Nghiên cứu, ứng dụng cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo laser 3D theo phương pháp đo theo điểm dựa trên nguyên lý tán xạ

Bài viết này trình bày nghiên cứu cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo 3D laser theo phương pháp đo theo điểm. Phương pháp này có thể nói như là phương pháp đo từng điểm trên bề mặt của chi tiết, sau đó ghép các điểm này lại với nhau ta thu được biên dạng của chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu, ứng dụng cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo laser 3D theo phương pháp đo theo điểm dựa trên nguyên lý tán xạ LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu, ứng dụng cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo laser 3D theo phương pháp đo theo điểm dựa trên nguyên lý tán xạ Research, building theoretical basis for calculation, designing measuring 3D laser by measuring points method on the principle of scattering Phạm Ngọc Linh Email: linhpham110@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 4/10/2019 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 24/12/2019 Ngày chấp nhận đăng: 31/12/2019 Tóm tắt Bài báo này trình bày nghiên cứu cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo 3D laser theo phương pháp đo theo điểm. Phương pháp này có thể nói như là phương pháp đo từng điểm trên bề mặt của chi tiết, sau đó ghép các điểm này lại với nhau ta thu được biên dạng của chi tiết. Chiếu tia laser lên bề mặt của chi tiết, vệt sáng của tia laser trên bề mặt vật đo có vai trò như một vật phát sáng dạng ánh sáng tán xạ. Sử dụng một hệ quang tạo ảnh lên bề mặt của cảm biến quang điện. Khi bề mặt tại điểm đo dịch chuyển, thì vị trí điểm ảnh của tia laser trên cảm biến quang điện cũng dịch chuyển một lượng tương ứng. Khi đó quỹ đạo của điểm ảnh thu được sẽ tương ứng với bề mặt của chi tiết đo. Từ khóa: Tia laser; phương pháp đo theo điểm; nguyên lý tán xạ. Abstract This paper presents theoretical basis research to calculate and design 3D laser transducer according to point measurement method. This method can be said as the method of measuring each point on the surface of the part and then joining these points together to obtain the profile of the part. Projecting the laser on the surface of the component, the laser beam's light on the surface of the object acts as a scattered light emitting object. Use an optical system to create images on the surface of the photoelectric sensor. When the surface at the measuring point is shifted, the pixel position of the laser on the photoelectric sensor also moves the corresponding amount. The trajectory of the resulting pixel corresponds to the surface of the measuring element. Keywords: Laser; point measurement method; principle of scattering. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Việc kết hợp laser trong các thiết bị kiểm tra đo Trong đo lường điều khiển hiện đại, việc thu thập đạc cho phép đạt độ chính xác cao, thời gian lấy và xử lý thông tin qua ảnh để nhận biết đối tượng mẫu nhanh có thể đạt hàng ngàn lần trên giây [4]. và điều khiển đối tượng đang được quan tâm và Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu cơ sở lý ứng dụng rộng rãi, bởi phương pháp này giúp ta thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo laser 3D theo có thể thu nhận được nhiều thông tin từ đối tượng phương pháp đo theo điểm theo nguyên lý tán xạ. mà không cần tác động trực tiếp đến đối tượng. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Người phản biện: 1. PGS.TS. Hoàng Văn Gợt 2.1. Nguyên lý của phương pháp đo 2. PGS.TS. Trần Vệ Quốc Nguyên lý chung của các cảm biến đo bằng tia Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4 (67).2019 35 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC laser theo phương pháp tam giác lượng: tia sáng Tỷ số truyền [1]: laser chiếu lên bề mặt vật đo bị tán xạ. Vệt sáng K = b∆Zsin(i+g)/cos(i) của tia laser trên bề mặt vật đo có vai trò như một vật phát sáng dạng ánh sáng tán xạ [2]. Sử Sự phân bố cường độ sáng và hình dạng của dụng một hệ quang tạo ảnh lên bề mặt của cảm ảnh phụ thuộc vào góc tới i, góc nghiêng của trục quang g, độ lớn của ∆Z và dạng phóng tán xạ tại biến quang điện CB. Khi bề mặt tại điểm đo dịch điểm đo. chuyển một lượng ∆Z, thì vị trí điểm ảnh của tia laser trên cảm biến quang điện cũng dịch chuyển Cường độ sáng của điểm ảnh tia laser phụ thuộc một lượng tương ứng [1]: vào công suất của tia laser, độ tán xạ và đường kính vòng chắn sáng của hệ quang. Song việc ∆h = b∆Zsin(i+g)/cos(i) tăng đường kính vòng chắn sáng sẽ làm tăng độ Trong đó: không đều của phân bố cường độ sáng của điểm ảnh [3]. b: hệ số khuếch đại của hệ quang; Phương pháp tán xạ chịu ảnh hưởng ít của góc g: góc nghiêng của trục hệ quang với pháp tuyến nghiêng bề mặt điểm đo song lại phụ thuộc vào của mặt phẳng tới. đặc điểm tán xạ của bề mặt chi tiết đo và quang Tia lazer sai của hệ quang. Hiện nay hều hết các cảm biến đều dùng phương pháp tạo ảnh. 2.2. Hàm truyền đạt Cảm biến ...