Link tải miễn phí báo cáo khoa học cấp bộ
MỞ ĐẦU
1. Sự hình thành đề tài
Trong chiến lược phát triển ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn
2020 lấy cơ khí là nền tảng có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế, củng
cố an ninh quốc phòng của đất nước. Phát triển ngành cơ khí một cách hiệu quả, bền
vững trên cơ sở phát huy nguồn lực trong nước kết hợp với nguồn lực bên ngoài,
khuyến khích các thành phần kinh tế phát triển cơ khí. Tập trung phát triển một số
chuyên ngành, sản phẩm cơ khí trọng điểm nhằm khai thác, phát huy tốt tiềm năng
(tài nguyên, nguồn nhân lực) để đáp ứng yêu cầu cơ bản của công cuộc phát triển đất
nước.
Định hướng chiến lược phát triển một số chuyên ngành và nhóm sản phẩm cơ
khí quan trọng như: Máy động lực, máy kéo, máy nông nghiệp, cơ khí tàu thuỷ, thiết
bị điện, cơ khí ôtô….với mục tiêu đến năm 2010 ngành cơ khí sẽ đáp ứng 45%-50%
nhu cầu sản phẩm cơ khí cả nước, trong đó xuất khẩu đạt 30% giá trị sản lượng.
Điều kiện gắn liền với khả năng phát triển mạnh của ngành cơ khí là áp dụng
kỹ thuật đo lường tiên tiến, như một thế cạnh tranh và sự khẳng định mình trên
thương trường thế giới. Có thể nói rằng máy đo ba chiều (Coordinate Measuring
Machine – CMM) là một thiết bị đo có độ chính xác cao được dùng trong công tác
kiểm tra cũng như trong thiết kế, đem lại kết quả có độ tin cậy rất cao. Máy còn được
dùng trong quá trình chế tạo và lắp ráp để kiểm tra chi tiết hay để lắp ráp dựa vào nội
dung thiết kế…
Với phạm vi ứng dụng khá rộng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt trong
lĩnh vực cơ khí và chịu ảnh hưởng lớn đến tính chất sản xuất hiện nay là phải nâng
cao năng suất, giảm chi phí và đáp ứng nhanh nhu cầu, nên máy đo ba chiều trở thành
đối tượng cần nghiên cứu nhằm làm thỏa những mục tiêu đặt ra.
Có thể nói máy đo tọa độ ba chiều CNC là thiết bị đo lường có tầm quan trọng
rất lớn trong các nhà máy cơ khí để đảm bảo và nâng cao chất lượng của sản phẩm. Điều này được nhấn mạnh trong các cuốn sách [4] của Boch từ năm 1995, cũng như
các cuốn [3], [2], [1] vừa mới xuất bản năm 2006, 2007.
Tầm quan trọng thứ hai của máy đo tọa độ ba chiều CNC là thiết kế và phát
triển nhanh sản phẩm đặc biệt là trong giai đoạn cạnh tranh toàn cầu hiện nay. Điều
này được khẳng định qua gần 30 luận án tiến sĩ [5], [6], [7], [8] đã thực hiện ở Mỹ,
Hà Lan, Hungary, Đức, Nhật, Canada, Hàn Quốc, Đài loan và Trung quốc trong giai
đoạn gần đây. Đến nay các nhà nghiên cứu đã công bố gần 200 Patents về máy đo
tọa độ 3 chiều.
Trong cuộc cách mạng công nghệ nanô khi mà các sản phẩm ngày càng thu
nhỏ, ngày càng chính xác thì việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy đo tọa độ ba chiều
có độ chính xác cao càng trở nên cấp thiết. Điều này được thể hiện qua các bài báo
của Takamasu [10], Đại học Tokyo cũng như trong [9] của GS Fan, Đại học Quốc gia
Đài Loan và GS. Fei của Đại học An Huy Trung quốc và đặc biệt là luận án tiến sĩ
của Seggelen J. K [6] về máy đo tọa độ nano CMM ở Đại học Eindhoven, Hà Lan.
Ngoài ra máy đo tọa độ 3 chiều CNC còn có vai trò lớn trong việc nội địa hóa
sản phẩm. Đây là một trong những công cụ thiết kế ngược để chúng ta có thể thiết kế,
chế tạo những chi tiết phụ tùng thay thế cho các loại máy móc. Đối với Việt Nam
chúng ta khi mà Đảng và Nhà nước có chủ trương đưa nước ta trở thành một nước
công nghiệp vào năm 2020, vì vậy việc làm chủ được công nghệ và chế tạo thiết bị
đo tọa độ 3 chiều CNC là một công việc rất cấp bách và xuất phát từ vấn đề bức xúc
này mà đề tài đã được hình thành.
2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng
2.1. Hiện trạng sử dụng máy đo tọa độ 3D CMM
Trong những năm gần đây trong xu thế hội nhập để phát triển nhanh sản phẩm,
các trường đại học và Viện nghiên cứu ở Việt Nam như Đại học Bách Khoa-
TP.HCM, ĐHBK Hà Nội, Đại học Thủy sản Nha Trang, Đại học Cần Thơ, Viện
nghiên cứu IMI, Trung tâm đo lường 3 và các nhà máy cơ khí quốc phòng đã trang
bị máy đo tọa độ ba chiều CNC. Đề tài cấp thành phố [14] đã triển khai ứng dụng máy đo tọa độ ba chiều CNC để thiết kế chế tạo nhanh khuôn mẫu nhựa.
Một số trường Cao đẳng dạy nghề cũng đầu tư máy đo tọa độ 3 chiều. Các
Viện nghiên cứu như Viện công nghệ, viện IMI cũng nghiên cứu áp dụng máy đo tọa
độ như tay đo để tái tạo bản vẽ chi tiết.
Đặc biệt hiện nay là các doanh nghiệp sản xuất sản phẩm nhựa ở Thành phố
Hồ Chí Minh đã mạnh dạn đầu tư các thiết bị này đề thiết kế nhanh sản phẩm cũng
như thiết kế nhanh khuôn mẫu nhựa.
2.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới
Theo Bách khoa toàn thư cũng như trong cuốn sách của Bosch [4] khi máy đo
tọa độ đầu tiên trên thế giới được tập đoàn Ferranti của Scotland phát triển từ nhu cầu
để đo các chi tiết chính xác trong các sản phẩm an ninh quốc phòng.
Đây cũng là bước khởi đầu cho việc phát triển máy đo tọa độ chính xác sau
này, cũng như ý tưởng về hệ thống đo quang học, và cấu trúc bàn máy dạng cầu.
Nâng cao khả năng chính xác và độ phân giải cao.
Máy đo tọa độ Ferrenti đã thật sự trở thành loại máy chiếm lĩnh trên thị trường
rộng lớn, với khả năng độ chính xác và độ phân giải khả quan.
Năm 1961 tập đoàn Sheffield đã quyết định thương mại hóa sản phẩm Ferranti
với tên CORDAX .
Năm 1965 Tập đoàn điện tử tự động kỹ thuật số (DEA) của Italy đã cho ra đời
máy đo tọa độ 3 chiều điều khiển bằng tay và đến năm 1973 đã thành máy điều
khiển tự động.
Năm 1968 hãng Mitutoyo của Nhật đã sản xuất ra máy đo 2 chiều, sau đó phát
triển thành ba chiều X, Y , Z. Và đến năm 1980 đã giới thiệu chiếc máy đo tọa độ có
khả năng giao tiếp với máy tính.
Trong lĩnh vực máy đo tọa độ ba chiều hãng Carl Zeiss có những thành tựu
đáng kể. Năm 1973 hãng đã chế tạo thành công máy đo 3 chiều vạn năng với đầu đo,
năm 1978 đã chế tạo thành công máy đo 3 chiều có đầu đo với cảm biến áp điện, năm
1982 đã giới thiệu chiếc máy đo CMM (ZMC 850) để đo các chi tiết của bánh răng và bộ truyền, năm 1985 đã cho ra sản phẩm máy đo tọa độ với phiên bản phần mềm,
được gọi là kết hợp với máy tính độ chính xác nâng cao.
Đặc biệt vào năm 1989 hãng đã cho ra đời máy Zeiss-UPMC 850 làm cho
máy có khả năng ổn định làm việc ngay cả khi nhiệt độ thay đổi.
Sau những năm 2000 đã có những sáng chế về máy đo tọa độ di động (Portable
Coordinate Measuring Machine). Nắm bắt được nhu cầu của các nhà sản xuất về yêu
cầu lắp ráp di động cũng như nhu cầu rất lớn về thiết kế ngược, một số hãng như Faro
của Mỹ đã cho ra đời một loại máy đo tọa độ 3 chiều di động. Tuy độ chính xác của
loại máy đo này không cao so với máy đo cố định những phát triển rất nhanh vì nhu
cầu thị trường rất lớn.
Nói tóm lại, như TS. K. Doytchinov [7] của Canada trong báo cáo của mình về
vai trò của máy đo tọa độ ba chiều trong chế tạo cơ khí đã khẳng định trải qua khoảng
50 năm ra đời và phát triển. Máy đo tọa độ không ngừng phát triển từ máy đo điều
khiển bằng tay với vạch đo hay kính hiển vi không có màn hình, trải qua máy đo tọa
độ điều khiển bằng tay có hiển thị số, tiến đến máy đo tọa độ điều khiển CNC. Phát
triển phát triển nhất là hệ thống đầu đo và phần mềm điều khiển. Các loại máy hiện đại
này có thể đứng rời hoạt động độc lập hay tích hợp vào hệ thống sản xuất linh hoạt
FMS hay vào hệ thống sản xuất tích hợp CIM. Những thành tựu của tự động hóa và
công nghệ thông tin đã được áp dụng để phát triển máy đo tọa độ ba chiều CNC.
2.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tại Việt Nam
Trong những năm gần đây do nhu cầu của xã hội tăng mạnh về máy đo tọa độ
3 chiều và hãng Mitutoyo đã đề nghị Khoa cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa
Tp.HCM đi thuyết trình giới thiệu về kỹ thuật đo lường và máy đo tọa độ 3 chiều.
Đặc biệt hãng Zeiss nổi tiếng của Đức về máy đo tọa độ 3 chiều cũng mời 1 đoàn các
cán bộ của Việt nam sang Đức trao đổi kinh nghiệm về khai thác, bảo trì và đào tạo
trong lĩnh vực máy đo tọa độ 3 chiều. Không dừng ở lại đó, các trường đại học Bách
Khoa Hà Nội, Bách Khoa Tp.HCM đã có những nghiên cứu về tính toán thiết kế tay
đo 3D xử lý tín hiệu đo bằng máy tính.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỞ ĐẦU
1. Sự hình thành đề tài
Trong chiến lược phát triển ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn
2020 lấy cơ khí là nền tảng có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế, củng
cố an ninh quốc phòng của đất nước. Phát triển ngành cơ khí một cách hiệu quả, bền
vững trên cơ sở phát huy nguồn lực trong nước kết hợp với nguồn lực bên ngoài,
khuyến khích các thành phần kinh tế phát triển cơ khí. Tập trung phát triển một số
chuyên ngành, sản phẩm cơ khí trọng điểm nhằm khai thác, phát huy tốt tiềm năng
(tài nguyên, nguồn nhân lực) để đáp ứng yêu cầu cơ bản của công cuộc phát triển đất
nước.
Định hướng chiến lược phát triển một số chuyên ngành và nhóm sản phẩm cơ
khí quan trọng như: Máy động lực, máy kéo, máy nông nghiệp, cơ khí tàu thuỷ, thiết
bị điện, cơ khí ôtô….với mục tiêu đến năm 2010 ngành cơ khí sẽ đáp ứng 45%-50%
nhu cầu sản phẩm cơ khí cả nước, trong đó xuất khẩu đạt 30% giá trị sản lượng.
Điều kiện gắn liền với khả năng phát triển mạnh của ngành cơ khí là áp dụng
kỹ thuật đo lường tiên tiến, như một thế cạnh tranh và sự khẳng định mình trên
thương trường thế giới. Có thể nói rằng máy đo ba chiều (Coordinate Measuring
Machine – CMM) là một thiết bị đo có độ chính xác cao được dùng trong công tác
kiểm tra cũng như trong thiết kế, đem lại kết quả có độ tin cậy rất cao. Máy còn được
dùng trong quá trình chế tạo và lắp ráp để kiểm tra chi tiết hay để lắp ráp dựa vào nội
dung thiết kế…
Với phạm vi ứng dụng khá rộng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt trong
lĩnh vực cơ khí và chịu ảnh hưởng lớn đến tính chất sản xuất hiện nay là phải nâng
cao năng suất, giảm chi phí và đáp ứng nhanh nhu cầu, nên máy đo ba chiều trở thành
đối tượng cần nghiên cứu nhằm làm thỏa những mục tiêu đặt ra.
Có thể nói máy đo tọa độ ba chiều CNC là thiết bị đo lường có tầm quan trọng
rất lớn trong các nhà máy cơ khí để đảm bảo và nâng cao chất lượng của sản phẩm. Điều này được nhấn mạnh trong các cuốn sách [4] của Boch từ năm 1995, cũng như
các cuốn [3], [2], [1] vừa mới xuất bản năm 2006, 2007.
Tầm quan trọng thứ hai của máy đo tọa độ ba chiều CNC là thiết kế và phát
triển nhanh sản phẩm đặc biệt là trong giai đoạn cạnh tranh toàn cầu hiện nay. Điều
này được khẳng định qua gần 30 luận án tiến sĩ [5], [6], [7], [8] đã thực hiện ở Mỹ,
Hà Lan, Hungary, Đức, Nhật, Canada, Hàn Quốc, Đài loan và Trung quốc trong giai
đoạn gần đây. Đến nay các nhà nghiên cứu đã công bố gần 200 Patents về máy đo
tọa độ 3 chiều.
Trong cuộc cách mạng công nghệ nanô khi mà các sản phẩm ngày càng thu
nhỏ, ngày càng chính xác thì việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy đo tọa độ ba chiều
có độ chính xác cao càng trở nên cấp thiết. Điều này được thể hiện qua các bài báo
của Takamasu [10], Đại học Tokyo cũng như trong [9] của GS Fan, Đại học Quốc gia
Đài Loan và GS. Fei của Đại học An Huy Trung quốc và đặc biệt là luận án tiến sĩ
của Seggelen J. K [6] về máy đo tọa độ nano CMM ở Đại học Eindhoven, Hà Lan.
Ngoài ra máy đo tọa độ 3 chiều CNC còn có vai trò lớn trong việc nội địa hóa
sản phẩm. Đây là một trong những công cụ thiết kế ngược để chúng ta có thể thiết kế,
chế tạo những chi tiết phụ tùng thay thế cho các loại máy móc. Đối với Việt Nam
chúng ta khi mà Đảng và Nhà nước có chủ trương đưa nước ta trở thành một nước
công nghiệp vào năm 2020, vì vậy việc làm chủ được công nghệ và chế tạo thiết bị
đo tọa độ 3 chiều CNC là một công việc rất cấp bách và xuất phát từ vấn đề bức xúc
này mà đề tài đã được hình thành.
2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng
2.1. Hiện trạng sử dụng máy đo tọa độ 3D CMM
Trong những năm gần đây trong xu thế hội nhập để phát triển nhanh sản phẩm,
các trường đại học và Viện nghiên cứu ở Việt Nam như Đại học Bách Khoa-
TP.HCM, ĐHBK Hà Nội, Đại học Thủy sản Nha Trang, Đại học Cần Thơ, Viện
nghiên cứu IMI, Trung tâm đo lường 3 và các nhà máy cơ khí quốc phòng đã trang
bị máy đo tọa độ ba chiều CNC. Đề tài cấp thành phố [14] đã triển khai ứng dụng máy đo tọa độ ba chiều CNC để thiết kế chế tạo nhanh khuôn mẫu nhựa.
Một số trường Cao đẳng dạy nghề cũng đầu tư máy đo tọa độ 3 chiều. Các
Viện nghiên cứu như Viện công nghệ, viện IMI cũng nghiên cứu áp dụng máy đo tọa
độ như tay đo để tái tạo bản vẽ chi tiết.
Đặc biệt hiện nay là các doanh nghiệp sản xuất sản phẩm nhựa ở Thành phố
Hồ Chí Minh đã mạnh dạn đầu tư các thiết bị này đề thiết kế nhanh sản phẩm cũng
như thiết kế nhanh khuôn mẫu nhựa.
2.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới
Theo Bách khoa toàn thư cũng như trong cuốn sách của Bosch [4] khi máy đo
tọa độ đầu tiên trên thế giới được tập đoàn Ferranti của Scotland phát triển từ nhu cầu
để đo các chi tiết chính xác trong các sản phẩm an ninh quốc phòng.
Đây cũng là bước khởi đầu cho việc phát triển máy đo tọa độ chính xác sau
này, cũng như ý tưởng về hệ thống đo quang học, và cấu trúc bàn máy dạng cầu.
Nâng cao khả năng chính xác và độ phân giải cao.
Máy đo tọa độ Ferrenti đã thật sự trở thành loại máy chiếm lĩnh trên thị trường
rộng lớn, với khả năng độ chính xác và độ phân giải khả quan.
Năm 1961 tập đoàn Sheffield đã quyết định thương mại hóa sản phẩm Ferranti
với tên CORDAX .
Năm 1965 Tập đoàn điện tử tự động kỹ thuật số (DEA) của Italy đã cho ra đời
máy đo tọa độ 3 chiều điều khiển bằng tay và đến năm 1973 đã thành máy điều
khiển tự động.
Năm 1968 hãng Mitutoyo của Nhật đã sản xuất ra máy đo 2 chiều, sau đó phát
triển thành ba chiều X, Y , Z. Và đến năm 1980 đã giới thiệu chiếc máy đo tọa độ có
khả năng giao tiếp với máy tính.
Trong lĩnh vực máy đo tọa độ ba chiều hãng Carl Zeiss có những thành tựu
đáng kể. Năm 1973 hãng đã chế tạo thành công máy đo 3 chiều vạn năng với đầu đo,
năm 1978 đã chế tạo thành công máy đo 3 chiều có đầu đo với cảm biến áp điện, năm
1982 đã giới thiệu chiếc máy đo CMM (ZMC 850) để đo các chi tiết của bánh răng và bộ truyền, năm 1985 đã cho ra sản phẩm máy đo tọa độ với phiên bản phần mềm,
được gọi là kết hợp với máy tính độ chính xác nâng cao.
Đặc biệt vào năm 1989 hãng đã cho ra đời máy Zeiss-UPMC 850 làm cho
máy có khả năng ổn định làm việc ngay cả khi nhiệt độ thay đổi.
Sau những năm 2000 đã có những sáng chế về máy đo tọa độ di động (Portable
Coordinate Measuring Machine). Nắm bắt được nhu cầu của các nhà sản xuất về yêu
cầu lắp ráp di động cũng như nhu cầu rất lớn về thiết kế ngược, một số hãng như Faro
của Mỹ đã cho ra đời một loại máy đo tọa độ 3 chiều di động. Tuy độ chính xác của
loại máy đo này không cao so với máy đo cố định những phát triển rất nhanh vì nhu
cầu thị trường rất lớn.
Nói tóm lại, như TS. K. Doytchinov [7] của Canada trong báo cáo của mình về
vai trò của máy đo tọa độ ba chiều trong chế tạo cơ khí đã khẳng định trải qua khoảng
50 năm ra đời và phát triển. Máy đo tọa độ không ngừng phát triển từ máy đo điều
khiển bằng tay với vạch đo hay kính hiển vi không có màn hình, trải qua máy đo tọa
độ điều khiển bằng tay có hiển thị số, tiến đến máy đo tọa độ điều khiển CNC. Phát
triển phát triển nhất là hệ thống đầu đo và phần mềm điều khiển. Các loại máy hiện đại
này có thể đứng rời hoạt động độc lập hay tích hợp vào hệ thống sản xuất linh hoạt
FMS hay vào hệ thống sản xuất tích hợp CIM. Những thành tựu của tự động hóa và
công nghệ thông tin đã được áp dụng để phát triển máy đo tọa độ ba chiều CNC.
2.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tại Việt Nam
Trong những năm gần đây do nhu cầu của xã hội tăng mạnh về máy đo tọa độ
3 chiều và hãng Mitutoyo đã đề nghị Khoa cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa
Tp.HCM đi thuyết trình giới thiệu về kỹ thuật đo lường và máy đo tọa độ 3 chiều.
Đặc biệt hãng Zeiss nổi tiếng của Đức về máy đo tọa độ 3 chiều cũng mời 1 đoàn các
cán bộ của Việt nam sang Đức trao đổi kinh nghiệm về khai thác, bảo trì và đào tạo
trong lĩnh vực máy đo tọa độ 3 chiều. Không dừng ở lại đó, các trường đại học Bách
Khoa Hà Nội, Bách Khoa Tp.HCM đã có những nghiên cứu về tính toán thiết kế tay
đo 3D xử lý tín hiệu đo bằng máy tính.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: