường Khánh Sơn.Trong bài thuyết minh có sử dụng những hình ảnh, số liệu, tài liệu khoa học, tài liệu về kỹ thuật để tham khảo điều được trích dẫn và ghi chú nguồn gốc rõ ràng. Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm liên quan đến quyền tác giả của đề tài tiểu luận này. Sinh viên thực hiện SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG II
  7. LỜI NÓI ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đang bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước với nhiều thuận lợi và khó khăn thách thức. Sự phát triển nhanh chóng của cách mạng khoa học nói chung trong lĩnh vực tự động hóa nói riêng làm cho bộ mặt xã hội đất nước biến đổi từng ngày từng giờ. Chính vì thế việc cần thiết nhất là ứng dụng các tiến bộ về khoa học kỹ thuật vào sản xuất chế tạo nhằm tạo ra những sản phẩm có năng suất, chất lượng cao, giá thành hợp lý ngày càng trở nên cấp thiết, đặc biệt đối với những nước đang trong thời kì phát triển như nước ta. Gần đây, phong trào tự chế máy Scan 3D, đã và đang được nhiều bạn sinh viên quan tâm. Tuy nhiên trong quá trình chế tạo vẫn còn nhiều hạn chế. Do đó, để cập nhật kiến thức đồng thời giúp các bạn học sinh, sinh viên hiểu nhiều hơn về công nghệ thiết kế ngược, đó chính là lý do chúng em chọn đề tài “Thiết Kế Chế Tạo Máy Scan 3D”. Thiết kế ngược là cụm từ còn khá xa lạ đối với nhiều người nói chung và người trong nghề kỹ thuật nói riêng. Công nghệ thiết kế ngược là một quá trình tập hợp nhiều loại công nghệ khác nhau. Theo cách truyền thống, để sản xuất được một sản phẩm người ta sẽ bắt đầu từ việc nghĩ ra ý tưởng rồi phác thảo ý tưởng đó ra giấy. Sau đó là các bước như tính toán nguyên vật liệu phù hợp, tạo ra sản phẩm thật rồi kiểm tra và phát triển sản phẩm cho hoàn thiện. Cuối cùng đưa ra sản xuất đại trà. Đây là quá trình chế tạo truyền thống hay còn gọi là “thiết kế thuận hay thiết kế xuôi". Tuy nhiên, cuộc cách mạng công nghiêp 4.0 đã đi ngược lại với cách của truyền thống. Công nghệ thiết kế ngược được ra đời dựa trên phát minh của máy Scan 3D. Thiết kế ngược được hiểu là công nghệ chế tạo ngược từ dữ liệu Scan 3D. Nghĩa là thiết kế từ một mẫu đã có sẵn. Sử dụng thiết bị Scan 3D (quét 3D) để chụp lại biên dạng 3 chiều của mẫu, sau đó dữ liệu file quét 3D được xuất sang phần mềm thiết ngược (Geomagic designX, Cimatron, Inventor, Solidwworks, ProE, Catia... ) để SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG III
  8. LỜI NÓI ĐẦU tiến hành thiết kế. Phần mềm thiết kế ngược cũng cho phép người dùng có thể thay đổi kích thước, kiểu dáng thiết kế theo ý muốn. Việt Nam đã và đang có nền công nghiệp phát triển năng động, vì thế cũng không thể đứng ngoài trào lưu công nghệ, các mặt của đời sống sản xuất điều cần có sự tiến bộ so với bạn bè quốc tế. Ứng dụng công nghệ thiết kế ngược, hiện nay đang rất cần thiết cho quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa. Giúp nâng cao năng suất sản phẩm, giảm thiểu chi phí đầu tư, tăng cấp chính xác, đáp ứng nhu cầu cạnh tranh hiện nay. Em hy vọng đề tài này sẽ đóng góp vào phục vụ đời sống sản xuất, nâng cao năng suất lao động. Nâng cao ý thức tự học, tự nghiên cứu trong học sinh, sinh viên đặc biệt là các sinh viên của trường Đại học Kỹ Thuật - Công Nghệ Cần Thơ. Có thể phát triển xa hơn với việc đưa sản phẩm ra thị trường, hạn chế việc phải phụ thuộc vào các nguồn sản phẩm nhập ngoại, giúp hạ giá thành sản phẩm cũng như đưa việc ứng dụng công nghệ kỹ thuật vào sâu trong đời sống sản xuất. SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG IV
  9. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ I LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................... II LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................ III MỤC LỤC ................................................................................................................ iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT....................................................................................v DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... iv DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ vi CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN .................................................................................1 1.1 Lý do và mục đích chọn đề tài.......................................................................1 1.1.1 Lý do chọn đề tài ....................................................................................1 1.1.2 Mục đích nghiên cứu ..............................................................................2 1.2 Nội dung và giới hạn đề tài............................................................................2 1.2.1 Nội dung nghiên cứu...............................................................................2 1.2.2 Mục tiêu và giới hạn đề tài .....................................................................2 1.3 Giới thiệu về công nghệ thiết kế ngược.........................................................3 1.3.1 Khái niệm ................................................................................................3 1.3.2 Ưu nhược điểm của công nghệ thiết kế ngược .......................................5 1.3.3 Quy trình công nghệ thiết kế ngược .......................................................5 1.3.4 Các ứng dụng của công nghệ thiết kế ngược ..........................................7 1.3.5 Nguyên lý máy quét Scan 3D ...............................................................11 1.4 Một số máy Scan 3D hiện nay .....................................................................14 1.4.1 Máy Afinia EinScan-SE (Elite) ............................................................14 1.4.2 Máy Scan 3D Cybergage360 ................................................................15 1.5 Máy Scan 3D khác .......................................................................................17 SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG iii
  10. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1.5.1 Máy Scan 3D nhóm sinh viên trường đại học Bách Khoa Hà Nội .......17 1.5.2 Máy quét 3D của kỹ sư Phan Huỳnh Lâm trường đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh. ..............................................................................................18 1.6 Rút ra kết luận..............................................................................................19 1.7 Phương pháp nghiên cứu .............................................................................19 CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY SCAN 3D ..............................20 2.1 Thiết kế máy Scan 3D .................................................................................20 2.2 Thiết kế hệ thống điện .................................................................................24 2.2.1 Khối điều khiển .....................................................................................24 2.2.2 Thiết kế bộ điều khiển trung tâm ..........................................................26 2.2.2.1 Arduino Uno R3 .............................................................................26 2.2.2.2 CNC Shield V3 ..............................................................................31 2.2.2.3 Driver điều khiển động cơ bước A4988 ........................................32 2.2.2.4 Nguồn cho hệ thống .......................................................................34 2.2.2.5 Sơ đồ kết nối mạch điện .................................................................35 2.2.3 Cơ cấu chấp hành ..................................................................................36 2.2.3.1 Động cơ bước .................................................................................36 2.2.4 Đầu Laser 5mW vạch ngang .................................................................43 2.3 Camera .........................................................................................................46 2.3.1 Webcam logitech C270 .........................................................................46 2.3.2 Cân chỉnh Camera .................................................................................46 2.4 Các phần mềm hỗ trợ ...................................................................................49 CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ....................................50 3.1 Chế tạo thành công ......................................................................................50 3.2 Hướng cải tiến .............................................................................................54 SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG iv
  11. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT RE Reverse engineering CAD Compurter aided design CAM Compurter aided manufacturing CAE Computer aided engineering CAPP Computer aided process planning RP Rapid propotyping CNC Computerized numerical control SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG v
  12. DANH MỤC HÌNH ẢNH No table of figures entries found.DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Quy trình sản xuất sản phẩm công nghiệp ..................................................1 Hình 1.2: Quy trình lấy mẫu áp dụng công nghệ thiết kế ngược ................................4 Hình 1.3: Quy trình thiết kế thuận và Quy trình thiết kế ngược .................................6 Hình 1.4: Công nghệ RE dựng mô hình CAD cho các tác phẩm nghệ thuật..............7 Hình 1.5: Ứng dụng công nghệ tái tạo lấy mẫu hoa văn thủ công ..............................7 Hình 1.6: Ứng dụng RE thiết kế lại sản phẩm cơ khí phức tạp ..................................8 Hình 1.7: Ứng dụng RE trong khảo cổ học.................................................................9 Hình 1.8: Ứng dụng RE tạo mảnh sọ não dùng trong y học .......................................9 Hình 1.9: Sử dụng RE thiết kế nhân vật và môi trường trong Game ........................10 Hình 1.10: Quy trình sản xuất tạo khuôn mẫu ..........................................................10 Hình 1.11: Sơ đồ nguyên lý máy quét laser 3D ........................................................11 Hình 1.12: Quan hệ dịch chuyển vật và dịch chuyển ảnh.........................................11 Hình 1.13: Máy quét 3D EinScan-SE (Elite) với bàn xoay ......................................14 Hình 1.14: Máy Scan 3D Cybergage360 ..................................................................15 Hình 1.15: Chống phản xạ đa chiều 3D - MRS) .......................................................16 Hình 1.16: Máy quét cơ thể người của nhóm sinh viên ............................................17 Hình 1.17: Máy quét 3D của kỹ sư Phan Huỳnh Lâm ..............................................18 Hình 2.1: Tổng thể máy Scan 3D ..............................................................................20 Hình 2.2: Ảnh tổng thể 3D của máy Scan 3D ...........................................................20 Hình 2.3: Bản vẽ bàn xoay ........................................................................................21 Hình 2.4: Bản vẽ khớp nối động cơ ..........................................................................22 Hình 2.5: Bản vẽ thân trên của máy ..........................................................................22 Hình 2.6: Bản vẽ đầu gá laser ...................................................................................23 Hình 2.7: Bản vẽ đầu nối các trục .............................................................................23 Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống ..........................................................................................24 Hình 2.9: Lưu đồ giả thuật máy Scan 3D..................................................................26 Hình 2.10: Arduino Uno R3 .....................................................................................28 Hình 2.11: CNC Shield V3 .......................................................................................31 Hình 2.12: CNC Shield V3 kết hợp cùng A4988......................................................31 SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG iv
  13. DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.13: Driver điều khiển động cơ bước A4988 .................................................32 Hình 2.14: Sơ đồ nối dây A4988...............................................................................33 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý của A4988 .....................................................................33 Hình 2.16: Nguồn Adapter 12V ................................................................................34 Hình 2.17: Sơ đồ kết mạch điện ................................................................................35 Hình 2.18: Mạch điện khi được hoàn chỉnh ..............................................................36 Hình 2.19: Động cơ bước ..........................................................................................37 Hình 2.20: Động cơ bước nam châm vĩnh cửu .........................................................39 Hình 2.21: Sơ đồ nguyên lý động cơ bước biến từ trở..............................................39 Hình 2.22: Động cơ bước hỗn hợp ............................................................................40 Hình 2.23: Điều khiển động cơ bước ........................................................................41 Hình 2.24: Động cơ Step 42 sữ dụng trong đề tài .....................................................42 Hình 2.25: Kích thước động cơ Step 42 ....................................................................42 Hình 2.26: Cấu tạo cơ bản của nguồn phát ...............................................................43 Hình 2.27: Laser 5mW vạch ngang...........................................................................44 Hình 2.28: Webcam Logitech C270 .........................................................................46 Hình 2.29: Bảng cân chỉnh camera ...........................................................................47 Hình 2.30: Cân chỉnh các thông số ...........................................................................47 Hình 2.31: Camera đã nhận điểm ảnh trên bảng cân chỉnh ......................................48 Hình 2.32: Bảng cân chỉnh đặt trên bàn xoay của máy.............................................48 Hình 3.1: Tổng thể của máy Scan 3D .......................................................................50 Hình 3.2: Khi máy chưa cân chỉnh thông số .............................................................51 Hình 3.3: Khi máy đã chỉnh các thông số phù hợp ...................................................51 Hình 3.4: Ảnh quét ca nước .....................................................................................52 Hình 3.5: Ảnh sau khi được xử lý bằng phần mềm meshlab ....................................53 SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG v
  14. DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BẢNG Bảng 2-1: Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3 .................................................. 29 Bảng 2-2 Bảng thông số kỹ thuật của A4988 ........................................................... 34 Bảng 3-1: So sánh kích thước ảnh thực tế và ảnh sau khi Scan chậu cây ................ 53 SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG vi
  15. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 1.1 Lý do và mục đích chọn đề tài 1.1.1 Lý do chọn đề tài Ngày nay, ngành công nghiệp sản xuất đang được xem là ngành kinh kế trọng điểm của toàn thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng. Phương pháp để tạo ra sản phẩm nhanh chóng, chính xác, mẫu mã đẹp đang là vấn đề được các nhà máy, cơ quan xí nghiệp quan tâm hàng đầu. Việc thiết kế dựa theo sản phẩm đã có sẵn trước đây phải trải qua một giai đoạn thiết kế, chế tạo mất khá nhiều thời gian, sản phẩm tạo ra không được như ý muốn. Chính vì vậy, cần có một giải pháp nào đó áp dụng để giải quyết các vấn đề này nhằm mang đến sự tiện lợi, dễ dàng, nhanh chóng cho công ty, cũng như các trung tâm nghiên cứu, trường học và những người đam mê khám phá công nghệ. Hình 1.1: Quy trình sản xuất sản phẩm công nghiệp Hiện nay với xu hướng phát triển không ngừng của công nghệ như công nghệ xử lý ảnh qua camera, bảo mật thẻ RFID. Việc áp dụng xử lý ảnh vào quá trình tạo ra sản phẩm sẽ dễ dàng thận tiện và nhanh chóng hơn. Ở Việt Nam ngành kỹ thuật 3D (thiết kế 3D, scan 3D, tạo mẫu in 3D) đang ngày càng phát triển, là sinh viên ngành kỹ thuật chúng em luôn muốn tìm kiếm học hỏi nhiều điều mới mẽ. Nhận thấy đề đang được phát triển rộng rãi, tính thú vị của nó và nhiều lợi ít mà đề tài mang lại. Từ đó chúng em chọn đề tài Scan 3D để nghiên cứu và chế tạo. SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG 1
  16. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu và áp dụng những công nghệ mới theo xu hướng phát triển, tìm hiểu về xử lý ảnh....áp dụng để chế tạo mô hình máy Scan 3D gọn nhẹ, dễ dàng sử dụng, độ chính xác cao, thời gian quét vật thể nhanh, khắc phục những nhược điểm trước đó của những máy Scan 3D đã thực hiện. Đây không chỉ là tiểu luận tốt nghiệp để hoàn thành chương trình học tập nghiên cứu tại trường. Mà đối với chúng em đây cũng là lúc mình tận dụng tất cả những kiến thức đã học để làm ra một sản phẩm tốt nhất có thể từ năng lực thực sự của chính mình. Khẳng định năng lực của mình để sau khi ra trường trở thành một kỹ sư có đóng góp nhiều cho nền kỹ thuật nước nhà. 1.2 Nội dung và giới hạn đề tài 1.2.1 Nội dung nghiên cứu Trong đề tài này nhóm sẽ tiến hành nghiên cứu các nội dung sau: - Tìm hiểu ưu và nhược điểm của một số máy Scan 3D có sẵn trên thị trường - Tìm hiểu về xử lý ảnh, nhận diện ảnh từ vật mẫu - Giao tiếp giữa máy tính và Arduino - Tìm hiểu các linh kiện (Arduino, camera, laser, động cơ bước...), vật liệu làm mô hình để thực hiện đề tài máy Scan 3D - Thiết kế và thi công mô hình - Đánh giá kết quả thực hiện - Nhận xét ưu và nhược điểm của đề tài và hướng phát triển 1.2.2 Mục tiêu và giới hạn đề tài Vì một số điều kiện khách quan cũng như chủ quan nên đề tài nhóm tập chung vào một số vấn đề sau: - Thiết kế và xây dựng mô hình máy Scan 3D - Hiệu chỉnh được thông số của máy - Máy hoạt động ổn định, sai số thấp, gọn nhẹ, có thể khắc phục được các hạn chế của những máy Scan 3D trước đó SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG 2
  17. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN - Nhận dạng được vật thể, căn chỉnh được ánh sáng, chế độ làm việc cũng như thời gian quét của máy 1.3 Giới thiệu về công nghệ thiết kế ngược 1.3.1 Khái niệm Trong lĩnh vực sản xuất, thông thường để chế tạo ra một sản phẩm, người thiết kế đưa ra ý tưởng về sản phẩm đó, phác thảo ra sản phẩm, tiếp theo là quá trình tính toán thiết kế, chế tạo, rồi kiểm tra, hoàn thiện phác thảo, để đưa ra phương pháp tối ưu, cuối cùng là công đoạn sản xuất ra sản phẩm. Đây chính là chu trình sản xuất truyền thống, là phương pháp sản xuất đã được áp dụng từ bao thế kỷ nay. Phương pháp này còn được gọi là công nghệ sản xuất thuận (Forward Enineering). Trong vài chục năm trở lại đây với sự phát triển với sự phát triển của công nghệ, xuất hiện một dạng sản xuất theo một chu trình mới, đi ngược với sản xuất truyền thống, đó là chế tạo sản phẩm theo hoặc dựa trên một sản phẩm có sẵn. Quy trình này gọi là công nghệ thiết kế ngược (Reverse Engineering) hay cũng được hiểu là công nghệ chép mẫu hay công nghệ chế tạo ngược. Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, công nghệ thiết kế ngược được định nghĩa là hoạt động tạo ra sản phẩm từ các mẫu sản phẩm cho trước mà không có bản vẽ thiết kế hoặc đã bị mất hay không rõ dàng. Sản phẩm mới được tạo ra trên cơ sở khôi phục nguyên vẹn hoặc phát triển lên từ thực thể ban đầu. Từ khi ra đời vào những năm 90 của thế kỷ trước, công nghệ thiết kế ngược ( Reverse Engineering) đã được nghiên cứu, áp dụng trong nhiều lĩnh vực phát triển nhanh sản phẩm, đặc biệt là trong lĩnh vực thiết kế mô hình 3D từ mô hình đã có sẵn nhờ sự trợ giúp của máy tính. Kỹ thuật thiết kế ngược ngày càng phát triển theo sự phát tiển của các phần mềm CAD/CAM. Nó luôn được quan tâm và cũng liên tục được cải tiến để đáp ứng nhu cầu của xã hội trên nhiều lĩnh vực sản xuất. RE trở thành một bộ phận quan trọng của sản xuất hiện tại. Đã có nhiều công ty của nhiều quốc gia ứng dụng hiệu quả và rất thành công với công nghệ này. Có thể thấy Trung Quốc là một điển hình. Nhiều sản phẩm như xe máy, ô tô, máy móc hàng loạt đồ gia dụng, đồ chơi đã được sản xuất dựa trên sự sao chép các mẫu có sẵn trên thị trường của các SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG 3
  18. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN hãng nổi tiếng của Nhật, Hàn Quốc như Honda, Misubishi, Toyota .(Hình 1.2 là một ví dụ minh họa) Sản phẩm thực Sản phẩm sơn trắng để quét Quét mẫu bằng máy ATOS Mô hình sản phẩm sau khi quét Mô hình hóa các bề mặt Mô hình CAD xây dựng lại Hình 1.2: Quy trình lấy mẫu áp dụng công nghệ thiết kế ngược Ở Việt Nam, trong những năm trở lại đây công nghệ thiết kế ngược cũng đã được áp dụng vào sản xuất. Tuy nhiên phần lớn chưa mang tính chuyên nghiệp. Ví dụ như các công ty sản xuất, chế tạo khuôn cho các mặt hàng nhựa, thường khi nhận đơn đặt hàng của các đối tác làm một bộ khuôn cho một mẫu sản phẩm cho trước thì đa số việc số hóa mô hình lấy dữ liệu đều thực hiện một cách thủ công, đo vẽ bằng SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG 4
  19. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN tay. Việc ứng dụng các thiết bị số hóa công nghệ cao chuyên dụng, các phần mềm thiết kế ngược vẫn chưa nhiều. Chỉ có một số ít công ty có thể làm theo hợp đồng như công ty Hàn Quốc, trung tâm dịch vụ công nghệ 3D hay các viện trường đại học như trường Đại Học GTVT, Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, Đại Học Bách Khoa Hà Nội có máy quét 3D nhưng chủ yếu vẫn là phục cho học tập và nghiên cứu. 1.3.2 Ưu nhược điểm của công nghệ thiết kế ngược *Ưu điểm + Kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng cách so sánh mô hình CAD với sản phẩm, từ đó điều chỉnh mô hình hoặc các thông số công nghệ để tạo ra sản phẩm đạt yêu cầu. + Mô hình CAD đựơc sử dụng như là mô hình trung gian trong quá trình thiết kế bằng cách tạo sản phẩm bằng tay trên đất sét, thạch cao, sáp…rồi quét hình để tạo mô hình CAD. Từ mô hình CAD này người ta sẽ chỉnh sửa theo ý muốn. + Giảm bớt thời gian chế tạo dẫn tới năng suất cao. + Chế tạo được nguyên mẫu mà không cần bản thiết kế. * Nhược điểm. + Cần có công nghệ hiện đại là các loại máy quét hình. + Giá thành cao. 1.3.3 Quy trình công nghệ thiết kế ngược Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại, quá trình sản xuất sản phẩm ngày càng được chuyên môn hóa, việc chế tạo ra một loại sản phẩm được chia tách thành nhiều công đoạn riêng biệt nhưng có quan hệ mật thiết với nhau theo một tiêu chuẩn chung thống nhất hợp thành quy trình sản xuất. Tuy có nhiều cải tiến mới song qui trình sản xuất hiện nay nhìn chung đều được biểu hiện bằng 2 sơ đồ (Hình 1.3). SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG 5
  20. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Trong quy trình thiết kế thuận, xuất phát từ ý tưởng thiết kế (của người thiết kế hoặc của khách hàng mô tả sản phẩm), người thiết kế phác thảo sơ bộ sản phẩm (bản vẽ CAD). Bản vẽ phác thảo này sẽ được tính toán, phân tích, kiểm tra các thông số kỹ thuật, tính công nghệ (Dữ liệu được chuyển từ CAD sang CAE). Sau đó mô hình sẽ được tối ưu hóa đưa ra bản vẽ thiết kế (bản vẽ CAD) hoàn chỉnh. Tiếp theo qua các bước chuẩn bị công nghệ (CAPP), lập trình gia công (CAM), mô phỏng và chế tạo thử mẫu sản phẩm bằng phương pháp tạo mẫu nhanh (RP) hoặc trên các máy công cụ, máy CNC. Mẫu sản phẩm chế tạo này sẽ được đem đi kiểm tra thực tế xem có thỏa mãn các yêu cầu đặt ra hay không. Nếu không đạt thì sẽ quay về chỉnh sửa lại từ bản vẽ phác thảo. Tiếp tục quá trình trên cho tới khi mẫu sản phẩm đạt yêu cầu thì mới đưa vào sản xuất thực sự. Hình 1.3: Quy trình thiết kế thuận và Quy trình thiết kế ngược Còn trong quy trình thiết kế ngược chúng ta làm ngược lại. Xuất phát điểm là một mẫu sản phẩm thực tế (Physical part). Mẫu sản phẩm thực này được số hóa và sử lý bằng các thiết bị và phần mềm chuyên dụng để đưa ra mô hình CAD cụ thể. Sau đó được mô hình CAD cho sản phẩm rồi thì các công đoạn tiếp theo cũng giống như SVTH: HUỲNH TUẤN PHONG – NGUYỄN HẢI ĐĂNG 6
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2