Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của ngành công nghiệp sản xuất, lắp đặt, máy đo 2D VMM ngày càng trở thành một thiết bị quan trọng được sử dụng rộng rãi hơn. Thiết bị này cho phép người dùng có thể kiểm tra nhanh chóng các yếu tố về hình dạng, kích thước của các mẫu vật cần đo nhằm kiểm tra xem mẫu vật có đáp ứng được nhu cầu sản xuất hay không
Trong bài viết này, hãy cùng Kỹ Thuật Đo tìm hiểu thêm thông tin về dòng máy đo 2D này, để hiểu rõ thêm về cách vận hành, nguyên lý, cấu tạo cũng như các thương hiệu máy đo VMM nào tốt nhất trên thị trường để có thể chọn mua tốt hơn nhé
Phụ lục bài viết
Máy đo 2D VMM là gì?
Máy đo 2D hay còn được gọi là máy VMM (viết tắt Video Measurement Machine) là một máy đo kích thước sử dụng hệ thống camera để ghi lại video của các chi tiết cần đo và phóng đại nó lên nhiều lần để kiểm tra hình dạng, đo kích thước của các mẫu vật có kích thước nhỏ một cách nhanh chóng và chính xác
Sau thu được hình ảnh của mẫu vật cần đo qua video bằng hệ thống ống kính phóng đại. Phần mềm đo lường được tích hợp trong máy đo 2D sẽ tính toán các thông số và cho ra kết quả đo kích thước các điểm của mẫu dưới sự hỗ trợ của thang kính và bộ mã hóa
Cấu tạo của máy đo VMM
Về cấu tạo của máy đo 2D, chúng ta có thể thấy được một số bộ phần chính mà bạn có thể bắt gặp.
Hệ thống camera đo lường: camera được xem là hệ thống quan trọng nhất đối với máy đo 2D một hệ thống camera chất lượng sẽ cho độ méo thấp, chi tiết sản phẩm cao giúp phần mềm chuyển đổi dữ liệu tốt hơn, cho kết quả đo chính xác hơn
Bàn di chuyển mẫu: bàn giữ mẫu là thiết bị giúp di chuyển mẫu vật theo phương ngang X, Y để đưa mẫu đến vùng hoạt động của camera cũng như di chuyển mẫu đến các cạnh cần đo
Máy tính điều khiển: bất kỳ máy đo 2D nào cũng cần bộ điều khiển để chạy phần mềm, các máy tính chạy hệ điều hành chuyên dụng là cần thiết để giúp bạn tiếp cận được với phần mềm đo lường được tích hợp sẵn của hãng hoặc của một bên thứ ba
Phần mềm đo lường: máy đo kích thước hai chiều có thể chạy các loại phần mềm khác nhau để thực hiện các phép đo khác nhau như kích thước, kiểm tra cạnh mẫu, so sánh… do đó các phần mềm có thể được xem là một phần của thiết bị
Phân loại máy đo 2D
Hệ thống đo lường video chủ yếu có hai loại: Thủ công và Tự động
Thủ công: vơi các dòng máy đo 2D thủ công, bộ phận được di chuyển trên một trạm làm việc được vận hành thủ công. Tuy nhiên, ống kính thu phóng trục Z có thể được cơ giới hóa. Phần mềm đo lường tự động phát hiện các cạnh và hướng dẫn người dùng di chuyển bàn cân sao cho phù hợp.
Tự động: ở các dòng máy đo 2D tự động, bộ phận được di chuyển trên các giai đoạn CNC được cơ giới hóa và ống kính thu phóng trục Z được cơ giới hóa. Người dùng có thể tạo thói quen đo lường, có thể được lưu và sau đó lặp lại. Điều này không chỉ tăng tốc quá trình đo lường mà còn đảm bảo rằng các phép đo được thực hiện theo cùng một cách cho mọi bộ phận, do đó loại bỏ các lỗi đo lường của người vận hành.
Các đặc điểm nổi bật của máy đo 2D
- Độ chính xác của phép đo được cải thiện nhờ các điểm đo đa điểm, đường thẳng, hình tròn, dòng mồ côi, hình elip và hình chữ nhật.
- Khảo sát kết hợp, cấu trúc điểm tâm, cấu trúc giao điểm, cấu trúc đường thẳng, cấu trúc vòng tròn và cấu trúc góc.
- Dịch tọa độ và hiệu chỉnh tọa độ giúp nâng cao hiệu quả đo lường.
- Hướng dẫn tổng hợp giúp phép đo phôi cùng loại trở nên thuận tiện và nhanh chóng hơn, đồng thời cải thiện hiệu quả đo.
- Dữ liệu đo lường từ máy đo VMM có thể chuyển trực tiếp vào AutoCAD và trở thành một bản vẽ hoàn chỉnh.
- Dữ liệu đo có thể được nhập vào Excel hoặc word để phân tích thống kê và có thể cắt bỏ biểu đồ kiểm soát xbar-S đơn giản, bên cạnh đó cũng có thể thu được nhiều thông số khác nhau như Ca.
- Cho phép ghi lại chương trình người dùng, sửa lệnh và thực hiện lệnh.
- Chức năng điều hướng màn hình lớn, đèn xoay làm nổi, hệ thống quét 3D, lấy nét tự động nhanh và ống kính zoom tự động.
- Có thể được sử dụng để đo các mẫu vật có kích thước không đều như hình elip, radian. Bên cạnh đó, bạn cũng có thể sử dụng đầu dò để thực hiện các phép đo cảm ứng 2.5D và sau đó nhập nó vào phần mềm thiết kế ngược để xử lý thêm.
- Chức năng so sánh giữa bản vẽ kỹ thuật và dữ liệu đo được của vật mẫu
Lưu ý cơ bản khi sử dụng máy đo 2D
Nguyên tắc của hệ thống đo lường video
Hệ thống đo video không đo trực tiếp (tiếp xúc) với các bộ phận mà thay vào đó chúng đo kích thước thông qua hình ảnh của mẫu cần đo. Việc này đòi hỏi phải tái tạo chính xác chi tiết thành hình ảnh bằng cách sử dụng hệ thống quang học và ánh sáng hiện đại.
Máy đo 2D sử dụng chuyển động để đo, tức là mẫu cần đo sẽ được đặt trên bệ đo có thể di chuyển theo hướng XY và độ dịch chuyển được đo bằng thang đo thủy tinh và bộ mã hóa. Máy đo VMM lý tưởng sẽ có hành trình di chuyển thẳng, tốc độ độ di chuyển theo từng đoạn tối ưu và độ phân giải đo cao để cung cấp các phép đo có độ chính xác cao
Đối với các phép đo theo trục Z, một camera zoom cơ học sẽ gửi hình ảnh lấy nét trên các mặt phẳng khác nhau và gửi dữ liệu tới phần mềm đo lường. Sau đó, phần mềm sẽ tính toán chiều cao/chiều sâu của mẫu vật để mô phỏng lại hình dạng của mẫu
Để có thể thực hiện các điều trên, máy đo 2D cần phải có một cấu trúc cơ khí hoạt động ổn định đi kèm với khả năng chống sốc tốt. Bàn đo thường được làm bằng đó granit và thép, trên đó có tích hợp thêm các bộ phận quang học và cơ khí. Tất cả các thiết kế ổn định này đảm bảo các bộ phận độc lập trên máy đo VMM sẽ hoạt động đồng bộ với nhau hạn chế các ảnh hưởng đến phép đo
Máy đo 2D có hai hình thức hoạt động chủ yếu là thủ công và CNC. Ví dụ: nếu cần đo số lượng lớn mẫu vật thì các hệ thống CNC là phù hợp nhất. Đối với các dòng máy đo kích thước 2D CNC, chuyển động các trục XY được cơ giới hóa và trục Z có thấu kính thu phóng. Với các máy CNC tất cả các bước đo lường được đưa vào phần mềm đo lường, phần mềm này tạo ra một chương trình theo thói quen người dùng và sau đó có thể tự động thực hiện các phép đo, giúp công việc của bạn có thể giải quyết một cách nhanh chóng
Ngoài ra, các máy đo kích thước 2D cũng có thể được tích hợp với đầu dò cảm ứng và hệ thống laser để thực hiện các phép đo 3D trong một số trường hợp cụ thể. Đối với các phép đo 3D phức tạp, đầu dò cảm ứng có thể tiếp cận các khu vực ẩn mà bạn không thể tiếp cận được bằng cách phương pháp chiếu sáng của máy đo 2D. Tương tự như vậy đối với các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao hơn trong các phép đo độ sâu, laser cũng là lựa chọn tốt nhất.
Độ chính xác của hệ thống đo lường VMM
Độ chính xác là tham số quan trọng nhất để xác định giá trị của máy đo 2D. Theo thông số kỹ thuật về kích thước, hình học của sản phẩm và tiêu chuẩn xác minh ISO 10360-2, độ chính xác của một máy đo 2D có thể được tính theo công thức bên dưới
Ex = [k + (hệ số nhân * L) / 1000] μm
Ở đâu:
- E = lỗi tối đa cho phép, tính bằng micron, trong các điều kiện nhất định
- X= 1, 2 hoặc 3 tương ứng với độ chính xác một, hai hoặc ba trục
- k= lỗi máy hoặc hệ thống không phụ thuộc vào độ dài
- hệ số nhân = hằng số xác định lỗi phụ thuộc vào hành trình
- L = chiều dài hành trình mà thông số kỹ thuật chính xác mong muốn, tính bằng milimét
- μm = micron, đơn vị đo độ chính xác
Hiệu chuẩn máy đo 2D VMM
Sau một thời gian dài sử dụng, các yếu tố bên ngoài sẽ khiến cho máy đo hai chiều của bạn bị giảm đi độ chính xác điều này dẫn đến việc bạn cần hiệu chuẩn thiết bị để có những phép đo chính xác hơn trong tương lại. Do đó, việc hiệu chuẩn lại thiết bị đo là điều cần thiết, dưới đây là một số bài hiệu chuẩn cần thiết để cải thiện độ chính xác của thiết bị sau một thời gian sử dụng
- Độ phẳng của bàn so với trục quang học
- Khả năng lấy nét vuông góc với trục quang học.
- Độ lấy nét trung tâm của ống kính zoom
- Độ chính xác của phát hiện cạnh
- Độ vuông góc của trục X/Y
- Hiệu chuẩn tuyến tính của trục X/Y và trục Z
- So sánh của máy đo 2D (VMM) so với 3D (CMM)
Các lỗi có thể gặp phải ở máy đo 2D
Lỗi có thể phát sinh từ nhiều nguồn xuất phát từ bên trong của máy đo 2D. Với độ chính xác cao và độ chính xác khi thực hiện các phép đo lặp lại là cần thiết của các hệ thống này. Trong quá trình vận hành, điều quan trọng là phải hiểu nguồn gốc của các lỗi này để có thể thực hiện các hành động khắc phục sớm nhằm đảm bảo độ chính xác khi thực hiện phép đo
- Méo quang học: đây là lỗi thường gặp ở các ống kính camera rẻ tiền, độ méo quang học sẽ khiến kết quả đo kích thước không chính xác đối với các vật mẫu nhỏ
- Lỗi Video/Hình ảnh: Những lỗi này là do các cảm biến hình ảnh CCD/CMOS của máy ảnh kỹ thuật số đời cũ. Máy ảnh có khả năng xử lý nhiễu tốt, đối xứng pixel và ổn định nhiệt sẽ cho sai số tối thiểu khi đo
- Lỗi hiệu chuẩn: Hệ thống được hiệu chuẩn không chính xác bởi kỹ thuật viên.
- Lỗi lượng tử hóa: Thang đo thủy tinh và bộ mã hóa không đưa ra vị trí chính xác của thang đo. Nó yêu cầu kỹ thuật viên hiệu chuẩn hệ thống đo lường.
- Lỗi độ thẳng: Chuyển động theo chiều XY của máy là hoạt động phi tuyến tính, do đó các chuyển động theo hướng X cũng gây ra các rung lắc trong chuyển động theo hướng Y
- Pitch Error: bệ làm việc di chuyển theo hình vòng cung thay vì theo đường thẳng.
- Lỗi trực giao: Hai hoặc nhiều hơn ba trục của hệ thống không ở góc 90 độ với nhau.
- Lỗi do ứng suất nhiệt của bộ phận: Các bộ phận cần thực hiện phép đo phải được ngâm nhiệt trong môi trường được kiểm soát của phòng thí nghiệm đo lường trong khoảng 24 giờ trước khi thực hiện phép đo.
- Lỗi do môi trường bên ngoài: Sự thay đổi về nhiệt độ, áp suất và độ ẩm có thể gây biến dạng phần thân của hệ thống đo video nếu sử dụng vật liệu xây dựng có hệ số nhiệt cao.
Trên đây là tổng hợp \những lỗi mà bạn có thể gặp và các khắc phục cơ bản để bạn có thể vận hành hệ thống của mình đơn giản hơn
Tính năng phần mềm của máy VMM
Đối với các dòng máy đo 2D (hoặc ngay cả là 3D) các tính năng về phần mềm nên được cân nhắc vì nó ảnh hưởng khá nhiều đến khả năng sử dụng, độ linh hoạt của thiết bị
Các phần mềm đo lường mạnh mẽ đến từ các thương hiệu lớn hoặc các phần mềm đo lường chuyên nghiệp đến từ bên thứ ba có thể giúp bạn hoàn thành công việc hiệu quả hơn. Dưới đây là một số tính năng về phần mềm của máy đo kích thước này
- Tính năng nâng cao hình ảnh : Phần mềm nên có các công cụ hiệu chỉnh và lọc tuyệt vời. Trong khi các công cụ lọc được sử dụng để làm sắc nét các cạnh, loại bỏ nhiễu hoặc trích xuất thông tin tần số, thì các công cụ hiệu chỉnh sẽ loại bỏ các lỗi phi tuyến tính và phối cảnh do méo ống kính và vị trí máy ảnh.
- Kiểm tra hình ảnh: Các công cụ khớp màu hoặc mẫu sử dụng các thay đổi về cường độ để kiểm tra sự hiện diện của bộ phận hoặc tính năng.
- Vị trí của các tính năng: Phát hiện cạnh, thang màu xám, kết hợp màu sắc-hình dạng mẫu là một số công cụ được sử dụng để xác định vị trí các tính năng trong một hình ảnh. Các tính năng định vị là điều cần thiết để căn chỉnh các đối tượng hoặc xác định vị trí đối tượng chính xác.
- Các tính năng đo: Các công cụ chức năng hình học và phát hiện cạnh được sử dụng để đo khoảng cách, đường kính, góc, v.v.
| Có thể bạn quan tâm |
Các thương hiệu máy đo 2D chất lượng
Máy đo biên dạng Mitutoyo
Mitutoyo là thương hiệu chuyên cung cấp thiết bị đo lường chính xác cao được sử dụng phổ biến hàng đầu thế giới đến từ Nhật Bản. Được thành lập từ những năm 1934 cho đến nay đã có gần 100 năm kinh nghiệp trong lĩnh vực, Mitutoyo đã cung cấp các sản phẩm của mình đến hầu hết các quốc gia trên thế giới để khẳng định vị thế của mình trong lĩnh vực thiết bị đo
Về các dòng máy đo 2D Mitutoyo mang đến cho bạn nhiều sự lựa chọn đền từ các hệ thống chiếu ngang, chiếu đứng, các sản phẩm đo lường tự động, các tùy chọn đi kèm để thiết bị của bạn có thể làm việc nhanh gọn và trơn tru, tiết kiệm thời gian và chi phí
Nói tóm lại, về thị trường máy chiếu biên dạng tại nước ta Mitutoyo vẫn là thương hiệu mà bạn nên lựa chọn nên bạn tìm kiếm một sản phẩm chất lượng, độ ổn định
Máy đo hai chiều Insize
Nếu bạn đang tìm một thương hiệu có giá thành rẻ, chất lượng ổn định thì Insize có thể là một thương hiệu mà bạn đang tìm kiếm. Trong vài năm trở lại đây, các sản phẩm đo lường chính xác của Insize đang được sử dụng phổ biến hơn
Insinze cũng mang đến cho bạn các dòng máy đo hai chiều với nhiều mẫu mã đa dạng khác nhau giúp cho khách hàng có nhiều sự lựa chọn phục vụ cho công việc của mình
Ưu điểm của các sản phẩm đến từ Insize là thiết bị có ngoại hình đẹp, giá thành trunh bình, phần mềm của nhà sản xuất ổn định cho nhiều nhu cầu công việc
Máy đo 2D Jatentech
Jaten là một thương hiệu chuyên sản xuất các dòng máy đo cơ khí chính xác cao với các sản phẩm chủ lực như máy đo VMM, máy đo CMM, máy nhỏ keo CNC, máy chiếu biên dạng… được sản xuất và gia công với độ hoàn thiện tốt
Các sản phẩm đến từ Jaten được trang bị phần mềm riêng cho khả năng làm việc nhanh chóng, chính xác mà không cần phải thông qua phần mềm đo lường từ các bên thứ ba
Nếu bạn đang tìm kiếm một máy đo 2D với giá thành rẻ, khả năng đo lường cơ bản đến nâng cao ổn định thì đây cũng là một thương hiệu mà bạn có thể cân nhắc lựa chọn
Mua máy đo VMM ở đâu
Là một thiết bị đo với nhiều tính năng về phần mềm và phần cứng, nên khi chọn mua máy đo VMM bạn cần tìm đến các nhà cung cấp lớn, uy tín có kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực phân phối thiết bị đo để nhận được sự hỗ trợ tư vấn tốt nhất, chọn đúng thiết bị có thể đáp ứng được yêu cầu sử dụng của mình
Lidinco với kinh nghiệm hơn 10 năm trong lĩnh vực phân phối thiết bị đo lường điện tử, đo lường cơ khí chính xác, đo các thông số môi trường. Hiện đang cung cấp các dòng máy đo 2D VMM, máy đo 3D CMM, máy đo biên dạng đến từ nhiều thương hiệu khác nhau như Mitutoyo, Insinze, Jaten, Hexagon… đang cung cấp thiết bị cho nhiều nhà máy sản xuất trên khắp đất nước chắc chắn là một địa chỉ đáng tin cậy để bạn có thể chọn mua thiết bị cho mình
Lidinco có các chi nhánh và hỗ trợ kỹ thuật ở khắp mọi miền đất nước để có thể hỗ trợ quá trình vận hành của khách hàng được nhanh chóng và kịp thời nhất. Vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới để được tư vấn thêm về ứng dụng cũng như chọn mua sản phẩm
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ PHÁT TRIỂN CUỘC SỐNG
HCM: 028.39778269 – 028.36016797 – (Zalo) 0906.988.447
Skype: Lidinco – Email: sales@lidinco.com
Bắc Ninh: 0222.7300180 – Email: bn@lidinco.com
