Nghiên cứu, xây dựng cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo laser 3D theo phương pháp tự điều tiêu

Bài viết này trình bày nghiên cứu cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo 3D laser theo phương pháp tự điều tiêu. Phương pháp này có thể nói như là phương pháp đo độ song song bề mặt của chi tiết, chùm tia laser chiếu vào bề mặt chi tiết, với các chi tiết có bề mặt có tính phản xạ cao. Dựa vào sự dịch chuyển vị trí chi tiết vào gần hoặc ra xa vật kính thấu kính hội tụ sẽ tương ứng với sự dịch chuyển điểm hội tụ của chùm sáng khi cho đầu đo dịch chuyển tịnh tiến trên một khoảng đo trên bề mặt chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu, xây dựng cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo laser 3D theo phương pháp tự điều tiêu LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu, xây dựng cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo laser 3D theo phương pháp tự điều tiêu Research, building theoretical basis for calculation, designing measuring 3D laser by autofocus method Phạm Ngọc Linh Email: linhpham110@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 14/2/2019 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 26/3/2019 Ngày chấp nhận đăng: 28/3/2019 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 tự điều tiêu. Phương pháp này có thể nói như là phương pháp đo độ song song bề mặt của chi tiết, chùm tia laser chiếu vào bề mặt chi tiết, với các chi tiết có bề mặt có tính phản xạ cao. Dựa vào sự dịch chuyển vị trí chi tiết vào gần hoặc ra xa vật kính thấu kính hội tụ sẽ tương ứng với sự dịch chuyển điểm hội tụ của chùm sáng khi cho đầu đo dịch chuyển tịnh tiến trên một khoảng đo trên bề mặt chi tiết. Khí đó quỹ đạo của điểm hội tụ trên vật kính sẽ tương ứng với bề mặt của chi tiết đo. Từ khóa: Tia laser; phương pháp điều tiêu; đo không tiếp xúc. Abstract This paper presents a theoretical study to calculate and design 3D laser probes by auto focus. This method can be said to be a method of measuring the surface roughness of the particle, laser beam projecting into the detailed surface, with details of the high reflecting surface. Depending on the location of the moving object near or far away from the objective, the focusing lens corresponds to the shift of the focus point of the beam as the transducer moves within the detailed measuring range. The orbit of the focusing point on the objective will correspond to the surface of the measurement. Keywords: Laser; autofocus method; non-contact measurement. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ có tính phản xạ cao. Dựa vào sự dịch chuyển vị trí chi tiết vào gần hoặc ra xa vật kính thấu kính hội tụ Trong đo lường điều khiển hiện đại, việc thu thập sẽ tương ứng với sự dịch chuyển điểm hội tụ của và xử lý thông tin qua ảnh để nhận biết đối tượng chùm sáng khi cho đầu đo dịch chuyển tịnh tiến và điều khiển đối tượng đang được quan tâm và trên một khoảng đo trên bề mặt chi tiết, khi đó do ứng dụng rộng rãi, bởi phương pháp này giúp ta có sự chênh lệch về chiều cao mấp mô bề mặt chi có thể thu nhận được nhiều thông tin từ đối tượng tiết tại các điểm khác nhau sẽ cho ta các điểm hội mà không cần tác động trực tiếp đến đối tượng. tụ có thể dịch chuyển về trước hoặc sau bề mặt Việc kết hợp laser trong các thiết bị kiểm tra đo chi tiết, có nghĩa là có những chỗ trên bề mặt bị lồi đạc cho phép đạt độ chính xác cao, thời gian lấy ra hoặc lõm vào làm cho chùm sáng không thể hội mẫu nhanh có thể đạt hàng ngàn lần trên giây [3]. tụ trên bề mặt chi tiết [4,5]. Nếu chúng ta dùng một Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu cơ sở lý thiết bị chuyển đổi năng lượng từ dạng tín hiệu thuyết để tính toán, thiết kế đầu đo laser 3D theo quang sang tín hiệu điện, có thể thấy rõ sự sai biệt phương pháp điều tiêu. này và xây dựng được một đường đặc tuyến thể hiện mối quan hệ giữa các Δ z và hiệu điện thế 2. XÂY DỰNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT đầu ra. Dựa vào mối quan hệ đó, chúng ta có thể 2.1. Nguyên lý của phương pháp đo xác định biên dạng bề mặt cần đo. Phương pháp này có thể nói như là phương pháp Sẽ xảy ra một số trường hợp như điểm hội tụ rơi đo độ song song bề mặt của chi tiết, chùm tia laser vào trước hoặc sau hoặc nằm chính xác trên bề chiếu vào bề mặt chi tiết, với các chi tiết có bề mặt mặt chi tiết, tương ứng với nó sẽ có các hình ảnh chùm sáng chiếu lên photodetector giúp ta nhận Người phản biện: 1. PGS.TS. Nguyễn Văn Vinh diện sai biệt tín hiệu và nhận ra vị trí vật kính so 2. TS. Vũ Văn Tản với chi tiết. Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(64).2019 57 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Z Hiển thị Đầu đo Cụm điều quang khiển đo Z Máy Chi tiết đo Tia laser tính Cụm chuyển dich Y Y X Bàn ga chi tiết Cụm dịch chuyển X H ...