BÁO cáo THỰC tập CHUYÊN NGÀNH hệ thống cơ điện tử trong giao thông và công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
PHÂN HIỆU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
----------oOo----------

BÁO CÁO THỰC TẬẬ̣P CHUYÊN
NGÀÀ̀NH
GVHD : ĐỖ TÂN KHOA
SVTH : NGUYỄN THẾ DŨNG
LÊ VĂN TUẤN VŨ
NGUYỄN ĐÌNH KHA
ĐINH CƠNG CƯỜNG
LỚP : CƠ ĐIỆN TỬ – K60

TP. HỜÀ̀ CHÍÍ́ MINH, THÁNG 11 NĂM 2022


NHẬẬ̣N XÉT CỦA GVHD
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................

.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................


.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................

.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................

LỜI CẢM ƠN


Trên thực tế khơng có sự thành cơng nào mà không gắn liến với những sự hỗ trợ, giúp đỡ
dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt
đầu học tập ở giảng đường Đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp
đỡ của quý thầy cơ, gia đình và bạn bè. Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý
thầy cô ở “Khoa Cơ Khí” Trường Đại học Giao Thơng Vận Tải phân hiệu tại TP Hồ Chí
Minh với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng
em suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt, trong học kì này, khoa đã tổ chức cho
chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên bộ môn

Cơ Điện Tử cũng như tất cả các sinh viên thuộc các chun ngành Cơ Khí khác.
Đó là môn học “Hệ thống cơ điện tử trong giao thông và công nghiệp”. Em xin
chân thành cảm ơn thầy Ts. Trần Văn Lợi đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi
học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về lĩnh vực sáng tạo trong
nghiên cứu khoa học. Nếu khơng có những buổi nói chuyện hướng dẫn, dạy bảo của thầy
thì em nghĩ bài thu hoạch của này của em rất khó có thể hồn thiện được. Một lần nữa,
em xin chân thành cảm ơn thầy. Bài thu hoạch được thực hiện trong khoảng thời gian gần
4 tuần. Bước đầu đi vào thực tế, tìm hiễu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học,
kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, khơng tránh khỏi những
thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp q báu của
q thầy cơ và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn
thiện hơn.


MỤC LỤC


KỸ THUẬẬ̣T THIẾT KẾ NGƯỢC
1. Hiểu về thiết kế ngược
Về cơ bản, theo như cách thiết kế truyền thống, để sản xuất được một sản phẩm
người ta sẽ phải bắt đầu từ việc nghĩ ra ý tưởng, sau đó phác thảo ý tưởng. Từ đó
tính tốn số lượng ngun vật liệu phù hợp và bắt đầu tiến hành tạo ra sản phẩm
thật. Bước tiếp theo sẽ là kiểm tra và phát triển sản phẩm sao cho hoàn thiện. Cuối
cùng là đưa sản phẩm vào sản xuất đại trà.
Tuy nhiên với nhu cầu đòi hỏi những thiết kế phức tạp hơn thì thiết kế theo phương
pháp truyền thống sẽ có nhiều bất lợi. Với quy trình truyền thống, việc lên ý tưởng
thiết kế ngay từ đầu sẽ tốn khá nhiều thời gian và khó đạt được độ chính xác cao,
đặc biệt là đối với những thiết kế phức tạp. Tuy nhiên, với thiết kế ngược hay
Reverse Engineering (RE), bạn sẽ không cần phải tốn công sức cho điều này nữa.
Thay vào đó, bạn sẽ có được bản thiết kế vật mẫu cho trước thơng qua q trình số

hóa 3D một cách nhanh chóng nhờ vào scan 3D.
Thiết kế ngược là quy trình thiết kế lại một vật mẫu hoặc một mơ hình có sẵn
thơng qua q trình số hóa bề mặt vật mẫu bằng các thiết bị đo tọa độ. Từ đó tiến
hành thiết kế một mơ hình mới dựa trên các dữ liệu số hóa bằng phần mềm thiết kế
ngược. Điều này cho phép điều chỉnh hoặc sản xuất lại nhằm cho ra sản phẩm cải
tiến hơn và phù hợp hơn với nhu cầu của khách hàng.
Quy trình thiết kế ngược: Sản phẩm thực → Scan 3D (Số hóa) → Xử lý dữ liệu
số hóa → Tối ưu bản vẽ thiết kế → Chế thử, mơ phỏng mơ hình thiết kế → Kiểm
tra → Sản xuất đại trà.
Phương pháp này sẽ phát huy ưu điểm đối với đa dạng các mẫu thiết kế có dạng bề
mặt với quy luật tạo hình nhưng khơng xác định được thơng số. Chẳng hạn như
các mẫu: cánh tuabin, bề mặt khí động học, thủy động học,… với bề mặt xoắn nên
được ứng dụng vô cùng rộng rãi.


2. Ứng dụng thiết kế ngược
Kỹ thuật ngược đã được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
2.1. Concept Design
Giúp khách hàng định hình được sản phẩm tạo ra, với xuất phát từ ý tưởng sơ khai
ban đầu, các kỹ sư chuyên nghiệp sẽ vẽ nên những concept mới cho mẫu thiết kế.
Sau đó các phịng ban có thể họp và chọn ra bản vẽ phù hợp dựa trên những tiêu
chí đề ra ban đầu.
2.2. Detailed Design
Ngồi việc phát triển concept, dựa vào dữ liệu scan 3D, các bộ phận chi tiết cũng
sẽ được xây dựng thành mô hình 3D trong máy tính. Đầu tiên các kỹ sư sẽ thiết kế
tổng quát, sau đó nghiên cứu phương án cho từng bộ phận, sau cùng là lắp ghép và
làm dày tấm.
2.3. Tạo mẫu
Thiết kế ngược cho phép sao chép, cải tiến sản phẩm có sẵn một cách nhanh chóng
mà khơng cần đến bản thiết kế gốc. Từ q trình số hóa sau đó xây dựng một mơ

hình thiết kế mới chỉ cần nhờ các phần mềm chuyên dụng. Dựa trên những thơng
số cho trước có thể nhanh chóng tạo mẫu cho sản phẩm.


NGHIÊN CỨU VỀ MÁY QT 3D
EINSCAN-PRO
1.THƠNG SỚÍ́ KỸ TḤẬ̣T, CẤU HÌNH TỚÍ́I THIỂU ĐỂ SỬ DỤNG
MÁY EINSCAN-PRO
1.1. Giới thiệu về máy EINSCAN-PRO
Dòng EinScan-Pro là lựa chọn tối ưu nhằm thu thập dữ liệu thực tế để chuyển đổi
thành mơ hình 3D kỹ thuật số. Không chỉ dành cho khách hàng tiêu dùng, nó cịn
đáp ứng tốt cho ứng dụng thương mại trong sản xuất, kỹ thuật, thiết kế, phát triển,
thử nghiệm, bảo tồn cơng trình nghệ thuật, phim hoạt hình và hình dáng cơ thể
người. Máy quét 3D EinScan-Pro sử dụng những đối tượng hữu hình để mơ hình
hóa một ý tưởng hoặc là dữ liệu đầu vào trong CAD.
-

Máy EinScan-Pro có thể quét biên dạng và màu sắc mẫu với kích thước từ
0.03mm đến 4m.
+

Với thiết kế Ergonomic (thuận tiện cho người dùng), dễ dàng thao tác, EinScanPro là sự lựa chọn hồn hảo cho các mục đích đa dạng và dài hạn. Với cân nặng
chỉ 0.8 kg, máy quét 3d cầm tay thường tạo ra những chi tiết chính xác và vừa vặn
hơn khi so sánh với những mẫu chỉ được thiết kế từ CAD.
+

Phần mềm scan EinScan-Pro có thể tạo ra dữ liệu “mở” dùng trong thiết kế
Ngược cho các phần mềm CAD hoặc dữ liệu “đóng” nhằm mục đích in 3D
+

- Máy scan 3D Einscan Pro là dòng máy scan 3D đa chức năng:
+

Dạng cầm tay: Quét những chi tiết đặt ở vị trí mà chân đế không thể tiếp cận.

+

Dạng chân đế - bàn xoay: Hệ thống quét 3D tự động, giúp việc scan chi tiết lớn,

3D trở nên đơn giản hơn bao giờ hết.
+

Scan 3D đa sắc màu ( Full Color): Hỗ trợ cho ngành thời trang, mỹ thuật… và

máy in 3D đa sắc màu.


Dạng cầm tay

Dạng chân đế + bàn xoay

1.2. Thông số kỹ thuật của máy EINSCAN-PRO



1.3. Các chế độ quét của máy quét EINSCAN-PRO
Gồm bốn chế độ quét 3D linh hoạt
Máy Scan 3D đa chức năng EinScan-Pro mang lại hai phương án quét: linh động
và độ chính xác cao. Với bốn chức năng: quét nhanh cầm tay, quét cầm tay HD,
quét tự động và quét tự do. Với thiết bị bổ sung theo gói Phụ kiện Cơng nghiệp,

máy có thể qt hồn tồn tự động bằng việc kết hợp EinScan-Pro với bàn xoay
tự động hoặc có thể quét tự do khi cố định chân đế và đầu scan.

Sử dụng chế độ Quét nhanh cầm tay khi:
Trải nghiệm quét nhanh là cần thiết;
Các đối tượng có hình học tốt để căn chỉnh đối tượng;
Các đối tượng khó di chuyển hoặc quá lớn để ở trên bàn xoay để quét.
Sử dụng chế độ Quét HD cầm tay khi:
Cần có độ chính xác cao và độ phân giải cao bằng cách quét cầm tay;
Các đối tượng khó di chuyển hoặc quá lớn để ở trên bàn xoay để quét.
Sử dụng chế độ Quét cố định với Bàn xoay khi:
Độ chính xác cao và độ phân giải cao được yêu cầu;


Dấu chân của đối tượng trong vịng 150mm có thể khơng bao phủ hầu hết các mục
tiêu được mã hóa trên bàn xoay;
Cân nặng dưới 5kg;
Dấu chân của đối tượng trên 150mm với các đặc điểm hình học phong phú cũng có
thể hoạt động ở chế độ Quét cố định với Bàn xoay thông qua căn chỉnh đối tượng.
Sử dụng chế độ Qt cố định khơng có Bàn xoay khi:
Độ chính xác cao và độ phân giải cao được yêu cầu; Đối
tượng quá lớn hoặc nặng để làm việc trên bàn xoay.

2. NGUYÊN LÝ HOẠẬ̣T ĐỘNG CỦA MÁY QUÉT 3D
Máy quét 3D cho phép chúng ta đo hình dạng của vật thể.
Máy quét bao gồm 1 máy chiếu ánh sáng và 2 camera.


Máy chiếu sẽ chiếu 1 dãy các sọc ánh sáng lên vật thể, ở góc nhìn này máy chỉ thu
đc hình 2D của vật thể.

Để thu đc hình ảnh 3D của vật thể máy quét được trang bị thêm 2 camera 2 bên với
một góc nghiêng, để xác định được sự biến dạng của vật thể từ những sọc ánh sáng
chiếu lên nó.


Trong một số trường hợp vật thể có các lỗ nhỏ sâu thì cơ chế xác định sự biến dạng
bằng các sọc ánh sáng sẽ tạo ra những điểm “mù” mà máy không xác định được.

Từ những thông số kỹ thuật có sẵn trên máy như: khoảng cách từ máy chiếu đến
camera và kích thước của 2 góc cho sẵn, phần mềm của máy sẽ tính tốn được
khoảng cách từ camera đến một điểm trên vật thể.


Khi máy đã xác định được khoảng cách tất cả các điểm. Nó sẽ sắp xếp các điểm đó
lại thành một bức tranh có khoảng cách thay vì màu sắc cho mỗi môt pixel (điểm
ảnh) trên thực tế.

3.

ỨNG DỤNG CỦA MÁY QUÉT 3D TRONG THỰC TIỄN

3.1.

Ứng dụng máy quét 3D trong kiểm tra sản phẩm


Hầu hết, bất kì một sản phẩm nào khi vừa được sản xuất ra cũng đều cần có sự
kiểm tra, rà sốt lại nhằm đảm bảo đúng u cầu. Khơng những vậy, máy quét 3D
cũng được coi là công cụ hỗ trợ xuất sắc trong việc nghiên cứu sản phẩm. Từ đó,

cũng có thể thay đổi và hiểu rõ được thị trường.

3.2. Ứng dụng máy quét 3D trong hoạt động y tế


Việc sử dụng cơng nghệ máy qt 3D có khả năng chụp và lưu lại cơ thể và khuôn
mặt trong lĩnh vực y tế một cách dễ dàng. Cũng từ đó, tạo ra những sản phẩm y tế
phục vụ bệnh nhân như: niềng răng, hàm, hay các mơ hình mặt lạ cho những bệnh
nhân gặp bỏng. Hoặc có thể ứng dụng là găng tay, làm chân giả….
3.3. Ứng dụng máy qt 3D trong ngành kiến trúc

Những cơng trình kiến trúc ảo mà chẳng cần tốn kém quá nhiều thời gian, cơng sức
và cả chi phí cũng nhờ có cơng nghệ máy quét 3D mà trở nên đơn giản hơn. Hiệu
ứng máy quét 3D giúp diễn tả thành công và chân thực những ý tưởng kiến trúc.
Cũng từ đó con người dễ dàng hình dung những ý tưởng, cơng trình và lợi ích khi
gắn chúng vào trong đời sống thực tế.

3.4. Ứng dụng máy quét 3D trong đo lường tọa độ


Ngành cơng nghiệp đóng tàu ln cần dựa trên việc phải đo lường tọa độ sao cho
chính xác. Với hệ thống ứng dụng của công nghệ máy quét 3D sẽ giúp quét hết
những bộ phận gặp hư hỏng trên sản phẩm. Từ đó, có thể chế tạo nhanh chóng
cũng như nâng cao được mức độ chính xác, tu chỉnh con tàu.
3.5. Ứng dụng máy 3D trong bảo tàng tạo cảm giác chân thực


Ngày nay trên thế giới, việc xây dựng bảo tang ảo đã khơng cịn là vấn đề mới lạ.
Những bảo tàng sẽ mang đến cho những du khách hay người dân những trải
nghiệm thú vị hơn. Chúng mang đến cho con người cảm giác như đang lạc vào

chính nhân vật trong tác phẩm, hay chạm hẳn những hiện vật cổ.
3.6. Tổng kết ứng dụng

4. CÁC BƯỚC LẤY MẪU TRÊN MÁY QUÉT 3D EINSCAN-PRO


Bước 1: Chọn chế độ quét
Đầu tiên bạn cần chọn ra mẫu vật mà mình muốn scan 3D. Tùy vào kích thước của
mẫu vật mà bạn sẽ đặt ở ác vị trí khác nhau. Nếu mẫu vật có kích thước q lớn thì
bạn có thể đặt xuống dưới sàn nhà, trường hợp mẫu vật có kích thước nhỏ gọn thì
bạn sẽ đặt trên bàn xoay nhỏ để thuận tiện cho các thao tác scan 3D.

Bước 2: Sử dụng điểm dán
Để có thể thu về hình ảnh chi tiết và chính xác nhất thì bạn cần lấy dán điểm
đính vào một số vị trí trên mẫu vật.
+

Tùy từng loại máy scan 3D khác nhau thì khoảng cách các giấy dán điểm sẽ khác
nhau.
+

+

Bạn cần chú ý đến vấn đề này để giúp hình ảnh thu về được rõ ràng và chính xác.


Bước 3: Tiến hành quét vật thể
Bạn sử dụng máy scan 3D để tiến hành quét hình ảnh, di chuyển máy đến từng vị
trí của mẫu vật.
-

Thiết bị này được kết nối với máy vi tính có cấu hình mạnh, bộ nhớ có dung
lượng lớn, có trang bị đồ họa, hình ảnh thu về sẽ được hiển thị dưới dạng không
gian 3 chiều.
-

Bước 4: Chỉnh sửa xuất dữ liệu
Sau khi scan 3D xong, ta sử dụng phần mềm của máy scan để làm đầy (vá lại)
một số vị trí trên vật thể có thể chưa hồn thiện hoặc những lỗ hỏng mà điểm
dán để lại trên vật thể.
-

Bạn có thể in hình ảnh thu về ra giấy để hỗ trợ quá trình sản xuất ra các sản
phẩm đạt đúng những tiêu chí về kích thước như sản phẩm gốc.
-


5.

KỸ THUẬẬ̣T ĐẢẢ̉O NGƯỢC

Kỹ thuật đảo ngược, là quá trình tạo ra một dự án gồm các bộ phận hoặc sản
phẩm mà khơng có bản vẽ hoặc tài liệu. Bằng cách tạo một mơ hình CAD kỹ
thuật số bằng cách sử dụng chức năng quét 3D, các bộ phận này có thể được sửa
đổi và tối ưu hóa để kéo dài tuổi thọ của chúng hoặc thêm các chức năng mới.
-


CÁC BƯỚC THIẾT KẾ NGƯỢC

Bước 1: Chuẩn bị đối tượng để quét, đánh dấu nếu cần.


Bước 2: Sử dụng máy quét 3D để chụp các khu vực quan trọng của bộ
phận.

Bước 3: Điều chỉnh và tối ưu hóa lưới đa giác thu được.


Bước 4: Nhập lưới vào phần mềm CAD được trang bị các công cụ thiết kế ngược.
Bước 5: Chuyển đa giác thành khối.
Bước 6: xóa những đối tượng khơng cần thiết, Sử dụng máy in 3D hoặc máy CNC
để sản xuất một chi tiết mới theo mẫu đã tạo.