Khi một xưởng sản xuất bắt đầu chế tạo trục xoay, họ thường sử dụng thiết bị CMM để đo kiểm thành phẩm. Tuy nhiên, nó là một công cụ đa năng chứ không phải là thiết bị chuyên biệt phục vụ mục đích đo kiểm trục xoay. Một công cụ chuyên biệt thường sẽ cho kết quả đo kiểm tốt hơn và hiệu quả hơn. Sau đây, ta sẽ tìm hiểu những ưu nhược điểm của từng công cụ trong việc đo kiểm trục xoay.

Mặc dù máy CMM hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu đo cho chi tiết tiện, thiết bị chuyên biệt đo trục đem đến những ưu điểm đáng lưu tâm sau đây :

1. Hiệu suất (tốc độ): Máy đo trục chuyên biệt sẽ hoạt động nhanh hơn RẤT nhiều so với một máy CMM thông dụng.

2. Độ lặp lại: Máy đo trục sẽ tự động hoá các quy trình và có thể đo được những chi tiết khó đo, do đó giảm thiểu sai sót do người sử dụng.

3. Tiết kiệm sức lao động: Máy đo trục được thiết kế đặc biệt để chống rung, giúp cho người sử dụng có thể đặt chúng gần khu vực xưởng gia công, sản xuất. Điều này là không thể được trong trường hợp của máy CMM vì những rung động của máy phay, tiện sẽ ảnh hưởng quá nhiều đến kết quả đo của máy CMM. Và việc này giúp giảm thiểu thời gian di chuyển của thành phẩm giữa quá trình gia công và đo kiểm.

4. Độ chính xác: Máy đo trục sử dụng nguyên ly đo theo trục xoay nên sẽ chính xác hơn việc phải di chuyển trên cả ba trục X-Y-Z của máy CMM.

Cơ chế hoạt động của máy đo trục

Máy đo trục chuyên dụng còn được biết đến với cái tên máy đo toạ độ trụ tròn. Theo Wikipedia, máy đo toạ độ trên trụ tròn còn có tên CCMM, là một phiên bản đặc biệt của máy đo toạ độ truyền thống CMM. Nó sử dụng một trục xoay và một đầu dò cố định theo một trục (X hoặc Y) để đo. Đầu dò sẽ di chuyển theo chiều dài của trục xoay và sẽ thu thập dữ liệu toạ độ đường kính.

Trong khi một máy đo CMM truyền thống di chuyển trên cả ba trục X, Y, Z, đầu dò của máy đo trục sẽ chỉ di chuyển dọc theo trục Z (trục xoay) và lên xuống theo trục Y (hoặc X tuỳ theo máy) để lấy toạ độ một cách chính xác. Đầu dò có thể dụng công nghệ đo tiếp xúc hoặc không tiếp xúc (bằng laser). Mẫu sẽ được gắn lên và xoay tròn theo trục Z.

Do nguyên lý hoạt động của máy đo trục đơn giản hơn so với máy CMM truyền thống, việc đảm bảo tính chính xác của các phép đo cũng trở nên dễ dàng hơn. Điều này giúp máy CCMM đạt được độ chính xác cao hơn máy CMM trong công việc đo kiểm trục xoay.

Ngoài ra người sử dụng chỉ cần gắn mẫu lên trục và để nó xoay, so với việc phải di chuyển đầu dò đến từng vị trí cần đo thì năng suất sẽ được cải thiện đáng kể.

Máy đo trục tiếp xúc

Máy đo trục tiếp xúc sử dụng đầu dò tiếp xúc với bề mặt cần đo để lấy thông số toạ độ của các điểm trên bề mặt mẫu. Phép đo trên yêu cầu độ chính xác cao của trục xoay trong trường hợp muốn đo biên dạng. Những chiếc máy này có thể đo độ tròn, đo kiểm bề mặt gia công, độ thẳng.

Tuy máy đo tiếp xúc có độ chính xác và độ lặp lại cao hơn các máy đo trục quang học, chúng có những hạn chế về kích thước đầu dò và chúng gặp khó khăn khi đo những chi tiết có góc cạnh hay những chỗ hõm vào.

Máy đo trục quang

"Quang" có nghĩa là máy đo sử dụng laser với phương pháp tam giác đạc hoặc một camera telecentric cộng thêm nguồn sáng. Trong hai công nghệ trên thì công nghệ sử dụng camera telecentric đang thịng hành hơn hiện nay. Với việc sử dụng camera thì máy có thể đo chi tiết trong trường nhìn của camera. Và kết hợp với việc sử dụng nhiều camera, máy đo trục quang có thể xử lí được những chi tiết mà máy đo tiếp xúc không thể đo được.

Tuy nhiên máy đo trục quang có nhược điểm là không có độ chính xác cao bằng máy đo tiếp xúc. Ngoài ra chúng không hoạt động tốt khi bề mặt phôi đo có quá nhiều chi tiết nhỏ hoặc các chi tiết có bán kính âm. Tuy vậy chúng lại có tốc độ đo cao hơn máy đo tiếp xúc và có thể đo một số chi tiết hõm mà đầu dò không thể chạm đến.

Máy đo trục kết hợp

Hiện nay, để loại bỏ các nhược điểm của hai loại máy đo trục trên, các hãng sản xuất bắt đầu tích hợp cả hai phương pháp đo vào trong một máy. Điều này giúp thiết bị trở nên đa năng hơn và có độ chính xác cao hơn. Tất nhiên chi phí cũng sẽ cao hơn những chiếc máy thông dụng. Do vậy, các nhà sản xuất thường sẽ đặt ra các tuỳ chọn lắp đặt, cho phép khách hàng lựa chọn sản phẩm phù hợp nhất với yêu cầu của họ.

Nên chọn máy đo trục nào?

Từ các thông tin trên, ta có thể thấy:

• Máy đo trục quang thích hợp trong trường hợp :
  • Cần phải đo nhanh bề mặt
  • Cần đo những chi tiết mà đầu do không thể chạm tới
  • Không cần biết chính xác độ tròn
  • Dễ dàng lập trình
  • Cần đo với công suất cao và chi phí thấp

Máy đo trục quang vì vậy sẽ thích hợp trong những xưởng sản xuất lớn hàng loạt các trục xoay có yêu cầu thấp về độ chính xác và không quá phức tạp.

• Máy đo trục tiếp xúc thích hợp trong trường hợp :
  • Cần biết chính xác độ tròn
  • Cần đo kiểm chất lượng của bề mặt gia công
  • Một số chi tiết có bán kính âm
  • Đo trục trong các chi tiết ống nơi mà ánh sáng không thể rọi tới

Trên đây là những ưu điểm của máy đo trục chuyên dụng hay còn được gọi là máy đo toạ độ trụ CCMM. Tuy nhiên thiết bị này yêu cầu một khoản đầu tư không hề nhỏ. Chính vì vậy, người sử dụng cần cân nhắc kỹ các yêu cầu về sản lượng, độ chính xác cũng như các chi tiết cần đo, để lựa chọn thiết bị phù hợp. Ngoài ra người mua cũng nên chọn các nhà sản xuất có uy tín để đảm bảo thiết bị sẽ hoạt động một cách hiệu quả nhất trong một thời gian ít nhất 10 đến 20 năm.

Mai Quang Đức

15:43 20/10/2020

2749 lượt xem