| |
Tạo mẫu nhanh bằng kỹ thuật chép hình mẫu bằng máy CNC
1. Mở đầu
Từ những năm 90 của thế kỷ trước, kỹ thuật ngược (Reverse Engineering) đã được nghiên cứu áp dụng trong lĩnh vực phát triển nhanh sản phẩm, đặc biệt là trong lĩnh vực thiết kế các mô hình 3D từ mô hình cũ đã có nhờ sự trợ giúp của máy tính. Kỹ thuật ngược ngày càng phát triển theo sự phát triển của máy quét hình và các phần mềm CAD/CAM.
|
Vậy kỹ thuật ngược là gì?
Thông thường để gia công chế tạo sản phẩm thì người ta thiết kế mô hình CAD rồi đem sang máy công cụ để gia công. Trong thực tế, đôi khi người ta cần chế tạo theo những mẫu có sẵn mà chưa (hoặc không) có mô hình CAD tương ứng (đồ cổ chẳng hạn), những chi tiết đã ngừng sản xuất từ lâu, những chi tiết không rõ xuất xứ, những phù điêu, bộ phận con người, động vật, … Để tạo được mẫu của những sản phẩm này, trước đây người ta đo đạc rồi vẽ phác lại hoặc dùng sáp, thạch cao để in mẫu. Các phương pháp này cho độ chính xác không cao, tốn nhiều thời gian và công sức, đặc biệt là những chi tiết phức tạp. Ngày nay người ta đã sử dụng máy quéy hình để quét hình dáng của chi tiết sau đó nhờ các phần mềm CAD/CAM chuyên dụng để xử lý dữ liệu quét và cuối cùng sẽ tạo được mô hình CAD 3D với độ chính xác cao. Mô hình 3D này có thể được chỉnh sửa nếu cần. Ngoài việc tái sử dụng sản phẩm, kỹ thuật ngược còn có một số ứng dụng sau:
- Kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng cách so sánh mô hình CAD và 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 được 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.
2. Quy trình kỹ thuật ngược
Quy trình kỹ thuật ngược có thể được chia làm các giai đoạn sau:
a. Giai đoạn quét hình:
Dùng máy quét hình để quét hình dáng của vật thể. Có thể dùng máy quét dạng tiếp xúc(như máy đo toạ độ Coordinate Measuring Machine -CMM) hoặc máy quét dạng không tiếp xúc (máy quét laser)
Khi sử dụng máy CMM thì đầu dò tiếp xúc với bề mặt cần đo. Mỗi vị trí đo sẽ cho một điểm có toạ độ (x, y, z). Tập hợp các điểm đo sẽ cho một đám mây các điểm.
Khi sử dụng máy quét laser thì chùm tia laser từ máy chiếu vào vật thể sẽ phản xạ trở lại cảm biến thu. Hình dạng của toàn bộ vật thể được ghi lại bằng cách dịch chuyển hay quay vật thể trong chùm ánh sáng hoặc quét chùm ánh sáng ngang qua vật. Phương pháp này cho độ chính xác kém hơn phương pháp tiếp xúc.
Cả 2 phương pháp đều cho dữ liệu vì chi tiết gồm tập các điểm (đám mây điểm). Đám mây điểm này phải được chuyển sang dạng lưới tam giác để xây dựng mặt.
B. Giai đoạn xây dựng mặt :
Giai đoạn này bao gồm 3 bước:
1. Xây dựng lưới tam giác từ đám mây điểm.
2. Đơn giản hoá lưới tam giác bằng cách giảm số lượng tam giác và tối ưu hoá vị trí các đỉnh và cách kết nối các cạnh của mỗi tam giác trong lưới sao cho các đặc điểm hình học không thay đổi.
3. Chia nhỏ lưới (đã được đơn giản hoá) để tạo bề mặt trơn theo ý muốn.
Kết quả là ta được một bề mặt trơn và được chuyển thành file CAD với các định dạng như : IGES, DXF, STL …
Các hình sau đây mô tả một số công đoạn quét hình đầu người :
C. Tạo mẫu:
Từ dữ liệu mô hình CAD, có thể áp dụng công nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping) để tạo mẫu sản phẩm. Cũng có thể tạo mẫu trên máy phay CNC, khi đó phải lập trình NC nhờ các phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp như Cimatron, Pro/Engineer, GibCAM...để tạo ra các đường chạy dao. Hình sau đây minh hoạ quá trình phay mẫu mặt người trên máy phay CNC.
3. Phần mềm hỗ trợ
Các nhà chế tạo máy CMM khác nhau có những phần mềm chuyên dụng khác nhau. Các hãng phần mềm CAD/CAM cũng có modun tương tự trong phần mềm của mình để hỗ trợ cho việc quét hình và xử lý dữ liệu. Sau đây là một số phần mềm thông dụng :
- GEOPARK-WIN của hãng Mitutoyo : Phần mềm này đi kèm theo các máy CMM của hãng. Có thể xuất dữ liệu ở nhiều kiểu định dạng khác nhau, trong đó có 2 kiểu đáng chú ý là .gws (định dạng ASCII) và .igs (định dạng polyline).
- CopyCAD: của hãng DELCAM.
- TRACECUT: của hãng Renishaw
- GAGE2000R: Của hãng Brown and Shape
- Pro/Scan: một modun của phần mềm Pro/Engineer (hãng PTC).
Chuyên đề Relay
Nhập môn mạch điện
Điện tử nâng cao: Lớp LabVIEW online
Chuyên đề vi điều khiển AVR
Điều khiển tự động trong ô tô
Anh văn kỹ thuật công nghệ ô tô: Thuật ngữ, Ngữ pháp
Giới thiệu về công nghệ X-by-wire
(Tập san Chế tạo máy số 2 - NTU)
|
VAGAM
Bookmark bài viết này:     
| tfctruongkhoa | | | chao moi nguoi
em moi vao trang nay. trang nay rat tuyet voi
cho em hoi sao em khong thay phan mem NX4 dau het vay????
| | |
|
| |
.png){kind=logo}
