chế tạo thiết bị quét laser dùng trong kỹ thuật ngược phục vụ đào tạo tại trường đại học nha trang

LỜI MỞ ĐẦU Kỹ thuật ngược được ra đời từ những thập niên 90 của thế kỷ trước và đã được nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực phát triển nhanh sản phẩm, tạo ra nhiều mẫu mã, kiểu dáng kh

LỜI MỞ ĐẦU

Kỹ thuật ngược được ra đời từ những thập niên 90 của thế kỷ trước và

đã được nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực phát triển nhanh sản phẩm, tạo ra nhiều mẫu mã, kiểu dáng khác nhau nhằm đáp ứng kịp thời với nhu cầu, đòi hỏi ngày càng cao của xã hội Tại Việt Nam, nhiều công ty về chế tạo máy, nhất là các công ty khuôn mẫu, đồ chơi trẻ em, đã áp dụng kỹ thuật ngược để thiết kế và phát triển sản phẩm Tuy nhiên, đa số trường đại học có đào tạo ngành chế tạo máy ở nước ta lại chưa có điều kiện để cho sinh viên tiếp cận với kỹ thuật này Một trong những nguyên nhân là do thiết bị dùng trong kỹ thuật ngược tương đối đắt Trường Đại học Nha Trang cũng không phải ngoại lệ

Để phần nào tháo gỡ vướng mắc trên, em đã chọn đề tài “Chế tạo thiết

bị quét laser dùng trong kỹ thuật ngược phục vụ đào tạo tại trường Đại học Nha Trang” để làm đồ án tốt nghiệp Nội dung thực hiện trong đề tài này gồm

5 chương:

Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật ngược

Chương 2: Xây dựng kết cấu thiết bị

Chương 3: Chế tạo thiết bị

Chương 4: Quét thử nghiệm và hiệu chỉnh thiết bị

Kết luận và đề xuất ý kiến

Được sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn, sự đóng góp ý kiến của bạn

bè và sự nỗ lực của chính bản thân không mệt nghỉ đã giúp em hoàn thành xong đề tài này Mặc dù đã cố gắng tuy nhiên do trình độ còn hạn chế và kinh phí eo hẹp nên đồ án còn nhiều khiếm khuyết Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ thầy cô và bạn bè

Xin chân thành cảm ơn !

Nha Trang, tháng 7 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Phan Dũng Sỹ

LỜI CẢM ƠN

Thấm thoát đã gần 4 năm của giảng đường đại học, để có ngày nhận quyết định làm đề tài tốt nghiệp và hoàn thành đề tài này, đó không chỉ là sự cố gắng của riêng bản thân em mà bên cạnh đó còn có rất nhiều sự ủng hộ, dạy bảo và giúp đỡ của gia đình, thầy cô và bạn bè, đây thật sự là một chặn đường dài chan chứa bao nỗi vui buồn nhưng cùng vô cùng ý nghĩa Thông qua đề tài này, em xin có lời cảm ơn đến tất cả những người đã quan tâm giúp đỡ em trong những tháng ngày đại học:

Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn tất cả những thầy cô của trường Đại học Nha Trang nói chung và những thầy cô trong khoa Cơ khí, Bộ môn Chế Tạo Máy, Xưởng cơ khí nói riêng đã dạy dỗ và dìu dắt em từ những ngày đầu bước vào giảng đường đại học

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Thầy TS Nguyễn Văn Tường đã tình giúp đỡ và chỉ bảo, động viên em trong quá trình thực hiện đề tài này

Qua đây, em cũng muốn nói lời cảm ơn đến gia đình, đặc biệt là bố mẹ, anh chị em đã tạo điều kiện thuận lợi từ vật chất đến tinh thần để em có thể hoàn thành khoá học

Cuối cùng xin cảm ơn bạn Đỗ Tùng lớp 50CT2 đã rất nhiệt tình cố vấn, thầy Vũ Hoàng Thanh, anh Tiến công ty TNHH Hồng Thành, anh Phương tổ phó bảo trì sân golf Vinpearland, anh Nhân, anh Giang Meslab, anh Tuấn Hà Nội… đã cùng giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Phan Dũng Sỹ

LỜI CAM ĐOAN

Sinh viên: Phan Dũng Sỹ, lớp 50CT2 nghiêm chỉnh chấp hành tốt nội quy làm tốt nghiệp và không sao chép nội dung đề tài Nội dung đề tài này do chính tác giả thực hiện từ ngày 20/2/2012 đến ngày 2/6/2012

Sinh viên thực hiện

Phan Dũng Sỹ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT NGƯỢC

1.1 Mở đầu

Từ những năm đầu thập niên 90 của thế kỷ trước, kỹ thuật ngược (Reverse Engineering), đã được nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực phát triển nhanh sản phẩm, tạo ra nhiều mẫu mã, kiểu dáng khác nhau nhằm đáp ứng kịp thời với nhu cầu, đòi hỏi ngày càng cao của xã hội Đặc biệt trong lĩnh vực thiết kế mô hình 3D từ mô hình cũ đã có sẵn nhờ sự trợ giúp của máy tính thông qua các gói phần mềm CAD/CAM [2, trang 7]

Để chế tạo sản phẩm, đầu tiên người thiết kế phải hiểu rõ kết cấu, chức năng của chi tiết, sau đó thiết kế và gia công trên các phần mềm CAD/CAM

để tạo ra sản phẩm, tuy nhiên việc thiết kế ban đầu (dữ liệu đầu vào) mất rất nhiều thời gian, công sức, năng suất thấp Trong thực tế, người ta cần chế tạo những mẫu có sẵn mà chưa (hoặc không) có mô hình CAD tương ứng (đồ cổ chẳng hạn), những chi tiết đã ngừng sản xuất từ lâu, những chi tiết không rõ xuất xứ, bộ phận con người, động vật,… Để tạo được mẫu của những sản phẩm này, trước đây người ta đo đạc rồi vẽ phác lại hoặc dùng sáp, thạch cao

để in mẫu Các phương pháp này cho độ chính xác không cao, tốn nhiều thời gian và công sức, đặc biệt là những chi tiết phức tạp Ngày nay người ta đã sử dụng máy quét hình để quét hình dáng của chi tiết sau đó nhờ các phần mềm CAD/CAM chuyên dụng để xử lý dữ liệu quét và cuối cùng sẽ tạo được mô hình CAD 3D với độ chính xác cao Mô hình 3D này có thể được chỉnh sửa nếu cần [2, trang 7] Vậy quy trình để thiết kế và chế tạo một sản phẩm theo

kỹ thuật ngược như sau: sản phẩm - đo và kiểm tra - tái thiết kế - tạo mẫu thử

và kiểm tra - sản phẩm [4]

Sau đây là một số lý do sử dụng kỹ thuật ngược

- Một số sản phẩm gốc đầu tiên đã không sản xuất từ lâu, nhưng khách hàng cần sử dụng sản phẩm đó lại

nên lỗi thời, cổ xưa

- Sản phẩm ban đầu đã mất tài liệu thiết kế

- Tạo lại dữ liệu hoặc chế tạo từng phần mà không có dữ liệu CAD, hoặc với dữ liệu đã trở nên quá lỗi thời hoặc đã bị mất

- Kiểm tra và quản lý chất lượng, so sánh chế tạo từng bộ phận được thiết kế trong mô hình CAD

- Một vài sản phẩm xấu cần loại ra… chất lượng quá kém, đòi hỏi cần phải cải thiện, giảm mức phế phẩm ở giá trị thấp nhất

- Thăm dò thị trường và cải tiến sản phẩm

- Tạo dữ liệu 3D từ những nét đặc biệt, mô hình hoặc tạo một tác phẩm điêu khắc

- Sáng tạo ra các kiểu răng, hoặc phẩu thuật lắp ráp các bộ phận cơ thể, tạo ra một loạt thân thể từng phần hoặc lập kế hoạch phẩu thuật [6, trang 3]

1.2 Một số ứng dụng của kỹ thuật ngƣợc trong công nghiệp

1.2.1 Kỹ thuật ngược trong ngành công nghiệp ô tô

Hình 1.1 Quy trình áp dụng kỹ thuật ngược ở các công ty ô tô của Nhật

Để sản xuất ra một chiếc ô tô phải mất rất nhiều thời gian Theo như các phương pháp truyền thống sử dụng bộ ba CAD/CAM/CAE thì phải mất trên 3 tháng mới hoàn thành xong sản phẩm Các công ty Nhật Bản chọn phương án dùng kỹ thuật ngược để có thể rút ngắn thời gian thiết kế cũng như cạnh tranh thị trường trên thế giới và quy trình mà họ áp dụng rất thành công Hình 1.1 biểu diễn quy trình áp dụng kỹ thuật ngược ở các công ty ô tô của Nhật [6, trang 142] Hiện nay quy trình này cũng được nhiều công ty sản xuất

ô tô trên thế giới áp dụng

Các bước thực hiện khi áp dụng kỹ thuật ngược trong sản xuất ô tô như sau:

Bước 1: Tạo mô hình đất sét

Hình 1.2 Tạo mô hình đất sét Hình 1.3 Dán keo lên mô hình Bước 2: Quét mẫu đất sét dùng thiết bị quét laser

Bước 3: Xử lý dữ liệu quét bằng phần mềm chuyên dụng

Hình 1.4 Mô hình CAD sau khi xử lý

Bước 4: Chế tạo mô hình

Hình 1.5 Chế tạo mô hình trên máy CNC

Hình 1.6 Mô hình hoàn chỉnh

Bước 5 : Tạo mô hình với kích thước thật

Bước 6 : Quét mô hình thật

Hình 1.7 Quét mô hình thật

Bước 7:Xử lý dữ liệu quét bằng phần mềm chuyên dụng

Hình 1.8 Mô hình CAD của xe thật

1.2.2 Ứng dụng trong đo và kiểm tra sản phẩm

Bất kì một sản phẩm nào sau khi sản xuất xong để được đưa ra thị trường đều phải được kiểm tra xem có đảm bảo điều kiện làm việc của nó không vì vậy trong các ngành sản xuất đặc biệt là sản xuất cơ khí chính xác luôn có một bộ phận gọi là bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm Để kiểm tra chính xác được các kích thước hoặc các bề mặt đặc biệt là các bề mặt phức tạp và có kích thước lớn người ta thường sử dụng công nghệ quét laser

1.2.3 Ứng dụng trong ngành khuôn mẫu

Ngoài việc dựng lại chi tiết để để làm khuôn như đã nói ở trên thì việc kiểm tra lại các kích thước của lòng lõi khuôn trước khi đưa vào sản xuất có ý nghĩa quyết định trong ngành khuôn mẫu Khi đó người ta đo các kích thước trong lòng lõi khuôn và so sánh với các kích thước mẫu ban đầu từ đó tìm ra các sai lệch giữa chúng để có phương án sửa chữa cho phù hợp

1.2.4 Ứng dụng trong cải tiến kiểu dáng sản phẩm

Trong bối cảnh gia nhập WTO nên số lượng cũng như kiểu dáng càng ngày phong phú và đa dạng, nếu đem sản phẩm ra bán trên thị trường trong vòng nhiều năm mà không thay đổi kiểu dáng cũng như tính thân thiện với môi trường thì giá trị đem lại rất thấp, sản phẩm không có tính mới lạ, chất

lượng không đạt yêu cầu, khó có thể đứng vững trên thị trường Do đó câu hỏi luôn đặt ra với người thiết kế, ngày càng hoàn thiện đi đôi với bảo vệ môi trường cũng như khả năng an toàn của sản phẩm là rất cao Với nhu cầu thị trường hiện nay, ngoài việc các sản phẩm sản xuất, nâng cao được tính năng thì yêu cầu về thẩm mĩ cũng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc tiêu thụ sản phẩm của các ngành sản xuất như ngành sản xuất xe máy, ô tô, điện thoại di động, laptop,…đó là lĩnh vực phát triển rất mạnh hiện nay và có yêu cầu về tính thẩm mĩ cao vì vậy người ta luôn luôn cần cải tiến kiểu dáng cho sản phẩm Với các chi tiết cần cải tiến người ta chỉ cần cải tiến một phần nào

đó trên đó của sản phẩm khi ấy người ta sử dụng công nghệ quét laser để lấy mẫu chi tiết cần cải tiến Sau đó dùng phần mềm thiết kế dựng lại chi tiết đó

và vẽ thêm vào hình dáng các bề mặt cần cải tiến vì vậy chi tiết thiết kế ra vẫn đảm bảo tính lắp ghép với các chi tiết khác mà làm cho sản phẩm có kiểu dáng mới

1.2.5 Ứng dụng trong thiết kế sản phẩm mới

Trong các ngành sản xuất luôn luôn cần phải đưa ra các kiểu dáng hoàn toàn mới cho sản phẩm để đảm bảo nhu cầu của thị trường, với những sản phẩm phức tạp việc dựng các chi tiết của sản phẩm đó trên phần mềm gặp khó khăn, khi đó người ta dùng thạch cao hoặc đất sét tạo kiểu dáng cho chi tiết, rồi sử dụng máy quét laser lấy mẫu lại chi tiết và cuối cùng đưa lên phần mềm dựng lại hình dáng cho sản phẩm

1.2.6 Ứng dụng trong ngành khảo cổ học

Trong ngành khảo cổ học có những vật người ta cần tạo ra một bản sao

để trưng bày, mục đích là để bảo tồn bản gốc để làm được việc đó người ta sử dụng công nghệ quét laser lấy mẫu lại hình dáng của vật sau đó sử dụng phần mềm CAD/CAM thiết kế và gia công tạo được hình dáng của sản phẩm và cuối cùng sử dụng màu sắc để làm cho vật có hình dạng giống với vật mẫu 1.2.7 Ứng dụng trong y học, phẩu thuật và tái tạo

Kỹ thuật ngược cũng được ứng dụng khá phổ biến trong y học ở các nước tiên tiến Một số ví dụ điển hình của việc áp dụng kỹ thuật ngược trong

y học là tạo xương nhân tạo, tạo răng hàm giả

+ Tạo xương nhân tạo: Trong y học nhiều khi có những vụ tai nạn gây

vỡ hỏng một phần nào đó của xương như hộp sọ chẳng hạn Yêu cầu đặt ra là phải tái tạo lại được phần xương đó để thay thế cho phần xương đã bị mất đi

và phần được thay thế đó phải phù hợp và có độ chính xác cao Trong trường hợp này người ta có thể sử dụng máy quét laser để lấy lại mẫu xương và dùng

việc lấy dữ liệu chuyển động của cơ thể và mô hình khớp gối

Hình 1.9 Lấy dữ liệu chuyển động của cơ thể và mô hình khớp gối

+ Ứng dụng trong nha khoa: Người ta dùng máy quét laser để lấy mẫu răng hàm rồi tạo mẫu răng giả với sự hỗ trợ của công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.10 Ứng dụng kỹ thuật ngược tạo răng giả

1.3 Quy trình kỹ thuật ngƣợc

Các giai đoạn của kỹ thuật ngược được trình bày trên hình 1.11

Hình 1.11 Các giai đoạn kỹ thuật ngược

a Giai đoạn quét hình

Dùng máy quét hình để quét hình dáng của vật thể Có thể dùng máy quét dạng tiếp xúc (như máy đo tọa độ 3 chiều Coordinate measuring Machine –CMM), máy quét dạng không tiếp xúc (máy quét laser, thiết bị quét quang học và thiết bị dùng cảm biến CCD)

Khi sử dụng máy CMM thì đầu dò tiếp xúc với bề mặt cần đo Mỗi vị trí đo sẽ cho một điểm có tọa độ (x,y,z) Tập hợp các điểm đo sẽ cho một đám mây các điểm [2, trang 7]

Hình 1.12 Máy CMM

Khi sử dụng máy quét laser thì chùm tia laser từ máy chiếu vào vật thể

sẽ phản xạ trở lại cảm biến thu Hình dạng của toàn bộ vật thể được ghi lại bằng cách dịch chuyển hoặc quay vật thể trong chùm ánh sáng hoặc quét chùm ánh sáng ngang qua vật (hình 1.13) Phương pháp này có độ chính xác kém hơn phương pháp đo tiếp xúc

Hình 1.13 Quét vật thể dùng tia laser có cấu trúc đường

Cả hai phương pháp đều cho dữ liệu vì chi tiết tập hợp các điểm (đám mây điểm) Đám mây điểm này phải được chuyển sang dạng lưới (thường là lưới đa giác) để xây dựng mặt

b Giai đoạn xây dựng mặt bao gồm 3 bước

1 Xây dựng lưới từ đám mây điểm

2 Đơn giản hoá lưới bằng cách giảm số lượng các hình trong lưới và tối ưu hoá vị trí các đỉnh và cách kết nối các cạnh của mỗi hình đơn trong lưới sao cho các đặc điểm hình học không thay đổi

3 Chia nhỏ lưới (đã được đơn giản hoá) để tạo bề mặt trơn theo ý muốn Kết quả là ta được một bề mặt trơn và được chuyển thành file CAD với các định dạng như: IGES, DXF, STL, PLY… [2, trang 8]

c Tạo mẫu

Từ dữ liệu mô hình CAD, có thể áp dụng công nghệ tạo mẫu nhanh để tạo mẫu sản phẩm Cũng có thể tạo mẫu trên máy phay CNC, khi đó phải lập trình NC nhờ các phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp để tạo ra các đường chạy dao Hình 1.14 minh họa quá trình phay mẫu mặt người trên máy phay CNC

Hình 1.14 Phay mẫu trên máy CNC

1.4 Máy quét laser

1.4.1 Phép đo đạc tam giác

Như đã trình bày ở trên, có thể sử dụng nhiều loại máy quét khác nhau trong kỹ thuật ngược Trong số này thì máy quét laser được sử dụng phổ biến nhất Hầu hết máy quét laser dùng phép đo đạc tam giác hình học đơn giản để xác định toạ độ mặt của đối tượng cần quét Hình 1.15 trình bày hai sơ đồ đo đạc tam giác sử dụng các CCD camera

Trên hình 1.15a, hệ thống chỉ có một camera, thiết bị truyền vệt sáng hoặc (đường thẳng) trên đối tượng tại góc đã được định nghĩa trước CCD camera nhận thấy vị trí phản xạ của điểm (hoặc đường thẳng) lên trên bề mặt Trên hình 1.15b, hệ thống có 2 CCD camera, ánh sáng đèn chiếu không được hấp thụ trong phạm vi hoạt động và có thể do có sự di chuyển vệt sáng hoặc đường

Theo phương pháp tam giác (hình 1.15a), năng lượng nguồn sáng tập trung và chiếu ra tia sáng là góc lên trên bề mặt đối tượng quét Thiết bị cảm quang nhận ánh sáng phản chiếu từ các điểm chiếu sáng lên bề mặt Cố định chiều dài chuẩn L giữa nguồn sáng và camera đã được xác định trước, dùng phương pháp đo tam giác khi biết trước góc , khoảng cách tiêu điểm camera

F Tọa độ ảnh chiếu sáng là điểm P Vị trí điểm chiếu sáng với tọa độ hệ thống camera có thể tính toán như sau [6, trang 39]:

Hình 1.15 Các phương pháp đo đạc tam giác

1.4.2 Máy quét laser với chùm laser có cấu trúc đường

Hình 1.16 trình bày nguyên lý làm việc của máy quét laser với chùm laser có cấu trúc đường Chùm tia laser phát ra từ nguồn sáng thông qua bộ biến đổi quang học thấu kính tạo nên đường laser mảnh Chùm tia laser sau

đó được chiếu vào bề mặt vật cần quét tạo nên một mặt cắt Ánh sáng phản chiếu từ vật thể được cảm biến CCD camera thu nhận Tại mỗi mặt cắt tạo ra một ảnh 2 chiều Hình dạng của hình ảnh 2 chiều này được ghi lại bằng CCD

kỹ thuật số Phần mềm xử lý dữ liệu kèm theo máy sẽ tự động tính toán các giá trị toạ độ điểm trên bề mặt vật thể và sau lưu vào trong một cơ sở dữ liệu

và cuối cùng tổng hợp lại thành bề mặt của vật được đo dưới dạng đám mây

điểm Máy quét laser với nguyên lý này được được sử dụng phổ biến nhất trong kỹ thuật ngược

Hình 1.16 Nguyên lý làm việc của máy quét laser

Trên hình 1.17 là thiết bị quét laser cầm tay của hãng Leica (Mỹ)

Hình 1.17 Máy quét laser cầm tay của hãng Leica

Nhiều hãng chế tạo máy CMM cũng tích hợp khả năng quét laser lên máy CMM của họ Các hình 1.18 và 1.19 là một số ví dụ về máy CMM được tích hợp thiết bị quét laser

Hình 1.18 Thiết bị quét laser tích hợp trên máy CMM của hãng Faro

Hình 1.19 Thiết bị quét laser tích hợp trên máy CMM của hãng LDI (Mỹ)

1.5 Thiết bị quét laser theo công nghệ của hãng DAVID Vision Systems

1.5.1 Giới thiệu

Thiết bị quét laser theo mô hình máy quét David là thiết bị được phát triển để dùng phần mềm David của hãng DAVID Vision Systems (Đức) Đây

là hệ thống quét laser rẻ tiền dùng để thu thập dữ liệu 3D Khách hàng có thể

tự xây dựng thiết bị quét laser đơn giản với các yêu cầu phần cứng rẻ tiền như đèn laser cầm tay và một webcam hoặc một camera thang độ xám tiêu chuẩn Máy quét dạng này có nguyên lý của máy quét laser dùng chùm tia laser đường như đã được mô tả ở trên

1.5.2 Nguyên lý làm việc của thiết bị quét laser theo công nghệ của hãng DAVID

Hình 1.20 Nguyên lý máy quét laser

Hoạt động dựa trên nguyên lý phép đo đạt tam giác, bao gồm các bước thực hiện như sau:

Bước 1: Đặt cố định camera, di chuyển camera để cho camera nhận thấy các điểm trên tấm bìa hiệu chuẩn

Bước 2: Chiếu chùm tia laser đường vào đối tượng được đặt phía trước tấm bìa hiệu chuẩn, di chuyển nhiều góc độ khác nhau để camera chụp được ảnh của đối tượng dưới dạng bề mặt 2D

Bước 3: Lắp ghép các bề mặt 2D thành bề mặt 3D và lưu file quét dưới định dạng OBJ, STL, PLY

1.5.3 Yêu cầu cấu hình thiết bị

- Một camera hoặc webcam

- Một đèn laser đường cầm tay

- Bảng bìa hiệu chuẩn

- Máy tính cá nhân gồm các yêu cầu sau đây:

+ Sử dụng Win XP, Vista hoặc Window 7, chạy trên hệ điều hành 32bit hoặc 64bit

+ Có hai 2 cổng kết nối USB

+ Cấu hình máy: 2GHz CPU, 1GB RAM, CAD đồ họa loại NVIDIA Geforce hoặc ATI Radeon

Phần mềm: Hiện nay do vấn đề bản quyền nên hãng David chỉ cung cấp phần mềm dùng thử nhưng bị giới hạn một số tính năng trong lưu định dạng đuôi file

Kết luận: Trong đề tài này thiết bị quét laser được thiết kế chế tạo dựa theo

mô hình thiết bị của hãng David Tuy nhiên thiết bị sử dụng các phụ kiện giá

rẻ và được chế tạo theo điều kiện Việt Nam

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG KẾT CẤU THIẾT BỊ

2.1 Mở đầu

Trong đồ án này, thiết bị quét laser được chế tạo dựa theo mô hình thiết

bị quét laser của hãng DAVID Vision Systems Tuy nhiên, để chế tạo thiết bị với giá rẻ, phục vụ đào tạo thì cần có một số cải tiến nhất định về bộ phận phát laser và camera Ngoài ra, thiết bị còn được trang bị các động cơ dùng để

tự động quay đèn laser quay bàn máy mang vật thể cần quét

2.2 Phương án thiết kế

Với mục đích tạo ra thiết bị quét laser giá rẻ, phục vụ đào tạo nên yếu

tố đầu tiên đặt ra cho người thiết kế là thiết bị có kết cấu nhỏ gọn, linh hoạt,

sử dụng phù hợp ở mọi vị trí khác nhau Ở đây đưa ra 2 phương án thiết kế như sau:

- Phương án 1

1 Phần laser, camera và giá đỡ

Hình 2.1 Mô hình cơ khí

+ 1 laser đường (đỏ, xanh,…)

+ Dây điện, bulong, đai ốc…

+ 2 tấm thép chữ L

Mô hình máy quét tổng thể

Hình 2.7 Máy quét tổng thể

Ưu điểm

+ Có thể quét vật thể với kích thước lớn

+ Kết cấu bằng nhôm nên nhẹ

+ Di chuyển dễ dàng

Nhược điểm

+ Kết cấu cồng kềnh, điều chỉnh khó khăn cho người sử dụng + Bàn máy tùy chỉnh bằng tay, khả năng tự động bị hạn chế + Sử dụng CCD camera nên khá tốn kém

- Phương án 2

1 Phần laser, webcam và giá đỡ

Ƣu điểm

+ Kết cấu gọn nhẹ, dễ sử dụng

+ Có tính cơ động cao, khả năng tháo lắp nhanh

+ Sử dụng webcam với giá thành thấp

+ Bàn máy xoay nhờ có động cơ nên khả năng tự động hóa cao + Vật liệu có sẵn trong tự nhiên

Hình 2.11 Mô hình 3D

2 Chân đế

Dạng thép định hình dạng ống tròn, đường kính ngoài Ø27, dài 96mm, được hàn 3 tấm thép mỏng và 3 tấm thép ngắn để giữ 3 chân, vát mép Như hình 2.12

Hình 2.12 Chân đế

Hình 2.13 Mô hình 3D

3 Tấm gá webcam

Vật liệu thép ống Ø27, thép tấm dày 3mm

Hình 2.14 Tấm gá webcam

Hình 2.15 Mô hình 3D

4 Kiền giữ động cơ

Vật liệu Inox, bán kính R17, R18, kích thước 42x10, độ dày 1mm

8 Khớp nối giữa trục vít me và trục động cơ

Vật liệu nhựa, đường kính Ø8, dài 17mm

Hình 2.24 Khớp nối

3 Ống nối trục động cơ bàn máy

Vật liệu đồng ống, kích thước 70, đường kính Ø6,5

Hình 2.39 Ống nối trục động cơ bàn máy