NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO TAY ĐO TỌA ĐỘ

KỸ THUẬT HỆ THỐNG – ĐHBK TP.HCM
oOo
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
TAY ĐO TỌA ĐỘ
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI:
PGS.TS. THÁI THỊ THU HÀ
KS. NGUYỄN NAM KHÁNH
NỘI DUNG BÁO CÁO
1. TỔNG QUAN
2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
3. THIẾT KẾ CƠ KHÍ
4. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN
5. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
6. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ ỨNG DỤNG
7. KẾT LUẬN

TỔNG QUAN
VỀ TAY ĐO TỌA ĐỘ
Tay đo dùng để số hóa khung sườn chi tiết mẫu và thiết kế ngược
Dùng tay đo để xây dựng bề mặt từ các mô hình
ƯU ĐIỂM CỦA TAY ĐO
•
Gọn nhẹ, cơ động, dễ dàng di chuyển.
•
Giá thành phù hợp.
•
Kết cấu cơ khí linh hoạt giúp đầu dò tiếp cận với
bề mặt có biên dạng phức tạp như các đường rãnh,
các lỗ nhỏ có đường trục không vuông góc với bề
mặt vật đo dễ dàng, không yêu cầu gá đặt chuyên

dụng.
NHƯỢC ĐIỂM CỦA TAY ĐO
•
Vùng hoạt động giới hạn, có những vùng không
với tới được.
•
Độ chính xác không cao do đặc thù kết cấu.
•
Tăng độ chính xác và vùng hoạt động sẽ làm tăng
đáng kể giá thành.
•
Không có chức năng tự động kiểm tra hàng loạt
như các máy CMM.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA TAY ĐO
Việc phát triển công nghệ cao tích hợp cho các tay
đo nhằm khắc phục những nhược điểm cũng như
phát huy lợi thế của tay đo đang được nghiên cứu
và phát triển.
•
Tay đo tích hợp hệ thống quét bằng laser.
•
Tay đo có hệ thống đầu dò dùng cảm biến.
MỘT SỐ DẠNG TAY ĐO TRÊN THỊ TRƯỜNG
Tay đo của Microscribe
Tay đo của FARO

NGUYÊN LÝ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG
THIẾT BỊ ĐO TỌA ĐỘ
CÁC DẠNG TAY ĐO
Thiết bị đo tay máy dạng trụ

Thiết bị đo tay máy dạng cầu Thiết bị đo tay máy dạng SCARA
Thiết bị đo tay máy dạng người
CÁC DẠNG TAY ĐO
Nhóm nghiên cứu chọn
kiểu thiết kế 2-1-2. Với
5 bậc tự do đủ điều
kiện để xác định vì trí và
hướng của vật thể
trong không gian:
-Linh động
-Kích thước nhỏ gọn
-Chi phí thấp
Tay đo dạng người có kết cấu 2-1-2
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
Bề mặt đo Cảm biến đo góc
Máy tính tiếp nhận,
xử lý, hiện thị kết quả

THIẾT KẾ CƠ KHÍ
TAY ĐO TỌA ĐỘ
YÊU CẦU THIẾT KẾ
-Tay đo có khả năng đo (chấm điểm)được toàn
bộ bề mặt vật có kích thước 300x300x200mm.
-Độ chính xác là 0.5mm.
-Kích thước nhỏ gọn (có khả năng cơ động cao).
PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC TAY ĐO
ɸ
ɸ
ɸ
ɸ

ɸ
Bảng thông số Denavite- Hartenberg
Sơ đồ động học tay đo
TÍNH TOÁN TỌA ĐỘ ĐIỂM
Ma trân tổng quát tại một khâu bất kỳ
Ma trân thuần nhất tại các khớp của tay đo
TÍNH TOÁN TỌA ĐỘ ĐIỂM
Ma trân chuyển vị tổng hợp
Nhân các ma trân trên theo công thức trên ta có
q: là vector n phần tử gồm các biến khớp
p: là vector định vị
n, s, a: là vector chỉ phương của phần công tác,
cũng chính là vector đơn vị của trục tọa độ
TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC MỖI KHÂU
Ta xác định kíc thước bằng việc mô phỏng không
gian hoạt động của tay đo bằng phần mềm Matlab.

Vùng không gian hoạt động
Với các kích thước trên ta
có thể đưa tay đo đến hầu
hết các điểm trong không
gian đo
TÍNH TOÁN KẾT CẤU MỖI KHÂU
Phụ thuộc vào các vật liệu chuẩn hiện có ta có kết
cấu của tay đo tương ứng sao cho phù hợp và hợp lý;
ở đây kết cấu của tay đo phụ thuộc vào kích thước
encoder
Encoder :
Hãng: Sony Magnescale Inc- Nhật Bản
Loại: MAGNETIC ROTARY ENCODER

RE90B-2048C
Độ phân giải: 2048 xung/vòng
Đường kính: 35 mm
Chiều dài: 25mm
Dạng lỗ đường kính 8mm
BẢN VẼ LẮP TAY ĐO
BẢN VẼ KHỚP 1
BẢN VẼ KHỚP 2&3
BẢN VẼ KHỚP 4
BẢN VẼ KHỚP 5
KẾT QUẢ SAU KHI THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG