đo biên dạng chi tiết tròn

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Mở ĐầU
Trên thực tế, các bề mặt có dạng hình trụ và cầu chiếm một tỉ lệ khá lớn
trong các sản phẩm cơ khí, đăc biệt là các chi tiết có độ chính xác cao, đòi hỏi độ
tròn đôi khi dới 1àm nh ổ bi, bề mặt trục lắp với ổ bi, pittông, xi lanh, bơm cao
áp, thấu kính quang học
Trớc kia để đo biên dạng và kiểm tra độ tròn của các chi tiết này ngời ta
thờng dùng các phơng pháp đo cổ điển nh là: Phơng pháp hai tiếp điểm (sử dụng
panme,đồng hồ số), phơng pháp ba tiếp điểm (sử dụng khối V) Các phơng
pháp này có khả năng phát hiện độ tròn tơng đôi tốt, nhng chỉ thích hợp với
những bề mặt không bị khuyết, năng suất và hiệu quả công việc không cao. Đặc
biệt, khi cần đo những chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao, sai số gá đặt có thể vợt
quá giới hạn cho phép. Để giải quyết khó khăn này cần có một phơng pháp và
thiết bị đo mà ở đó, khi thực hiện thao tác đo không cần phải quan tâm đến vấn đề
gá đặt tâm chi tiết trùng với tâm của bàn đo.
Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật nh ngày nay,đặc biệt là ngành công
nghệ thông tin,kĩ thuật điện tử thì việc ghép nối với máy tính để qua đó sử lí các
số liệu đo sẽ trở nên đơn giản và hiệu qủa hơn rất nhiều. Chính từ những khả năng
u việt nh vậy đã cho ra đời một thiết bị đo đáp ứng đợc hầu hết các yêu cầu kĩ
thuật khắt khe mà với những phép đo thông thờng khó có thể đáp ứng đợc, đó là
máy đo biên dạng chi tiết tròn. Độ tròn và biên dạng của chi tiết đo đợc xác định
một cách chính xác thông qua bộ xử lí số liệu đo đã đợc lập trình và cài đặt sẵn
trong máy tính.
Mặc dù máy đo biên dạng chi tiết tròn có nhiều tính năng mà với các phép
đo thông thờng khó có thể thực hiện một cách chính xác , song trong tình hình
thực tế sản xuất cơ khí ở Việt Nam hiện nay cha có cơ sở nào đa các tính năng u
việt của máy áp dụng vào trong sản xuất bởi vì giá thành của nó rất cao. Việc
tìm hiểu và khai thác các tính năng của nó cũng cha đợc quan tâm lu ý nhiều bởi

một số các khó khăn khác nhau.
Nội dung đề tài tốt nghiệp là tìm hiểu về cơ sở thiết kế, nguyên lí hoạt
động của phơng pháp đo và mô hình máy tại phòng nghiên cứu đo lờng của bộ
môn Cơ Khí Chính Xác và Quang Học_ khoa Cơ Khí_ trờng Đại Học Bách Khoa

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
1

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Hà Nội. Trong suốt qúa trình tìm hiểu và nghiên cứu về máy đo độ tròn chúng em
đã nhận đợc sự ủng hộ nhiệt tình cùng những ý kiến đóng góp đầy qúy báu của
các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hớng dẫn đầy nhiệt tâm của thầy
giáo trực tiếp hớng dẫn Nguyễn Văn Vinh đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ
án này. Qua đây em xin đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy , các cô.
Kính chúc các thầy, các cô luôn dồi dào sức khỏe để tiếp tục dậy dỗ, chỉ bảo và h-
ớng dẫn những trang lứa sinh viên nh chúng em ra trờng, tạo điều kiện cho chúng
em đợc đóng góp một phần sức lực nhỏ bé của mình cho xã hội, cho đất nớc.
Chơng I.
đo biên dạng chi tiết tròn bằng máy đo.
I. Định nghĩa độ tròn.
Độ tròn đuợc định nghĩa là sai lệch lớn nhất giữa bề mặt thực của chi tiết
đến đờng tròn áp. Đờng tròn áp là đờng bao quanh và tiếp xúc với đờng giới hạn
của bề mặt thực . Nếu gọi Ra là bán kính vòng tròn áp , Rt là bán kính bề mặt
thực lấy cùng tâm với đờng tròn áp thì sai lệch giữa hai đờng tròn trên đợc viết là:

tròn =

R
a


R
t

max
Hay :

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
2

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD

tròn = R max


Rmin
Hình I.1
II. Các phơng pháp đo độ tròn.
Độ tròn của chi tiết đợc xác định thông qua sự quan sát lợng biến thiên đ-
ơng kính : phơng pháp đo 2 tiếp điểm, phơng pháp đo 3 tiếp điểm.
+ Phơng pháp đo 2 tiếp điểm (H_I.2) : Phơng pháp này đợc sử dụng khi
tiết diện đo có méo cạnh chẵn.

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
3

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
R
m
a
x
R
m
i
n
Bề mặt thực
Vòng tròn áp
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Hình I.2_ Phơng pháp đo hai tiếp điểm.
Công thức tính độ tròn :
2
MinMax
XX

=
tròn
Muốn đo đợc X
max
và X

min
cần phải đo liên tục trên toàn vòng. Trong khi
đó chuyển đổi đo thờng đứng yên, chi tiết quay toàn vòng. Với phơng pháp đo
này chi tiết phải xoay liên tục , đầu đo luôn rà trên bề mặt chi tiết làm mòn đầuđo
và mặt chuẩn đo. Trên thực tế, để tránh làm tổn hại dụng cụ đo và làm mòn
bềmặtchuẩn đo, đồng thời để cho qúa trình thực hiện phép đo đợc nhanh ngời đo
nên thực hiện phép đo theo một số điểm nhất định nh hình I.3 :
Hình I.3
+ Phơng pháp đo 3 tiếp điểm (H I.4) : Phơng pháp này đợc sử dụng khi tiết
diện đo có méo cạnh lẻ.


Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
4

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
I
I
ii
ii
ii
ii
I
I
iii
iii
I
I
iii
iii

iv
iv
ii
ii
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Hình I.4_ Phơng pháp đo ba tiếp điểm.
Công thức tính độ tròn :
tròn =
Trong đó là gócV đợc chọn theo số cạnh n của méo :
Các phơng pháp xác định độ tròn ở trên đều thông qua sự biến thiên của đ-
ờng kính (D
i
).
Nhận xét: Các phơng pháp đo độ tròn nêu trên có khả năng đo độ tròn t-
ơng đối tốt. Tuy nhiên những phơng pháp này cho năng suất không cao, độ chính
xác còn nhiều hạn chế và chỉ thích hợp với các bề mặt không bị khuyết. Chính vì
lý do đó, nên cần phải có những thiết bị đo tiên tiến hơn, có khả năng phát hiện
độ tròn một cách chính xác và đo đợc nhiều bề mặt phức tạp. Với sự phát triển
của khoa học kĩ thuật nh hiện nay, đặc biệt là ngành công nghệ thông tin việc
ghép nối với máy tính để lấy và xử lí số liệu sẽ trở nên đơn giản và hiệu qủa hơn
rất nhiều. Máy đo độ tròn đợc tìm hiểu và thiết kế dựa trên cơ sở đó.
III. Xây dựng công thức xác định độ không tròn trong hệ tọa độ cực.
Để thực hiện phép đo độ tròn trong hệ tọa độ cực thì yêu cầu đặt ra là phải
đặt đợc tâm chi tiết trùng với tâm quay của bàn đo, điều này trong thực tế là rất
khó khăn. Đối với máy đo độ tròn, chi tiết đợc đặt bất kì trên bàn đo nên có độ
lệch tâm e giữa tâm thực của chi tiết và tâm quay của bàn đo. Số đo bán kính Ri
sẽ có lẫn độ lệch tâm e trong đó, nhng có thể xác định đợc tâm thực và bán kính

thực của chi tiết từ tập hợp n bộ số đo (i, Ri ) _ là độ biến thiên góc quay và

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
5

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
1
2
1
minmax
+


Sin
XX
0
n
o
0
360
180
=

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
biến thiên bán kính của chi tiết mà máy đo thu đợc trong qúa trình đo. Khi đó độ
tròn của chi tiết là :

tròn
= R
ctmax
- R
ctmin
Hình 1.5 cho thấy tâm của bàn đo là O (gốc tọa độ độc cực), tâm thực của
chi tiết là O
1
, OO
1
= e, la độ lệch tâm. OO
1
lập với trục Ox một góc khi = 0.
Xét tại
i
, điểm đo là Mi , số đo OM
i
= r
i
, còn bán kính thực là OM
i
= R
i
.
Hình I.5
Xét OO
1
M
i
:

áp dụng định lí hàm số cos :
Bán kính trung bình của chi tiết đo:

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
6

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
)cos(2
11
2
1
22
1
2
iiiii
OMOOOOMOOOMM
O
R
+==

=
.
1
itb
R
n
R
( )

+=

iiii
eCosrerR 2
222
( )

+=
iiii
CoserreR 2
22
o
o
1
m
i
r
i
R
i
e
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Nh vậy bán kính từng điểm trên đờng tròn sẽ sai lệch so với bán kính trung
bình một giá trị :
Luôn luôn tìm đợc một đờng tròn xấp xỉ tốt nhất với tập hợp n điểm đo. Phuơng
pháp bình phơng nhỏ nhất chỉ ra rằng R
tb
sẽ là bán kính gần đúng nhất với bộ số
liệu đo khi tổng bình phơng các sai lệch đo R

i
đạt giá trị nhỏ nhất , nghĩa là;
(R
i
)
2
= F(e, ) ==> min. (*)
Trong F(e,) các giá trị r
i

i
là tọa độ các điểm đo bằng số đã biết, chỉ còn
hai ẩn số la độ lệch tâm e và góc lệch , biểu thức (*) thỏa mãn khi :
Thay các giá trị của R
i
và lấy đạo hàm riêng của biểu thức F(e, ) theo
e, vào các phơng trình (I.1) đợc:
Đây là hệ phơng trình hai ẩn siêu việt, phi tuyến nên ta không thể giải bằng ph-
ơng pháp thông thờng mà phải dùng phơng pháp gần đúng. Có nhiều phơng pháp
để giải phơng trình này, ở đây ta dùng phơng pháp lặp Newton.
Giả sử nghiệm gần đúng đầu tiên của hệ (I.2) là e
1
,
1
sai khác so với
nghiệm đúng một lợng tơng ứng h1, k1nên hệ (I.2) có thể viết thành:
Khai triển TAYLOR cho hệ (I.3) tại các giá trị nghiệm e
1
,
1

có:

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
7

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học

==
iitbii
R
n
RRRR
1
0=


=



F
e
F
( )
( )
( )( )
( )

==


==




),(0
sin
)(
1
sin
),(0
cos
)(
1
(
2
1

eF
R
er
R
n
er
eF
R
re
R
n
Cosre
i
ii
iii
i
ii
iii
(I.2)
( )
( ) ( )
[ ]
( )
( ) ( )
[ ]

=++=
=++=
0,,
0,,
1
1
1
1
22
1
1
1
1
11
kheFeF
kheFeF


( )
( )
( )
( )







=+

+


+
=+


+


+
0; ,
0; ,
1121
1
2
1
1
2
11
2
1111
1
1
1
1
1
11

1
khk
F
h
e
F
eF
khk
F
h
e
F
eF






Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Trong đó
1
,
2
là đại lợng vô cùng bé cấp cao hơn h1, k1 nên một cách
gần đúng ta có hệ hai phơng trình bậc một với ẩn h1, k1:
Giải hệ phơng trình (I.5) ta tìm đợc:

Trong đó:

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
8

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học



=++
=++
0
0
12122
11111
kchba
kchba
2112
2112
1
2112
1221
1




cbcb
baba
k

cbcb
caca
h


=


=
( )
;,
11
11

eFa =
( )
;,
11
22

eFa
=
( )
( ){ }
( )
( )
( ) ( )
( )
( )( )( )

= =
= =
=
= =
=

=

=
+=


=

=








+

=


=
n
i
n
i
ict
iiict
iictict
n
i
n
i
ict
ii
ict
ii
n
i
ii
n

i
n
i
ict
iiict
ict
n
i
ict
ii
R
CosReeR
SinRR
n
B
R
SinRe
R
CosRe
n
B
BBSinR
e
F
b
R
CosReR
RA
A
R

CosRe
n
n
e
F
b
1 1
3
1112
1
1 1
1111
1
1
1
2
2
1 1
3
2
112
2
1
11
1
1
1
1
2
1

1
21
1






( )
( )
( ) ( ){ }


= =
=

=








+

=


=
=


=


=
n
i
n
i
ict
iiiicti
ict
n
i
ict
ii
ii
R

SinReCosRRe
RC
C
R
SinRe
n
CosRe
F
c
b
e
FF
c
1 1
3
121121
1
2
11
11
1
2
2
2
1
2
1
1
1
1

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Thay các giá trị h1, k1 vừa tìm đợc vào biểu thức (I.5) và tiến hành phép
lặp cho đến khi nhận đợc h
n
[h], k
n
[k]. Phép lặp theo phơng pháp NEWTON
đã đợc chứng minh là luôn luôn hội tụ về nghiệm. Tuy nhiên, số lần lặp còn phụ
thuộc vào việc chọn giá trị nghiệm gần đúng đầu tiên. Nếu không đợc tính toán
trớc, nghiệm đầu tiên có thể rất xa so với nghiệm đúng và số lần lặp sẽ lớn. Để
giảm bớt số lần lặp, nhanh chóng nhận đợc nghiệm, cần có biện pháp xác định
nghiệm gần đúng đầu tiên.
ở đây [h], và [k] là các sai số giữa nghiệm gần đúng tìm đợc và nghiệm
thực. Nó phụ thuộc vào độ phân giải của panme điều chỉnh tâm theo hai trục X, Y
của bản chỉnh tâm. Với mô hình đã chế tạo độ phân giải của panme là 0.01mm
nên sẽ chọn [h] = [k] = 0.005.
III.1. Chọn số liệu ban đầu cho vòng lặp:
Việc chọn lựa các số liệu ban đầu cho các vòng lặp có ảnh hởng quyết
định đến số bớc lặp. Nếu chọn số liệu ban đầu sai khác nghiệm đúng của bài toán
càng nhiều thì số lần lặp càng tăng.
Qua ba điểm không thẳng hàng dựng đợc một đờng tròn, tuy nhiên trong
số các điểm đo điều quan trọng là chọn ba điểm đo nào để độ lệch tâm của

vòng tròn vừa xác định đợc so với tâm của vòng tròn trung bình là nhỏ nhất. Giả
sử các điểm đo có sai số so với vòng tròn trung bình là bằng nhau, nếu ta chọn ba
điểm đo càng gần nhau thì cung xác định sẽ có độ lệch tâm so với tâm vòng tròn
trung bình càng lớn do sai số bán kính R
i
. Ngợc lại, nếu chọn ba điểm đo cách
đều nhau thì phép lặp sẽ hội tụ về nghiệm càng nhanh.
Nh vậy, từ tập n điểm đo sẽ xác định đợc ba điểm đo có diện tích tam giác tạo bởi
chúng là lớn nhất. Qua ba điểm đo đó ta xác định đợc nghiệm gần đúng đầu tiên
[e
1
,
1
].
Giả sử ba điểm đo có toạ độ A(R
A
,
A
), B(R
B
,
B
), C(R
C
,
C
) chia ba góc
quét từ điểm xuất phát đến điểm kết thúc. Vì ba điểm cùng nằm trên một đờng
tròn nên cùng có chung bán kính, theo phơng trình (I) có:

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
9

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
( )
( )
( )







+=
+=
+=
CCCict
BBBict
AAAict
CoseRReR
CoseRReR
CoseRReR



2
2
2
22

22
22
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Từ hệ phơng trình (VII) tìm đợc [e, ] lấy làm nghiệm gần đúng đầu tiên.

1
= arctan(m/n) và
2
= arctan(m/n) +.
Với:
m = (R
A
2
-R
C
2
)(R
A
Cos
A
-R
B
Cos
B
) - (R
A
2

- R
B
2
)(R
A
Cos
A
- R
C
Cos
C
)

n =- (R
A
2
-R
C
2
) (R
A
Sin
A
-R
B
Sin
B
) + (R
A
2

- R
B
2
)(R
A
Sin
A
- R
C
Sin
C
)

e
1
= (R
A
2
- R
B
2
)/[2 R
A
Cos(-
A
) - R
B
Cos( -
B
)]

Trong hai giá trị ở trên, ta sẽ nhận giá trị nào mà làm e > 0.
Mặt khác qua ba điểm không thẳng hàng xác định đợc một tam giác, do đó
cũng xác định đợc diện tích ABC trên là:
S

ABC
= abSinC
Trong đó:
+ a, b, c đợc xác định theo các thông số A(R
A
,
A
), B(R
B
,
B
),C(R
C
,
C
).
+ Xét OAC (O là tâm của toạ độ cực, hình I.6)
áp dụng hàm số Cos:

b
2
= AC
2

= OA
2
+ OC
2
- 2OA.OCcos(AOC)
b
2
= R
A
2
+R
C
2
- 2 R
A
R
C
Cos(
A
-


C
)

Một cách tơng tự có:

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
10

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
( )
cACACA
CosRRRRb

+= 2
22
( )
cBCBCB
CosRRRRa

+= 2
22
( )
BABABA
CosRRRRc

+= 2
22
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Vậy diện tích ABC là:
S

ABC
=
Trong đó: (e,) là cặp nghiệm của hệ (I.7).
Thuật toán xác định cặp nghiệm ban đầu:

a. Từ tập hợp n bộ điểm đo (R
i
,
i
), i = 1 n, chọn ba điểm đo bất
kỳ.
b. Tính cặp nghiệm (e, ) theo hệ phơng trình (I.7).
c. Tính diện tích tam giác tạo bởi ba điểm đo đó.
d. Lặp lại từ bớc một và so sánh diện tích các tam giác. Từ đó tìm
đợc tam giác có diện tích tam giác lớn nhất.
e. Chọn đợc bộ thông số (e, ) ứng với diện tích đó. Và đó chính là
cặp nghiệm (e, ) ban đầu cho hệ (VII).
Đánh giá độ tròn:
Sau khi đã xác định đợc e và đủ bộ chính xác cần thiết ta sẽ xác định đ-
ợc một tập R
ict
theo công thức (I), trong đó sẽ có một giá trị R
ictmax
và một giá trị
R
ict

min
. Độ tròn của chi tiết sẽ là:
tròn
= R
ict max
- R
ict min
. Do các chuyển đổi đo lờng

đợc ghép nối trực tiếp với máy tính nên kết quả đo sẽ nhận đợc ngay sau khi đo.
Tuy nhiên cần lu ý rằng, cũng giống nh các phơng pháp đo gián tiếp khác,
phơng pháp đo độ tròn theo toạ độ cực không tránh khỏi sai số do chính bản chất
của phơng pháp gây nên.
III.2. ảnh hởng của độ lệch tâm e đến độ chính xác của phơng pháp đo.
Giả sử chi tiết cần đo L đặt lên bàn quay với độ lệch tâm e và góc lệch ,
chia miền đo thành các lớp ứng với các góc .

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
11

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
( ) ( ) ( )
( )
4
22
222222
2
222
BBB
CBCBCBCACACABABABA
CoseRRe
CosRRRRCosRRRRCosRRRR


+
+++
=
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam

Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Tại điểm đo
i
, bán kính thực của chi tiết là:
Sai số của phép đo R đợc tính theo công thức:
Trong đó:
dr
i
= 1_là sai số đo theo phơng hớng chính, chính là sai số hay độ
chính xác của thớc đo gắn với trục mang đầu đo (trục X hoặc trục Y)

d
i
= 2_ là độ chính xác của sensor đo góc.
Tính các đạo hàm riêng:
Vậy:

= f
1
(e)1 + f
2
(e)2
Nhận xét: Sai số của phép đo R là một hàm phi tuyến theo độ lệch tâm e. Để
khảo sát sự phụ thuộc của sai số R vào e dới dạng hàm số là rất phức tạp, khi e

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
12

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học

( )
),(2
22

rFCoserreR
iii
=+=
i
i
i
i
d
F
dr
r
F
R




+


=
( )
( )


+

=


erCosre
eCosr
r
F
2
22
( )
( )



+

=


erCosre
reSinF
2
22
( )
( )
( )
( )
2
2

1
2
2222

+

+
+

=




erCosre
reSin
erCosre
eCosr
R
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
tăng thì R lúc tăng, lúc giảm. Mặt khác đây là phơng pháp đo so sánh nên sai số
của nó còn phụ thuộc vào bán kính chuẩn.
Trong bố số liệu (
i
, r
i
) các giá trị r

i
đợc đo theo phơng pháp so sánh mà bán
kính chuẩn ở đây chính là khoảng cách từ tâm quay đến đầu đo ở vị trí ban đầu.
(ứng với góc
0
= 0) khi ta bắt đầu tiến hành phép đo. Khi đặt chi tiết lên bàn đo
ta không biết liệu tâm chi tiết có lệch so với tâm quay hay không do đó ta không
biết đợc giá trị thực của bán kính chuẩn là bao nhiêu. Hình 1.7a cho thấy O là
tâm quay, 0
1
là tâm thực của chi tiết, OR
o
= R
o
là bán kính chuẩn. Tại vị trí

i
bất kỳ, bán kính thực r
i
đo đợc là:
r
i
= R
o
R
i
R
i
_ là độ biến thiên bán kính tại điểm đo
i

.
Nh vậy khi gá đặt chi tiết lên bàn đo, không thể nào biết chính xác bán kính
chuẩn R
o
. Do đó khi nhập giá trị bán kính làm chuẩn so sánh vào máy tính sẽ sai
khác với bán kính R
o
một lợng là R, nên bán kính thực mà máy tính thu nhận đ-
ợc để vẽ biên dạng vật, tính toán độ lệch tâm e và độ tròn của chi tiết thực chất là:
r
i
' = r
i
R.
Dấu "+" cho trong trờng hợp bán kính khai báo > bán kính R
o
Dấu "-" cho trong trờng hợp bán kính khai báo < bán kính R
o

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
13

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
a
r
i
o
m
o1
m2

m2
m1
m1
a
r
r
o1
o
Đ ờng tròn chuẩn
Đ ờng tròn khai
báo
Đ ờng tròn thực
Đ ờng tròn
thu đ ợc
m
m
m
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Trong các công thức (8) và(9) các giá trị R
o
, R là không đổi, chỉ có R
i

là thay đổi theo từng điểm đo. Chính vì thế mà bộ n điểm đo (r
i
',
i

) máy tính thu
nhận đợc không phải là bộ số liệu thực của chi tiết, nên khi tính toán sẽ dẫn đến
sai số do độ lệch tâm e gây ra. Xét trên hình 7b, nhận thấy rằng nếu độ lệch tâm
càng lớn thì tại một điểm đo
i
thì độ biến thiên R
i
càng lớn. Dẫn đến các sai
lệch giữa bán kính thực r
i
' càng lớn, do đó sai số của phép đo tăng. Tóm lại nếu
độ lệch tâm e càng tăng thì sai số của phép đo cũng tăng.
Để giảm sai số của phép đo có hai cách sau:
1. Khai báo bán kính chuẩn vào máy bằng bán kính R
0
.
2. Tâm chi tiết trùng với tâm quay.
Nhận xét: Cách thứ nhất rất khó thực hiện bởi vì khi đo chi tiết đợc đặt bất
kỳ trên bàn đo nên không thể xác định chính xác bán kính R
0
. Còn cách thứ hai
có thể thực hiện gần đúng nhờ bàn chỉnh tâm.
Kết luận:
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật thì phơng
pháp đo độ tròn trong hệ toạ độ cực ngày càng đợc áp dụng rộng rãi trong ngành
đo lờng và điều khiển. Có thể nói trong tơng lai các máy đo độ tròn áp dụng ph-
ơng pháp này sẽ thay thế cho các phơng pháp đo độ tròn cổ điển (phơng pháp hai
tiếp điểm, phơng pháp ba tiếp điểm).
Ưu điểm nổi bật của phơng pháp này là cho phép đặt chi tiết đo lên bàn đo
một cách bất kỳ nhờ vậy giảm nhẹ khó khăn gá đặt chi tiết. Kết quả đo nhận đợc

một cách nhanh chóng và có khả năng tự động hoá cao nhờ việc chuyển trực tiếp
các thông số đo vào máy tính để xử lý. Và đặc biệt thích hợp cho việc kiểm tra độ
tròn các bề mặt khuyết.
Chơng II.
Máy đo biÊn dạng.

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
14

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
I . Cấu tạo chung của máy đo biên dạng chi tiết tròn.
Các máy đo biên dạng thờng gồm hai phần chính,đó là phần cơ và phần
điện.
+ Phần cơ có chức năng gá đặt chi tiết,điều khiển chuyển động quay chi
tiết, thực hiện các thao tác đo chính trong quá trình đo.
+ Phần điện có chức năng xử lí các thông tin, tín hiệu mà phần cơ đã thực
hiện thông qua các hệ thống điện tử và máy tính để đa ra kết quả chính xác cuối
cùng.
Phần cơ gồm hai bộ phận chính đó là:
+ Bộ phận gá đặt chi tiết, cho biết các thông tin về góc quay và điều khiển
chuyển động quay chi tiết.Bộ phận này bao gồm một động cơ dẫn động quay góc
, một điã chia độ, một cảm biến đo góc đợc gá trên cùng với đĩa chia độ có tác
dụng xác định góc quay
i
của chi tiết,một bàn đo, một bàn chỉnh tâm có tác
dụng điều chỉnh tâm chi tiết trùng với tâm quay của bàn đo thông qua các núm

điều chỉnh, chi tiết đo đợc gá lên bàn đo. Các bộ phận này đợc gá đồng trục với
nhau và đợc điều khiển bởi động cơ dẫn động quay góc .
+ Bộ phận đo, cho thông tin về độ biến thiên bán kính r
i
của chi tiết trong
qúa trình đo.Bộ phận này bao gồm một bộ dẫn động nâng hạ đầu đo bán kính có
tác dụng điều chỉnh dịch chuyển lên xuống của hê thống đo gồm đầu đo và cảm
biến đo độ dài thông qua vít me điều chỉnh.

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
15

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Hình 2.1_Sơ đồ nguyên lí máy đo độ tròn.
1. Cảm biến đo góc; 2. Đĩa chia độ; 3. Động cơ; 4. Đế máy; 5. Bánh răng;
6. Núm điều chỉnh; 7. Bàn đo; 8. Bàn chỉnh tâm; 9. Mâm cặp; 10. Chi tiết đo;
11. Đầu đo; 12. Cảm biến đo độ dài; 13.Núm dịch chỉnh thanh răng mang
đầu đo; 14. Tay quay diều chỉnh nâng hạ đầu đo;
15
15. Thanh răngdịch chỉnh nâng hạ đầu đo.
Phần điện cũng gồm hai bộ phận chính thực hiện hai chức năng riêng đó
là:
+ Bộ phận thực hiện chức năng đo gồm : điện động cơ, cảm biến đo góc, cảm
biến đo độ dài.
+ Bộ phận thực hiện chức năng xử lí tín hiệu đo gồm : CPU, bộ đệm I/O,
bộ tạo xung, bộ xác định chiềuvà bộ đếm thuận nghịch.

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
16

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Mạch xử lí
cpu
1
2
4
5
6
7
8
9
14
3
Màn hình
Bàn phím
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
II. Các bộ phận chức năng.
II.1. Cảm biến đo góc.
II.1.1. Cấu tạo.
+ Gồm một đĩa chia độ có độ phân giải là = 1. Đĩa đợc chia thành
360 khoảng sáng tối (tơng đơng với 360 ) và đan xen nhau trên toàn bộ chu vi
của đĩa. Trục quay của đĩa đặt đồng tâm với trục quay của bàn đo.
+ Một cảm biến chuyển đổi quang điện gồm một LED phát tia hồng ngoại

và hai photodiod để thu nhận tín hiệu. Các photodiod đợc bố trí lệch nhau 90 về
pha nhằm cho biết chiều quay của bàn đo là thuận hay ngịch thông qua bộ đếm
thuận ngịch. LED và photodiod là hai bộ phận chính để xác định thông tin về góc
quay i của chi tiết.
Hình II.3 :Cấu tạo của cảm biến đo góc
1. Đĩa chia độ; 2. Led hồng ngoại; 3. Photodiod
LED : Đầu LED phát tia hồng ngoại chứa một thấu kính hội tụ có tác
dụng chuyển toàn bộ quang năng mà nó phát ra theo phơng vuông góc với
photodiod.


Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
17

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Khoảng sáng
Photodiod
Khoảng tối
1
2
3
Thấu kính hội tụ
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Hình II .4: Cấu tạo của Led phát tia hồng ngoại
Photodiod : Đây là một linh kiện điện tử , thực chất nó là một chất bán
dẫn có tính chất nhạy sáng, nhất là ánh sáng hồng ngoại.
Hình II. 5: Cấu tạo của photodiod

II.1.2. Nguyên lí hoạt động.
Khi ánh sáng hồng ngoại từ đầu Led chiếu vào, độ dẫn điện của photodiod
sẽ tăng tỷ lệ với lợng quang thông nhận đợc. ở trạng thái bình thờng tức
photodiod cha nhận đợc ánh sáng hồng ngoại từ Led thì tại điểm A cha có dòng
điện chạy qua, điện áp là 0 vôn.
Hình II.6. Nguyên lý hoạt động của photodiod.

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
18

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
0v
15k
v
a
+5v
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
ở trạng thái hoạt động, tức là lúc này photodiod nhận đợc ánh sáng hồng
ngoại từ đầu Led, tại điểm A có dòng điện chạy qua, vôn kế hoạt động. Tùy theo
lợng quang thông photodiod nhận đợc mà vôn kế thay đổi từ (0 5 vôn), sự
thay đổi này diễn ra trên tiết diện thu của photodiod. Khiđĩa chia độ quay đợc
một góc các photodiod chuyển trạng thái từ sáng sang tối (hoặc từ tối sang
sáng).Cứ nh vậy các khoảng sáng tối sẽ liên tục chạy đều qua một vị trí theo
chiều quay của đĩa chia độ mà tại đó sự biến thiên quang thông với photodiod là
lớn nhất hoặc bé nhất tùy theo lợng quang thông mà photodiod nhận đọc từ Led
hồng ngoại . Tín hiệu điện áp ra thu đợc có dạng hình Sin , tín hiệu này sau khi đ-
ợc tạo xung, số hóa và nội suy sẽ đợc cộng lại trong một bộ đếm điện tử rồi qua

bộ chỉ thị để hiển thị kết qủa đo ra màn hình máy tính.
Trong các máy đo độ tròn thờng các góc
i
và
i+1
hơn nhau một lợng
=
n
0
360
, với n là số điểm đo. Số điểm đo n này sẽ do ngời điều khiển máy
nhập vào từ bàn phím theo ý muốn khi bắt đầu thực hiện qúa trình đo.
II.2. Cảm biến đo độ dài.
II.2.1. Cấu tạo.
Gồm đầu đo mang thanh răng, thanh răng này ăn khớp với bánh răng Z
2
lắp cố định và đồng trục với bánh răng Z
3
, bánh răng Z
3
ăn khớp với bánh răng Z
1
.
Đĩa chia độ đợc gắn trên trục bánh răng Z
1
và nằm giữa Led hồng ngoại và
photodiod.

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
19

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Hình II.7_ Cấu tạo của sensor đo độ dài
1. Thanh răng; 2. Bánh răng Z
2
; 3. Bánh răng Z
1
; 4. Photodiod; 5. Led
hồng ngoại ; 6. Đĩa chia độ; 7. Bánh răng Z
3
Trong mô hình này độ chính xác của bộ cảm biến đo độ dài là 0,01 mm.
Nghĩa là đầu đo dịch chuyển đợc 1mm thì đĩa chia độ đợc gá đồng trục với bánh
răng Z
3
phải quay đợc một vòng và tín hiệu thu đợc ở đầu ra của bộ cảm quang
sau khi qua các bộ chuyển đổi đa đến bộ đếm phải đủ 100 xung. Để đạt đợc điều
này đĩa chia độ phải đợc chia thành 200 khoảng sáng tối nằm xen kẽ lẫn nhau
trên toàn bộ chu vi của đĩa. Cấu tạo của đĩa chia độ trong bộ cảm biến đo độ dài t-
ơng tự nh cấu tạo của đĩa chia độ trong bộ cảm biến đo góc, tuy nhiên, số các
khoảng sáng, tối đợc tính toán phụ thuộc vào độ chính xác của cảm biến đo độ
dài.
II.2.2. Nguyên lý hoạt động.
Khi thực hiện qúa trình đo, chi tiết quay, đầu đo tiếp xúc với chi tiết, cảm
biến đo độ dài sẽ cảm nhận đợc sự biến thiên bán kính của chi tiết đo, trục đo
lúc này sẽ chuyển vị làm quay bánh răng Z2, thông qua bộ khuếch đại gồm bánh
răng Z3 và Z1 làm cho đĩa chia độ quay theo. Khi đó đầu vào của bộ cảm quang

(gồm đĩa chia độ, Led hồng ngoại và photodiod) sẽ thay đổi trạng thái dẫn đến sự
xuất hiện tín hiệu điện áp ở đầu ra của bộ cảm quang. Tín hiệu điện áp này có

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
20

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
1
2
3
4
5
67
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
dạng xung sin đợc đa đến bộ tạo xung vuông và bộ vi phân để xác định chiều
đếm là thuận (đếm lên) hay ngịch (đếm xuống), sau đó đợc đa vào bộ đếm thuận
ngịch BCD, qua bộ mã hóa để đa đến bộ hiển thị. Mặt khác , sau khi đợc đa vào
bộ đếm thuận ngịch BCD, tín hiệu này cũng đợc đa vào máy tính để lấy dữ liệu
thông qua bộ đệm va bộ chốt.
Bộ cảm quang trong cảm biến đo độ dài cũng đợc bố trí và có sơ đồ
nguyên lý hoạt động giống nh của bộ cảm biến đo góc . Tuy nhiên trong bộ cảm
quang của cảm biến đo độ dài phải dùng cả hai photodiod vì trong qúa trình đo,
độ biến thiên bán kính của chi tiết có thể tăng dần rồi giảm hoặc ngợc lại. Chính
vì vậy mà việc nhận biết đợc chiều đếm là rất quan trọng trong phép đo, vậy nên
cần phải bố trí hai photodiod lệch pha nhau 90 để xác định đợc chiều đếm.
II.3. Bàn chỉnh tâm.
Bàn chỉnh tâm có nhiệm vụ điều chỉnh tâm chi tiết trùng với tâm quay của

bàn đo sau khi đã tính toán độ lệch tâm. Bàn chỉnh tâm đợc thiết kế để dịch
chuyển theo hai phơng x ,y vuông góc với nhau nhờ dẫn trợt bởi sống trợt ma sát.
Độ dịch chuyển theo hai phơng x, y đợc xác định bằng panme, có độ phân giải
0,01 mm, gắn dọc theo hai phơng đó.
II.4. Động cơ dẫn động bàn đo.
Trong các máy đo độ tròn thì động cơ ding để dẫn động cho bàn đo thờng
là động cơ bớc thông qua bộ truyền bánh răng _ bánh răng.
II.4.1. Khái niệm về động cơ bớc.
Động cơ bớc ngày càng đợc sử dụng rộng rãi , nhờ u điểm nổi bật của
chúng là đợc diều khiển dễ dàng bằng xung rất thích hợp cho việc áp dụng kĩ
thuật số và thuận tiện trong ghép nối và điều khiển bằng máy tính. Một u điểm
nữa của động cơ bớc là : Chuyển động của rôto của động cơ bớc không phải là
chuyển động liên tục nh ở các động cơ khác mà là sự nhảy từ một vị trí cân bằng
này sang một vị trí cân bằng khác (bớc của động cơ). Các bớc của động cơ là
bằng nhau và xác định.

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
21

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Hình II. 2: Sơ đồ khối máy đo biên dạng
III. Nguyên lí hoạt động của máy đo biên dạng chi tiết tròn.
Khởi động qúa trình đo, máy tính phát lệnh cho động cơ hoạt động làm
cho đĩa chia độ chuyển động. Nh đã mô tả ở trên, điã chia độ đợc gá đồng trục
với bàn chỉnh tâm, bàn đo của máy, chi tiết đo đợc gá lên bàn chỉnh tâm, các bộ
phận này đợc lắp ráp thành một khối thống nhất, cùng chung một trục quay,hay

nói cách khác , các bộ phận này có trục quay trùng với trục quay của máy.Khi
động cơ hoạt động, điã chia độ chuyển động cũng có nghĩa là bàn đo, bàn chỉnh
tâm và chi tiết đo cũng chuyển động cùng một lúc. Đồng thời cùng lúc đó, động
cơ cũng làm cho bộ phận đo hoạt động.Chi tiết,bàn đo,bàn chỉnh tâm, điã chia độ
quay tròn đều quanh trục quay,đầu đo tì lên chi tiết đo.
Thực hiện quá trình đo, khi đầu đo tiếp xúc lên bề mặt chi tiết cảm biến đo
độ dài xác định đợc độ biến thiên bán kính r
1
của chi tiết ( một điểm đo ), cùng
lúc đó đĩa chia độ cũng dịch chuyển đợc một độ,cảm biến đo góc xác định đợc
độ biến thiên bán kính của chi tiết là
1
. Lúc này máy tính sẽ phát lệnh cho động
cơ dừng lại (quá trình này sảy ra rất nhanh, bằng mắt thờng chúng ta không thể
quan sát đợc) để nhập thông tin về bộ số liệu (r
1,

1
).Cứ nh vậy trong suốt toàn

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
22

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Chi tiết đo
Cảmbiến đo
độ dài
Bộ tạo
xung
Bộ xác định

chiều
Bộ đếm
thuận nghịch
Bộ đệm I/O
Động cơ
CPU
Bộ đệm I/O
Bộ tạo
xung
Cảm biến đo
góc
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
bộ chu trình đo là 360 máy tính sẽ thu đợc các bộ số liệu (r
i ,

i
) là độ biến
thiên bán kính và góc quay của chi tiết tại từng thời điểm đo.Tổng hợp các bộ số
liệu này lại, thông qua các chơng trình phần mềm cài đặt sẵn trong máy, máy tính
sẽ tính đợc độ lệch tâm e của chi tiết so với tâm quay và góc lệch ban đầu.Để
điều chỉnh cho tâm quay của chi tiết trùng với tâm quay , máy tính sẽ phát lệnh
cho động cơ dẫn động quay góc quay một góc = , sau đó dùng bàn chỉnh
tâm dịch chuyển chi tiết một lợng e theo phơng đầu đo. Sau khi đã điều chỉnh
xong tiến hành lặp lại phép đo sẽ thu đợc kết qủa đo và vẽ đợc biên dạng của chi
tiết đo.
Đối với các máy đo độ tròn vai trò của máy tính là hết sức quan trọng, nó
không chỉ là nơi vận hành, điều khiển các hoạt động của máy mà còn là nơi tiếp

nhận và xử lí các thông tin về quá trình đo thông qua các chơng trình phần mềm
đợc cài đặt sẵn trong máy và các bộ chuyển đổi số liệu nh bộ đệm I/O, bộ đếm
thuận nghịch, bộ xác định chiều và bộ tạo xung. Qúa trình chuyển đỏi và xử lí tín
hiệu này có thể đợc mô tả nh sau:
Khi máy tính phát lệnh cho động cơ hoạt động bắt đầu thc hiện qúa trình
đo, bộ cảm biến đo góc và đo độ dài thu đợc các tín hiệu điện về sự biến thiên
góc quay và biến thiên bán kính r của chi tiết. Để xác định đợc chiều dịch
chuyển của các tín hiệu điện này phải chuyển đổi chúng về tín hiệu xung rồi sau
đó xác định chiều dịch chuyển lên xuống của xung thông qua bộ tạo xung. Bộ
đếm đợc thiết kế dựa trên cơ sở đếm sờn xung lên, mỗi một chu kì tín hiệu chỉ có
một thời điểm xung lên do vậy việc đếm xung sẽ không hề bị lỗi trong một chu
kì. Đối với bộ đo góc, do đĩa chia độ , bàn đo, chi tiết cùng chung một trục
quay đồng tâm trên cùng một phơng nên chỉ cần xác định chiều của trục bàn đo
theo một chiều chuyển động nhất định. Nhng đối với bộ phận đo chiều dài, do
đầu đo luôn tì lên chi tiết trong suốt qúa trình đo nên sẽ có sự biến thiên đầu đo
theo hai chiều trên cùng một phơng mà ta gọi hai chiều dịch chuyển đó là chiều
thuận và chiều nghịch. Mỗi chiều dịch chuyển này đợc quy định bởi một
photodiod thu bố trí trên bộ cảm biến đo, khi đo hai photodiod này sẽ thu đợc hai
tín hiệu điện hình Sin lệch nhau 90 về pha cũng nh chu kì. Từ hai tín hiệu này
qua bộ phận tạo xung cũng thu đợc hai tín hiệu xung lệch pha nhau 90 . Sau khi
đã phân biệt hai tín hiệu này là thuận (xung đi lên) và nghịch (xung đi xuống)

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
23

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD

chúng sẽ đợc đa vào bộ đếm thuận nghịch . Bộ đếm thuận nghịch sẽ tự động cộng
thêm hoặc trừ bớt lợng gia tăng đờng dịch chuyển tuỳ thuộc vào chiều đếm là
thuận hay nghịch . Theo phơng pháp đếm sờn xung, mỗi lần có sờn xung đi lên
bộ đếm sẽ nhảy lên một đơn vị đếm, tùy thuộc vào chiều dịch chuyển mà giá trị
đếm sẽ tăng hoặc giảm trong suốt quá trình đo.
Các tín hiệu này sau khi đã đợc xử lí sẽ đợc chuyển đến máy tính để tính
toán và hiển thị ra màn hình thông qua bộ đệm I/O. Bộ đệm I/O là bộ phận trung
gian trực tiếp tiếp nhận các thông tin thu từ bên ngoài vào máy tính cũng nh
truyền các mệnh lệnh từ máy tính ra ngoài. Các tín hiệu thu từ ngoài vào máy
tính cũng nh từ máy tính truyền đến các bộ phận bên ngoài khi qua bộ đệm I/O
sẽ đợc bộ phận này xử lí trớc nhằm đảm bảo cho các tín hiệu có thể tơng thích với
nhau. Ngoài ra bộ phận này còn có thể truyền hoặc thu các tín hiệu theo thứ tự tr-
ớc hoặc sau tùy theo mức độ cần thiết của thông tin trong qúa trình thao tác đo
(do ngời điều khiển máy thực hiện ). Ví dụ nh có cùng một lúc hai hoặc nhiều tín
hiệu cùng qua bộ đệm này thì ngời sử dụng máy sẽ chọn tín hiệu nào quan trọng
cần sử dụng trớc đa ra xử lí trớc, rồi sau đó sẽ lần lợt xử lí đến các tín hiệu khác
sau.
IV. Các tính toán động học của máy.
IV.1. Tính tỉ số truyền.
Hình :II.8
1. Động cơ; 2. Bánh răng Z
1
; 3. Trục vít; 4. Bánh răng Z
3
; 5. Bánh răng Z
2

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
24

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
1
2
3
4
5
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị
Hảo_Nguyễn Tr ờng Nam
Đo biên dạng chi tiết tròn Lớp CĐ Cơ
tin- K1HD
Tỉ số truyền của cơ cấu là :
i = i
1
. i
2
Trong đó :
+ i
1
là tỉ số truyền giữa bánh răng Z
1
và bánh răng Z
2
:
+ i
2
là tỉ số truyền giữa truc vít và bánh vít :
+ Với :
Z
1
, Z

2
, Z
3
là số răng của bánh răng.
k là số đầu mối ren.
Vậy :
+ Tỉ số truyền của cơ cấu là :
i = i
1
. i
2
= 4 . 100 = 400
IV.2. Chọn động cơ.
Mô men xoắn trên trục công tác ( trục mang bàn đo ) là :
Với :
+ m : trọng lợng (bàn đo + chi tiết )
+ g : gia tốc trọng trờng
+ d : bán kính vòng chia bánh răng
Công suất trên trục công tác là :

Khoa cơ khí _ Đ HBKHN
25

Bộ môn : Cơ Khí Chính Xác và Quang Học
4
18
72
1
2
1

===
Z
Z
i
100
1
100
3
2
===
k
Z
i
2

d
gmT =
)(1300
2
26
.10.10 NT ==
)(68,0
10.55,9
5.1300
10.55,9
.
36
W
nT
P

ct
===