1. Trang Chủ
  2. Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học
  3. Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị đo cơ điện tử cho máy công cụ vạn năng nhằm nâng cao độ chính xác dịch chuyển

Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị đo cơ điện tử cho máy công cụ vạn năng nhằm nâng cao độ chính xác dịch chuyển

Hiện nay việc ứng dụng công nghệ mới, kỹ thuật cao luôn lμ nhu cầu cấp bách của mọi nền sản xuất vμ mọi quốc gia trong đó có cả Việt nam. Tuy nhiên việc nghiên cứu ứng dụng các kỹ thuật tiên tiến, máy công cụ có độ chính xác cao với ngành công nghiệp cơ khí nước ta còn chưa nhiều, mà các máy vạn năng thông thường vẫn chiếm một số lượng lớn trong nền sản xuất cơ khí. Vì vậy việc nâng cao độ chính xác của các máy vạn năng thông thường nhằm để mở... ` ®¹i häc th¸i nguyªn Céng hßa x· héi chñ nghÜa v

Thể loại Tài liệu miễn phí Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học

Số trang 87

Ngày tạo 8/30/2018 1:19:01 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.08 M

Tên tệp

Tải Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị đo cơ điện ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. ` ®¹i häc th¸i nguyªn Céng hßa x· héi chñ nghÜa viÖt nam §éc lËp - Tù do - H¹nh phóc tr­êng ®hkt c«ng nghiÖp ----------------- o0o ----------------- *** ThuyÕt minh luËn v¨n th¹c sü kü thuËt §Ò tµi: Nghiªn cøu, øng dông thiÕt bÞ ®o c¬ ®iÖn tö cho m¸y c«ng cô v¹n n¨ng nh»m n©ng cao ®é chÝnh x¸c dÞch chuyÓn : TrÇn ThÞ Ph­¬ng Th¶o Häc viªn : Chk9 - ctm Líp : c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y Ngµnh H­íng dÉn khoa häc: ts. Hoµng vÞ khoa sau ®¹i häc ng­êi h­íng dÉn häc viªn TS. NguyÔn V¨n Hïng TS. Hoµng VÞ TrÇn ThÞ Ph­¬ng Th¶o
  2. 2 Lêi cam ®oan XuÊt ph¸t tõ thùc tÕ víi ®Ò tµi “ Nghiªn cøu øng dông thiÕt bÞ ®o C¬ ®iÖn tö cho m¸y c«ng cô v¹n n¨ng nh»m n©ng cao ®é chÝnh x¸c dÞch chuyÓn”. Tõ nghiªn cøu lý thuyÕt vµ lµm thùc nghiÖm, t«i xin cam ®oan r»ng nh÷ng néi dung trong luËn ¸n nµy lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña t«i. Néi dung luËn ¸n lµ trung thùc vµ ch­a tõng ®­îc c«ng bè trong bÊt kú mét c«ng tr×nh nµo kh¸c. T¸c gi¶ TrÇn ThÞ Ph­¬ng Th¶o Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  3. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 3 MỤC LỤC Nội dung Trang Phần mở đầu 10 Chương I. Tổng quan về dề tài 13 1.1. Các khái niệm cơ bản về đo lường 13 1.1.1. Đo lường 13 1.1.2. Đơn vị đo – Hệ thống đơn vị đo 13 1.1.3. Phương pháp đo 13 1.1.4. Kiểm tra 14 1.1.5. Phương tiện đo 15 1.1.6. Các chỉ tiêu đo lường 15 1.2. Nguyên tắc cơ bản trong đo lường 16 1.2.1. Nguyên tắc Abbe 16 1.2.2. Nguyên tắc chuỗi kích thước ngắn nhất 16 1.2.3. Nguyên tắc chuẩn thống nhất 17 1.2.4. Nguyên tắc kinh tế 17 1.3. Sai số của phép đo 17 1.3.1. Sai số hệ thống của phép đo 18 1.3.2. Sai số ngẫu nhiên của phép đo 21 1.4. Tổng quan về sai số trên máy công cụ 24 1.4.1. Các nghiên cứu về sai số trên máy công cụ 24 1.4.2. Các nguồn gây sai số trên máy công cụ 28 1.5. Kết luận chương I 30 Chương II. Dụng cụ đo và hệ thống đo dịch chuyển trên máy vạn năng 31 2.1. Các dụng cụ đo dịch chuyển cơ khí 31 2.1.1. Khái quát về các dụng cụ đo cơ khí 31 2.1.2. Một số dụng cụ đo cơ khí 31 2.1.2.1. Dụng cụ đo kiểu trực tiếp 31 2.1.2.2. Dụng cụ đo kiểu gián tiếp 40 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  4. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 4 2.2. Các hệ thống đo dịch chuyển cơ khí sử dụng trên máy vạn năng 47 2.2.1. Đo dịch chuyển thẳng 47 2.2.2. Đo dịch chuyển góc 50 2.3. Sai số của hệ thống đo dịch chuyển cơ khí 51 2.3.1. Sai số của hệ thống đo trực tiếp 51 2.3.2. Sai số của hệ thống đo gián tiếp 53 2.4. Kết luận chương II 54 Chương III. Dụng cụ đo và phương pháp đo dịch chuyển dùng thiết bị đo 55 Cơ điện tử 3.1. Các phương pháp đo dịch chuyển 55 3.1.1. Một số khái niệm liên quan đến phép đo vị trí 55 3.1.2. Các phương pháp đo 55 3.2. Các thiết bị đo vị trí trên máy NC 59 3.2.1. Các dạng xác định chỉ tiêu vị trí 60 3.2.2. Đo điểm và cảm biến dữ liệu 60 3.2.3. Dụng cụ đo vị trí kiểu số 62 3.2.4. Dụng cụ đo kiểu tương tự 68 3.2.5. Giao thoa kế Laze 72 3.2.6. Đấu kích quang điện động 73 3.3. Kết luận chương 3 72 Chương IV. Nghiên cứu, ứng dụng phương pháp đo dịch chuyển thằng 78 cho chạy dao dọc và chạy dao ngang trên máy tiện ren vít vạn năng 4.1 Đánh giá và lựa chọn phương pháp đo dịch chuyển thẳng trên máy 78 tiện ren vít vạn năng 4.2. Đánh giá sai số của phương án đo đã chọn 81 4.3. Biện pháp khắc phục sai số gá đặt dung cụ đo sau cải tiến 83 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  5. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 5 4.4 Kết luận chương 4 84 Chương 5. Kết luận và thảo luận 85 1. Kết luận chung 85 2. Hướng nghiên cứu tiếp 86 Tài liệu tham khảo 87 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  6. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 6 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng số Nội dung TT Trang t Sù phô thuéc cña c¸c gi¸ trÞ t vµ vµo n vµ Bảng 1.1 n 1 24 x¸c xuÊt p. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  7. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 7 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ẢNH CHỤP Nội dung TT Hình Trang Ph©n bè chuÈn cña c¸c gi¸ trÞ ®o riªng lÎ. 1 Hình 1.1 23 Các nguồn gây sai số của máy công cụ (Anderson 2 Hình 1.2 27 1992) Thước cặp 3 Hình 2.1 32 CÊu t¹o cña th­íc phô 4 Hình 2.2 33 Các kiểu thước kẹp 5 Hình 2.3 34 Cấu tạo Panme đo ngoài cơ khí 6 Hình 2.4 35 Các kiểu panme 7 Hình 2.5 36 CÊu t¹o panme ®ång hå 8 Hình 2.6 37 Dông cu ®o gãc c¬ khÝ 9 Hình 2.7 38 Nguyên lí làm việc của kính đo góc 10 Hình 2.8 39 Nguyªn lí lµm viÖc cña m¸y ®o gãc 11 Hình 2.9 40 Nguyªn lí lµm viÖc vµ cÊu t¹o cña ®ång hå so 12 Hình 2.10 41 Nguyªn lí lµm viÖc vµ cÊu t¹o cña ®ång hå ®o 13 Hình 2.11 42 chuyÓn vÞ nhá Nguyªn lí lµm viÖc vµ cÊu t¹o cña ®ång hå ®o mÆt 14 Hình 2.12 43 ®Çu Mặt cắt lỗ côn 15 Hình 2.13 45 Rãnh mang cá 16 Hình 2.14 45 Nguyên đo góc bằng thước sin và thước tang 17 Hình 2.15 45 Sơ đồ của dụng cụ đo góc tế vi 18 Hình 2.16 46 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  8. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 8 MÆt c¾t bµn dao ngang m¸y tiÖn 1K62 19 Hình 2.17 48 S¬ ®å ®éng bµn dao m¸y 16K20 20 Hình 2.18 49 Nguyªn t¾c lµm viÖc cña m¸y ®o gãc mang tªn lµ 50 21 Hình 2.19 ®Çu chia ®é. §Çu ph©n ®é quang häc 22 Hình 2.20 51 Sơ đồ tính sai sè cña phÐp ®o b»ng th­íc cÆp. 23 Hình 2.21 52 Sơ đồ tÝnh sai sè cña phÐp ®o b»ng panme. 24 Hình 2.22 52 §o vÞ trÝ trùc tiÕp 25 Hình 3.1.a 56 Sơ đồ tập hợp các phương pháp đo vị trí ứng dụng 26 Hình 3.1.b 57 trên máy §o gi¸n tiÕp Th«ng qua trôc vÝt me ch¹y dao 27 Hình 3.2 58 §o vÞ trÝ gi¸n tiÕp th«ng qua bé b¸nh r¨ng - 28 Hình 3.3 58 thanh r¨ng §o vÞ trÝ b»ng ®¹i l­îng t­¬ng tù 29 Hình 3.4 59 §o vÞ trÝ b»ng ®¹i l­îng sè 30 Hình 3.5 59 §o vÞ trÝ chu kú – tuyÖt ®èi 31 Hình 3.6 60 C¸c d¹ng do vÞ trÝ vµ thµnh phÇn ®o: D ®o trùc tiÕp, 32 Hình 3.7 61 I ®o gi¸n tiÕp, R kiÓu quay, T tuyÕn tÝnh Nh©n tè ¶nh h­ëng trong c¶m biÕn d÷ liÖu ®o trùc 62 33 Hình 3.8 tiÕp vµ ®o gi¸n tiÕp C¸c d¹ng l­íi nhiÔu x¹ trong hÖ thèng ®o gia sè 34 Hình 3.9 64 Nguyªn lý ho¹t ®éng cña qu¸ tr×nh nhiÔu x¹ cho Hình 3.10 35 65 ¸nh s¸ng truyÒn qua Xung ®Çu ra cña hÖ thèng ®o ®­êng dµi b»ng quang Hình 3.11 35 66 ®iÖn Th­íc ®o m· nhi ph©n cho bé m· hãa tuyÖt ®èi 36 Hình 3.12 68 Th­íc m· nhÞ ph©n víi nguyªn t¾c ®äc h×nh ch÷ V 37 Hình 3.13 68 Nguyªn lý bé gi¶i gãc ®ång bé 38 Hình 3.14 70 C¶m biÕn gãc quay 39 Hình 3.15 71 Nguyªn lý cña hÖ thèng industosyn scale 40 Hình 3.16 72 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  9. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 9 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña ®Çu kÝch quang ®iÖn Hình 3.17 41 74 ®éng (phillips) Bộ mã hóa tuyến tính thu gọn 42 Hình 3.18 75 Hình ảnh đỉnh dao sau 4,1 phút khi gia công với 43 Hình 3.19 76 v = 110 (m/phút), s = 0,3(mm/ răng) Hình ảnh đỉnh dao sau 6,1 phút khi gia công với 44 Hình 3.20 76 v = 80 (m/phút), s = 0,2(mm/ răng) Hình ảnh đỉnh dao sau 6,0phút khi gia công với 45 Hình 3.21 77 v = 80 (m/phút), s = 0,2(mm/ răng) H×nh 4.1 Sơ đồ sai số gá đặt thước dụng cụ đo 46 82 Kết cấu thước số gá đặt trên máy 47 Hình 4.2 83 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  10. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 10 PhÇn më ®Çu 1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi HiÖn nay viÖc øng dông c«ng nghÖ míi, kỹ thuật cao lu«n lµ nhu cÇu cÊp b¸ch cña mäi nÒn s¶n xuÊt vµ mäi quèc gia trong ®ã cã c¶ ViÖt nam. Tuy nhiªn việc nghiên cứu ứng dụng các kỹ thuật tiên tiến, máy công cụ có độ chính xác cao với ngành công nghi p cơ khí nước ta còn chưa nhiều, mà các máy vạn năng thông ệ thường vẫn chiếm một số lượng lớn trong nền sản xuất cơ khí. Vì vậy việc nâng cao độ chính xác c các máy vạn năng thông thường nh»m ®Ó më réng h¬n n÷a ®é ủa chÝnh x¸c gia c«ng cña chóng thay cho viÖc ®Çu t­ mét m¸y hiÖn ®¹i, kh¸ tèn kÐm so víi viÖc n©ng cÊp cho m¸y v¹n n¨ng s½n cã mµ chóng vÉn cã thÓ gia c«ng ®­îc nh÷ng chi tiÕt cho ®é chÝnh x¸c nh­ nhau. V× vËy viÖc n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña c¸c m¸y v¹n n¨ng là rất cần thiết. Trên các máy v năng, độ chính xác dịch chuyển của bàn dao , bàn máy có ạn ảnh hưởng không nhỏ tới độ chính xác gia công, nếu nâng cao được độ c hính xác dịch chuyển sẽ góp phần nâng cao được độ chính xác của chi tiết gia công. Hiện nay các hệ thống đo dịch ch uyển trên máy công cụ vạn năng nói chung được thực hiện theo nguyên lý chuyển đổi cơ khí, dùng cơ cấu đếm có khắc vạch chia như thước đo thẳng và thước đo vòng, nó cho độ chính xác khi đo chưa cao. Để nâng cấp độ chính xác khi đo dịch chuyển t rên máy công ụ, có thể ứng dụng c phương pháp đo trực tiếp hoặc đo gián tiếp với thiÕt bÞ ®o c¬ ®iÖn tö. Phương pháp đo tr c tiếp là phương pháp đo bám sát vị trí cần đo hay các ự biến đổi vị trí không cần đến các dẫn động cơ khí tr ung gian. H thống đo đượ c ệ ghép trực tiếp với chuyển động cần đo. Phương pháp này cho độ chính xác khi đo rất cao. Tuy nhiên nếu sử dụng phương pháp đo này để do dịch chuyển trên một số máy sẽ gặp khó khăn khi lắp đặt thiÕt bÞ ®o, do hạn chế không gian, ảnh hưởng môi trường và giá thành thiÕt bÞ ®o cao. Vì vậy có thể thay sử dụng phương pháp đo gián tiếp víi thiÕt bÞ ®o dïng ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp, đây là phương pháp đo mà v trí ị cần đo được đo thông qua một dẫn động cơ khí trung gian. Các thiết bị đo dùng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  11. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 11 phương pháp đo gián tiế p có giá thành không quá cao mà các sai s gặp phải khi đo ố có thể khắc phục được. Trªn thùc tÕ hiÖn nay ®· cã nhiÒu m¸y v¹n n¨ng ®­îc øng dông thiÕt bÞ ®o hiÖn ®¹i ®Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña m¸y, chñ yÕu lµ ®é chÝnh x¸c dÞch chuyÓn, nh­ng ch­a thấy mét nghiªn cøu ph©n tÝch cô thÓ nµo vÒ nã. V× vËy đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng thiết bị đo cơ điện tử cho máy công cụ vạn năng nhằm nâng cao độ chính xác dịch chuyển” lµ ®Ò tµi có khả năng hiện thực và cần thiết. Qua ®Ò tµi nµy cho chóng ta nh÷ng hiÓu biÕt c¬ b¶n vÒ c¸c d¹ng sai sè ®o dÞch chuyển th­êng gÆp trªn m¸y c«ng cô v¹n n¨ng hiÖn nay, c¸c ph­¬ng ph¸p ®o vµ c¸c thiÕt bÞ c¬ ®iÖn tö tõ ®ã cã nh÷ng ph©n tÝch cô thÓ ®Ó cã nh÷ng lùa chän hîp lý øng dông trùc tiÕp trªn mét m¸y v¹n n¨ng cô thÓ nh»m n©ng cao ®é chÝnh x¸c dÞch chuyÓn cña m¸y nµy ®ång thêi nghiªn cøu ®­a ra nh÷ng ph­¬ng ph¸p ®Ó gi¶m sai sè cho dông cô ®o lùa chän, tõ ®ã gãp phÇn ®¸ng kÓ n©ng cao ®é chÝnh x¸c gia c«ng cña m¸y. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. 2. a. Ý nghĩa khoa học. Nghiên cứu , khảo sát tổng quan về các thiết bị đo thông thường và thiết bị đo cơ điện tử . Các phương pháp đo dịch chuyển, và từ đó ứng dụng để nâng cao độ chính xác dịch chuyển của các máy công cụ vạn năng nói chung. Áp dụng cho đo chạy dao dọc và chạy dao ngang đối với máy tiện ren vít vạn năng. b. Ý nghĩa thực tiễn. Đề tài mang tính ứng dụng cao, kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cải tiến kỹ thuật, nâng cao được độ chính xác dịch chuyển của máy công cụ vạn năng thông thường từ đó nâng cao được độ chính xác gia công của máy. 3. Phương pháp nghiên cứu. Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm. 4. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  12. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 12 Máy: máy công cụ vạn năng (Máy tiện ren vít vạn năng) 4.1.1. Thiết bị đo cơ điện tử dùng phương pháp đo gián tiếp đo dịch chuyển 4.1.2. thẳng: Dùng đầu đo encoder kết hợp với mạch điện cho hiển thị số. 4.2. Phạm vi nghiên cứu: Chỉ hạn chế trong việc nghiên cứu nâng cao độ chính xác dịch chuyển nhỏ của chạy dao dọc và ngang trên máy tiện ren vít vạn năng. 5 . Nội dung nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu của đề tài tập chung vào các phần sau: Phương pháp đánh giá sai s của hệ thống đo dịch chuyển trên máy ố 5.1 công cụ vạn năng. Nghiên cứu, lựa chọn phương pháp cải tiến độ chín h xác đo ịch d 5.2 chuyển chạy dao trên máy công cụ vạn năng. Phân tích lựa chọn loại thiết bị đo ứng dụng và máy thí nghiệm trong 5.3 đề tài. Nghiên cứu đưa ra giải pháp tính toán thiết kế và triển khai đề tài trên 5.4 máy tiện ren vít vạn năng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  13. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 13 Ch­¬ng I: Tæng quan vÒ ®Ò tµi 1.1 C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ ®o l­êng 1.1.1 §o l­êng §o l­êng lµ ®Þnh l­îng ®é lín cña ®èi t­îng ®o, tøc lµ thiÕt lËp mèi quan hÖ gi÷a ®¹i l­îng cÇn ®o vµ mét ®¹i l­îng ®¹i l­îng cã cïng tÝnh chÊt vËt lý ®­îc quy ®Þnh cïng lµm ®¬n vÞ ®o. Thùc chÊt ®o l­êng lµ so s¸nh ®¹i l­îng cÇn ®o víi ®¬n vÞ ®o ®Ó t×m ra tû lÖ gi÷a chóng. §é lín ®èi t­îng ®o ®­îc biÓu diÔn b»ng trÞ sè cña tû lÖ nhËn ®­îc, kÌm theo ®¬n vÞ ®o dïng khi so s¸nh. VÝ dô: §¹i l­îng cÇn ®o lµ Q, ®¬n vÞ ®o dïng so s¸nh lµ u. Khi so s¸nh tû lÖ gi÷a Q =q chóng: u Q = q.u KÕt qu¶ ®o sÏ lµ: 1.1.2. §¬n vÞ ®o - HÖ thèng ®¬n vÞ ®o §¬n vÞ ®o ®­îc quy ®Þnh dïng ®Ó so s¸nh ®é chÝnh x¸c cña nã ¶nh h­ëng ®Õn kÕt qu¶ ®o. §é lín cña ®¬n vÞ ®o cÇn ®­îc quy ®Þnh thèng nhÊt, ®Ó thuËn tiÖn trong chÕ t¹o, l¾p r¸p,... HÖ thèng ®¬n vÞ ®o gåm cã ®¬n vÞ ®o c¬ b¶n vµ ®¬n vÞ ®o dÉn xuÊt. 1.1.3. Ph­¬ng ph¸p ®o a. Kh¸i niÖm Ph­¬ng ph¸p ®o ®­îc x©y dùng tõ ®Þnh nghÜa vÒ th«ng sè ®o, lµ tËp hîp c¬ së khoa häc cã thÓ thùc hiÖn phÐp ®o, trong ®ã nªu râ nguyªn t¾c x¸c ®Þnh th«ng sè ®o, c¸c nguyªn t¾c nµy dùa trªn mèi quan hÖ to¸n häc hay vËt lý cã liªn quan víi ®¹i l­îng ®o. b. C¬ së ph©n lo¹i ph­¬ng ph¸p ®o Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  14. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 14 Dùa vµo quan hÖ gi÷a ®Çu ®o vµ chi tiÕt ®o chia thµnh ph­¬ng ph¸p ®o tiÕp xóc, gi÷a ®Çu ®o vµ bÒ mÆt chi tiÕt cã ¸p lùc ®o. Trong ph­¬ng ph¸p ®o kh«ng tiÕp xóc, gi÷a ®Çu ®o vµ chi tiÕt kh«ng tiÕp xóc víi nhau vµ kh«ng cã ¸p lùc ®o. Dùa vµo quan hÖ gi÷a gi¸ trÞ chØ thÞ trªn dông cô vµ gi¸ trÞ ®¹i l­îng ®o chia thµnh ph­¬ng ph¸p ®o tuyÖt ®èi vµ ph­¬ng ph¸p ®o so s¸nh. Trong ph­¬ng ph¸p ®o tuyÖt ®èi, gi¸ trÞ thÞ trªn dông cô ®o lµ gi¸ trÞ ®o ®­îc. Ph­¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n, do hµnh tr×nh ®o dµi nªn ®é chÝnh x¸c kh«ng cao. Trong ph­¬ng ph¸p ®o so s¸nh, gi¸ trÞ mÉu chØ thÞ trªn dông cô cho sai lÖch gi÷a gi¸ trÞ ®o vµ gi¸ trÞ mÉu chuÈn dïng khi chØnh “0” cho dông cô ®o. KÕt qu¶ ®o b»ng tæng gi¸ trÞ chuÈn vµ gi¸ trÞ chØ thÞ chØ thÞ. Dùa vµo quan hÖ gi÷a ®¹i l­îng cÇn ®o vµ ®¹i l­îng ®­îc ®o chia thµnh ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp vµ ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp. Trong ph­¬ng ph¸p trùc tiÕp, ®¹i l­îng ®­îc ®o chÝnh lµ ®¹i l­îng cÇn ®o, ph­¬ng ph¸p nµy cã ®é chÝnh x¸c cao nh­ng hiÖu qu¶ kh«ng cao. Trong ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp, ®¹i l­îng cÇn ®o cã quan hÖ hµm sè víi ®¹i l­îng ®­îc ®o. 1.1.4. KiÓm tra KiÓm tra lµ viÖc xem xÐt th«ng sè h×nh häc cña chi tiÕt cã n»m trong giíi h¹n cho phÐp hay kh«ng. C¨n cø vµo môc ®Ých sö dông cña yÕu tè cÇn kiÓm tra chia thµnh kiÓm tra thu nhËn vµ kiÓm tra trong khi gia c«ng. KiÓm tra thu nhËn, ®Ó ph©n lo¹i s¶n phÈm ®¹t vµ kh«ng ®¹t yªu cÇu. KiÓm tra trong khi gia c«ng, ®Ó theo dâi sù thay ®æi kÝch th­íc kÝch th­íc chi tiÕt gia c«ng -th«ng sè ®o. Do ®ã, hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®­a ra t¸c ®éng ng­îc vµo hÖ thèng c«ng nghÖ, nh»m t¹o ra s¶n phÈm ®¹t yªu cÇu. C¨n cø vµo møc ®é phøc t¹p cña th«ng sè kiÓm tra chia thµnh kiÓm tra yÕu tè vµ kiÓm tra tæng hîp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  15. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 15 KiÓm tra yÕu tè ®­îc thùc hiÖn riªng víi th«ng sè mµ nã cã thÓ ¶nh h­ëng nhiÒu tíi chÊt l­îng s¶n phÈm. Trong kiÓm tra tæng hîp, kiÓm tra ®ång thêi sù ¶nh h­ëng cña c¸c yÕu tè ®Õn chÊt l­îng s¶n phÈm. Ph­¬ng ph¸p nµy th­êng ®­îc dïng ®Ó kiÓm tra thu thËp s¶n phÈm. 1.1.5. Ph­¬ng tiÖn ®o Ph­¬ng tiÖn ®o lµ tËp hîp c¸c dông cô, m¸y, ®å g¸ vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî cho qu¸ tr×nh ®o. Ph­¬ng tiÖn ®o ®­îc ph©n lo¹i theo b¶n chÊt vËt lý qu¸ tr×nh ®o, theo ®Æc tÝnh sö dông vµ theo to¹ ®é ®o. Theo b¶n chÊt vËt lý qu¸ tr×nh ®o cã dông cô ®o c¬ khÝ, quang häc, khÝ nÐn,... Theo ®Æc tÝnh sö dông cã thiÕt bÞ ®o v¹n n¨ng vµ thiÕt bÞ ®o chuyªn dïng. Theo to¹ ®o cã thiÕt bÞ ®o mét, hai hay ba to¹ ®é. ViÖc lùa chän ph­¬ng tiÖn ®o phô thuéc vµo ®Æc ®iÓm s¶n phÈm, ph­¬ng ph¸p ®o vµ kh¶ n¨ng ®¸p øng cña thiÕt bÞ ®o. 1.1.6. C¸c chØ tiªu ®o l­êng Gi¸ trÞ ®é chia lµ ®é biÕn thiªn cña ®¹i l­îng ®o øng víi chuyÓn vÞ cña vËt chØ thÞ ®i 1 v¹ch trªn b¶ng chia ®é. Kho¶ng chia v¹ch lµ kho¶ng c¸ch gi÷a t©m hai v¹ch chia nhá nhÊt kÒ nhau trªn thang chia. §é nh¹y E lµ tû sè gi÷a ®é biÕn thiªn cña ®¹i l­îng ra ∆y (®¹i l­îng chØ thÞ) vµ ®é biÕn thiªn cña ®¹i l­îng vµo ∆x (®¹i l­îng ®o) t­¬ng øng. ∆y E= ∆x Khi sù thay ®æi ë ®Çu vµo vµ ®Çu ra cã cïng tÝnh chÊt vËt lý, th× ®é nh¹y lµ ®¹i l­îng kh«ng thø nguyªn, ®­îc gäi lµ tû sè truyÒn vµ ®­îc ký hiÖu lµ K. §­êng ®Æc tr­ng biÓu thÞ mèi quan hÖ gi÷a ®¹i l­îng ra y vµ ®¹i l­îng vµo x, cïng lµ quan hÖ gi÷a chuyÓn vÞ cña kim chØ thÞ trªn thang ®o vµ ®é biÕn thiªn cña ®¹i l­îng ®o. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  16. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 16 Ph¹m vi chØ lµ ph¹m vi cña thang ®o giíi h¹n bëi gi¸ trÞ ®Çu vµo vµ gi¸ trÞ cuèi thang. NÕu kim chØ n»m ngoµi thang ®o, còng cã nghÜa lµ n»m ngoµi ph¹m vi chØ. Ph¹m vi ®o lµ mét miÒn cña ph¹m vi chØ, trong ®ã sai sè dông cô ®o n»m trong giíi h¹n chØ sè cho phÐp cña nã. Mét sè dông cô cã thÓ cã nhiÒu ph¹m vi ®o vµ th­êng th× ph¹m vi ®o lín nhÊt cã thÓ b»ng ph¹m vi chØ. Lùc ®o lµ lùc nÐn do trôc cña dông cô t¸c ®éng lªn vËt ®o trong phÐp ®o tiÕp xóc. Sai sè giíi h¹n lµ sai sè lín nhÊt cho phÐp. §é lÖch chuÈn cña dông cô ®o lµ gi¸ trÞ lín nhÊt cho phÐp cña ®é lÖch chuÈn c¸c gi¸ trÞ ®o riªng rÔ ®­îc thùc hiÖn trªn dông cô ®o. Håi sai lµ chªnh lÖch gi÷a hai lÇn chØ thÞ ®èi víi cïng mét kÝch th­íc ®o khi kim chØ thÞ di chuyÓn tõ gi¸ trÞ nhá h¬n vµ tõ gi¸ trÞ lín xuèng ®Õn kÝch th­íc ®o nµy. §é t¶n m¹n sè chØ lµ chªnh lÖch lín nhÊt gi÷a c¸c gi¸ trÞ trªn dông cô ®o khi phÐp ®o tiÕn hµnh lÆp l¹i nhiÒu lÇn víi cïng mét h­íng di chuyÓn trôc ®o vµ trong cïng mét ®iÒu kiÖn ®o. 1.2. c¸c nguyªn t¾c c¬ b¶n trong ®o l­êng 1.2.1. Nguyªn t¾c Abbe Khi kÝch th­íc ®o vµ kÝch th­íc mÉu n»m trªn mét ®­êng th¼ng th× kÕt qu¶ ®o ®¹t ®é chÝnh x¸c rÊt cao. KÝch th­íc cña chi tiÕt ®o cã thÓ ®­îc ®Æt nèi tiÕp hoÆc song song víi th­íc mÉu. Trªn c¸c dông cô ®o kÝch th­íc, ch¼ng h¹n nh­ th­íc cÆp gi÷a ®Çu ®o di tr­ît vµ th©n th­íc cã thÓ hë. Do l¾p ghÐp cã ®é hë, ¸p lùc ®o vµ biÕn d¹ng g©y ra sai sè ®o. 1.2.2. Nguyªn t¾c chuçi kÝch th­íc ng¾n nhÊt Khi ®o gi¸n tiÕp kÝch th­íc, sÏ h×nh thµnh chuçi kÝch th­íc ®o tõ s¬ ®å ®o, c¸c kÝch th­íc nµy cã quan hÖ hµm víi th«ng sè cÇn ®o. NÕu chuçi kÝch th­íc cµng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  17. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 17 Ýt kh©u tham gia, th× ®é chÝnh x¸c phÐp ®o cµng cao. Do ®ã cã nghÜa lµ s¬ ®å ®o cµng ®¬n gi¶n, Ýt th«ng sè ®o, kÕt qu¶ ®o cµng chÝnh x¸c. 1.2.3. Nguyªn t¾c chuÈn thèng nhÊt NÕu trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, gia c«ng vµ ®o l­êng tu©n theo nguyªn t¾c chuÈn thèng nhÊt, th× kÕt qu¶ ®o ®¹t ®é chÝnh x¸c cao nhÊt. Tuy nhiªn, trªn thùc tÕ kh«ng ph¶i bao giê còng ®¹t ®­îc nhiÒu mong muèn lµ chuÈn thiÕt kÕ, chuÈn c«ng nghÖ vµ chuÈn ®o l­êng trïng nhau. Tuú thuéc vµo ®é chÝnh x¸c yªu cÇu, mµ cã quyÕt ®Þnh phï hîp. 1.2.4. Nguyªn t¾c kinh tÕ Nguyªn t¾c tinh tÕ trong qu¸ tr×nh ®o cã nghÜa lµ viÖc lùa chän ph­¬ng ¸n ®o, dông cô, thiÕt bÞ ®o, ®å g¸ ®o ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c yªu cÇu, ®ång thêi chi phÝ víi gi¸ thµnh phï hîp. 1.3. Sai sè cña phÐp ®o Mçi phÐp ®o ®Òu cã mét sai sè, cho dï nã ®­îc thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn rÊt lý t­ëng. Sai sè ®o lµ sai lÖch gi÷a gi¸ trÞ ®o ®äc ®­îc trªn chØ thÞ cña dông cô ®o vµ gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l­îng ®o. Gäi x lµ gi¸ trÞ chØ thÞ trªn dông cô ®o vµ xt lµ gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l­îng ®o, sai sè ∆x sÏ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: ∆x = x − xt VÝ dô: Mét panme ®­îc hiÓn thÞ b»ng c¨n mÉu chuÈn 20 mm. NÕu bá qua sai sè cña mÉu vµ chØ sè trªn panme lµ 19,998 mm, th× sai sè tuyÖt ®èi cña panme ë vÞ trÝ nµy lµ: ∆x = 9,998 − 20, 000 = 0, 002mm − 1 Sai sè còng ®­îc biÓu diÔn d­íi d¹ng t­¬ng ®èi nh­ sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  18. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 18 ∆x Sai so tuong doi = Gia tri thuc Do ¶nh h­ëng cña nhiÒu nguyªn nh©n, sai sè ®ång thêi mang tÝnh hÖ thèng vµ tÝnh ngÉu nhiªn. * Ngyªn nh©n vµ ph©n lo¹i sai sè ®o NÕu bá qua sai sè rèi, sai sè bao ®o bao gåm sai sè hÖ thèng vµ sai sè ngÉu nhiªn. Nguyªn nh©n g©y ra sai sè ®o do: - Sai sè cña ph­¬ng tiÖn ®o; - Sai sè cña ph­¬ng ph¸p ®o; - TÝnh chÊt vËt lý vµ ®o l­êng cña ®èi t­îng ®o; - ¶nh h­ëng cña m«i tr­êng ®o; - ¶nh h­ëng cña ng­êi thao t¸c ®o; - ¶nh h­ëng do viÖc quy trßn sè kÕt qu¶ ®o. 1.3.1. Sai sè hÖ thèng cña phÐp ®o Kh¸i niÖm: Sai sè hÖ thèng ®­îc ph©n thµnh hai lo¹i lµ sai sè hÖ thèng kh«ng ®æi vµ sai sè hÖ thèng thay ®æi theo quy luËt hoÆc kh«ng theo quy luËt, nh­ng cã thÓ ­íc ®o¸n ®­îc gi¸ trÞ cña chóng. Sai sè hÖ thèng kh«ng ®æi lµ sai sè lu«n xuÊt hiÖn víi cïng trÞ sè vµ dÊu nÕu ®iÒu kiÖn ®o kh«ng thay ®æi. V× nguyªn nh©n còng nh­ ®é lín cña thµnh phÇn sai sè nµy lµ x¸c ®Þnh, nªn cã thÓ lo¹i trõ sai sè nµy khái kÕt qu¶ ®o. NÕu mét ®¹i l­îng y ®­îc x¸c ®Þnh tõ nhiÒu thµnh phÇn ∆x1, ∆x2,..., ∆xn th× c¸c thµnh phÇn sai sè hÖ thèng kh«ng ®æi ∆x1, ∆x2,..., ∆xn sÏ ®­îc tÝnh vµo sai sè hÖ thèng kh«ng ®æi ∆y cña phÐp ®o. Khi ®ã, sai sè hÖ thèng kh«ng ®æi ®­îc x¸c ®Þnh th«ng qua phÐp ®o lÆp l¹i trªn cïng mét dông cô ®o råi tÝnh gi¸ trÞ trung b×nh hoÆc x¸c ®Þnh b»ng dông cô ®o chÝnh x¸c h¬n. Tæng c¸c thµnh phÇn sai sè hÖ thèng kh«ng ®æi cña phÐp ®o ®­îc gäi lµ ®é kh«ng ®óng vµ ®­îc hiÖu chØnh vµo kÕt qu¶ ®o. §èi víi phÐp ®o trùc tiÕp, ®é kh«ng ®óng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  19. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 19 k ∑∆ ∆y = j j =1 Trong ®ã ∆j lµ sai sè hÖ thèng kh«ng ®æi cña c¸c gi¸ trÞ ®o xj , víi j =1,2,.., k. §èi víi phÐp ®o gi¸n tiÕp hay so s¸nh, tõ mèi quan hÖ gi÷a ®¹i l­îng cÇn t×m y víi c¸c ®¹i l­îng ®o trùc tiÕp ®éc lËp xj , víi j = 1, 2,..., k ®­îc thÓ hiÖn th«ng qua hµm y = f ( x1 , x2 ,..., xk ) . C¸c ®¹i l­îng ®o ®éc lËp xj chøa sai sè hÖ thèng kh«ng ®æi lµ ∆x1, ∆x2,..., ∆xk. NÕu gi¶ thiÕt ∆xj lµ rÊt nhá so víi xj, ®é kh«ng ®óng ∆y = f ( ∆x1 , ∆x2 ,..., ∆xk ) sÏ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: ∂f ∂f ∂f ∆y = .∆x1 + .∆x2 + ......... + .∆xk ∂x1 ∂x2 ∂xk ∂f k ∆y = ∑ .∆x j j =1 ∂x j Khi y = f ( x j ) lµ mét hµm tuyÕn tÝnh th× : ∂f k = 1 vµ ∆y = ∑ ∆x j ∂x j j =1 Nguyªn nh©n g©y ra sai sè hÖ thèng cña phÐp ®o: Sai sè hÖ thèng cña phÐp ®o xuÊt hiÖn do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau: - Sai sè cña mÉu kÝch th­íc: mçi mÉu kÝch th­íc ®Òu cã sai sè do chÕ t¹o vµ ®é mßn khi sö dông. C¸c sai lÖch nµy cßn cã thÓ thay ®æi cïng víi thêi gian. Sai sè cña dông cô ®o: Do c¸c chi tiÕt cña dông cô ®o cã dung sai chÕ t¹o, do c¸c c¬ cÊu truyÒn ®éng kh«ng tuyÕn tÝnh hay do sai sè l¾p r¸p, ®iÒu chØnh,… g©y nªn. VÝ dô nh­ sai sè b­íc ren cña panme, sai sè b¸nh r¨ng, thanh r¨ng trong ®ång hå so, sai sè tû lÖ gi÷a chiÒu dµi c¸c ®ßn bÈy trong ®ång hå so chÝnh x¸c kiÓu c¬ khÝ. Sai sè nghiªng hay sai sè Abbe, xuÊt hiÖn khi vËt ®o vµ mÉu kÝch th­íc kh«ng song song vµ ®­êng sèng tr­ît kh«ng th¼ng. - ¶nh h­ëng cña m«i tr­êng: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  20. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 20 Trong c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng cña m«i tr­êng nh­ nhiÖt ®é, ®é Èm, ¸p suÊt kh«ng khÝ, tr­êng ®iÖn tõ th× ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é cã ý nghÜa quan träng nhÊt ®èi víi phÐp ®o ®é dµi. NhiÖt ®é chuÈn ®­îc quy ®Þnh lµ 20oC. V× vËy, sai sè do sù chªnh lÖch nhiÖt ®é ®o so víi 20oC cÇn ®­îc tÝnh to¸n vµ xö lý trong kÕt qu¶ ®o theo c«ng thøc : ∆l= l.α .∆t Trong ®ã: ∆l - Sai lÖch do nhiÖt ®é ®o kh¸c nhiÖt ®é chuÈn 200 C ; l - ChiÒu dµi ®o¹n ®o; α - HÖ sè d·n në chiÒu dµi; ∆t - Chªnh lÖch nhiÖt ®é so víi 200 C . - ¶nh h­ëng cña ng­êi ®o: Sai sè cña hÖ thèng ®o ®äc, ng¾m v¹ch chia,... phô thuéc nhiÒu vµo ng­êi ®o. v× vËy nªn tr¸nh thay ®æi ng­êi ®o trong khi ®ang thùc hiÖn mét phÐp ®o hay mét d·y ®o. Håi sai cña dông cô do: nguyªn nh©n cña håi sai lµ do ma s¸t vµ hiÖn t­îng biÕn d¹ng ®µn håi trong dông cô ®o. Gi¸ trÞ håi sai th­êng kh«ng æn ®Þnh, nh­ng ph¶i n»m trong mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh.trong thùc tÕ cÇn tÝnh ®ªn nã trong mét phÐp ®o nh­ ®é ®ro b»ng ®ång hå so. - Lùc ®o: Trong phÐp ®o theo kiÓu c¬ khÝ, lu«n tån t¹i mét lùc ®o nhÊt ®Þnh, ®Ó ®Èy líp kh«ng khÝ ë vÞ trÝ tiÕp xóc vµ v­ît lùc ma s¸t trong dông cô ®o. NhiÒu khi ¶nh h­ëng cña nh÷ng lùc ®o nµy ¶nh h­ëng ®Õn nh÷ng phÐp ®o rÊt lín, nh­ g©y ra hiÖn t­îng biÕn d¹ng dÎo t¹i n¬i tiÕp xóc víi vËt ®o, còng nh­ hiÖn t­îng cong trô g¸ dông cô ®o. §é biÕn d¹ng dÎo cña chi tiÕt ®o b»ng thÐp, do lùc ®o g©y nªn, sÏ ®­îc tÝnh theo ®Þnh luËt Hóc F .l ∆l = 005. 0, Q Trong ®ã: F - Lùc ®o (N); l - ChiÒu dµi ®o (mm); Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược