Thiết Bị Đo, Dụng Cụ Đo qua các thời kỳ phát triển

Độ chính xác, đặc tính Dễ sử dụng và Tốc độ là một trong các yếu tố cơ bản. Nó liên quan chặt chẽ đến quá trình phát triển, phát minh các thiết bị đo lường, dụng cụ đo trên toàn thế giới. Trải qua nhiều thập kỷ cho đến nay, việc kiểm soát chất lượng sản phẩm - gia công cắt gọt, bồi đắp đều đã trở nên đơn giản mà hiệu quả hơn xưa. Bởi áp dụng các phương pháp tân tiến nhất.

Thiết bị đo hay dụng cụ đo là một thiết bị để đo đại lượng vật lý. Trong khoa học vật lý, đảm bảo chất lượng và kỹ thuật, đo lường là hoạt động thu thập và so sánh số lượng vật lý của các vật thể và sự kiện trong thế giới thực - Wikipedia

Các Phương Pháp Đo Kích Thước Sản Phẩm

GD&T: Khái Niệm Cơ Bản về Kích Thước và Dung Sai Đo Lường
Tại sao kích thước hình học và dung sai (GD&T) quan trọng?

1. Thước kẹp, Panme, dưỡng kiểm tra

Thước kẹp, panme và dưỡng kiểm tra là những dụng cụ đo phổ biến nhất. Giá thành rẻ, dễ sử dụng, gọn nhẹ, đo nhanh là các đặc điểm cơ bản của dụng cụ đo. Phương pháp này có thể đo kiểm các kích thước từ nhỏ vài milimet đến cả mét với độ chính xác có thể đạt được vài phần trăm hoặc nhỏ hơn. Tuy nhiên, hạn chế của dụng cụ đo thể hiện rõ khi phải đo kiểm tra các bề mặt cong phức tạp, biên dạng - đường biên của sản phẩm. Thêm nữa, vì kết quả đo phụ thuộc vào tay người đo. Thế nên thông thường, người dùng nên thao tác hai ba lần cho cùng một kích thước cần kiểm tra.

2. Máy đo toạ độ hai chiều VMM, ba chiều CMM

Máy đo tọa độ 2 chiều VMM rất phù hợp cho các phép đo hình chiếu, mặt cắt của sản phẩm. Có thể đo liên tục nhiều loại kích thước và hiển thị trực quan trên màn hình, sau đó xuất báo cáo kết quả thành file excel hoặc pdf. Đây là ưu điểm mà các dụng cụ đo đều không thể làm được. Với sự trợ giúp của phần mềm đo lường, máy còn có thể đo được góc của rãnh, đường kính rãnh. Đặc biệt nếu tích hợp thêm đầu dò máy VMM có thể trở thành máy đo tọa độ 3 chiều CMM.

Khác với máy đo tọa độ 2 chiều VMM. Máy đo tọa độ 3 chiều CMM là một thiết bị đo lường hoạt động trên nguyên tắc sử dụng đầu dò chạm vào bề mặt sản phẩm. Kết hợp với phần mềm đo lường để kiểm tra kích thước. Hệ thống máy CMM có hai thể loại. Điều khiển đo thủ công và điều khiển tự động bằng cách lập trình đo trên phần mềm chuyên dụng.

Máy đo CMM của hãng Measuring XYZ Đài Loan còn cho phép tích hợp CCD camera để có thể lập trình đo tương tự máy đo VMM. Giúp mở rộng khả năng đo lường tích hợp 2D và 3D trên cùng một thiết bị.

3. Cánh tay đo CMM

Cánh tay đo CMM là một bước phát triển hơn so với hệ thống máy đo cố định. Dựa trên những hạn chế của hệ thống máy đo VMM, CMM như: cố định, phải lắp đặt thiết bị trong phòng sạch, bị ảnh hưởng bởi rung động. Các nhà khoa học kỹ thuật đã phát minh ra cánh tay đo CMM, với nhiều ưu điểm giá trị: linh động, dễ đo, cho phép lắp đặt tại nhà xưởng.

Đặc biệt, cánh tay đo CMM cho phép chúng ta đo kiểm tra kích thước gia công trực tiếp trên máy công cụ mà không cần phải tháo sản phẩm đem vào phòng QC. Giúp tăng tốc độ đo kiểm và phòng tránh các tình huống sai số gá đặt, sai số cộng dồn khi phải gia công lại các sản phẩm chưa đạt dung sai. Bằng việc sử dụng cánh tay đo CMM, chỉ khi nào sản phẩm đạt dung sai cho phép thì tháo con hàng khỏi máy công cụ.

Tuy nhiên, độ chính xác của các cánh tay đo không thể so sánh với máy CMM cố định. Nếu một số máy CMM có độ chính xác 2 ~ 3 micron thì phạm vi từ 18 đến 96 micron là sai số khả dụng phổ biến của các cánh tay đo CMM.

4. Máy đo 3D Quang Số và 3D Laser

Hệ thống đo lường 3d quang số hoặc 3d laser được phát triển hướng đến đo kiểm soát chất lượng toàn bộ bề mặt sản phẩm. So với các thiết bị đo và dụng cụ đo ở trên chỉ cung cấp kết quả đo của từng vị trí cần thiết. Máy đo 3d quang số hay còn gọi là máy quét 3d công nghiệp. Máy đo 3d laser hay còn gọi là máy quét 3d cầm tay công nghiệp. Cả hai thiết bị này có khả năng sao chép chính xác toàn bộ bề mặt sản phẩm sau khi gia công xong và so sánh với dữ liệu thiết kế ban đầu. Và xuất báo cáo  chi tiết, trực quan bằng màu sắc.

Với phương pháp đo kiểm tra 3D quang số và 3d laser. Cho phép người dùng thiết lập chương trình đo kiểm tra 3d tự động hàng loạt sản phẩm. Hãy tưởng tượng, 20 nắp chai vừa ép nhựa xong, mổi nắp chai như trên có 100 kích thước dung sai cần kiểm tra. Thậm chí một số kích thước rất phức tạp do nằm trong hốc rãnh nhỏ. Một số vị trí khác cần kiểm tra biên dạng, lắp ráp. Tất cả công việc này sẽ được kỹ sư đo lường thực hiện một nắp chai đại diện duy nhất, và lưu thành chương trình master. Sau đó, 19 nắp chai còn lại sẽ được kiểm tra và xuất báo cáo tự động với đầy đủ kích thước.

Giải pháp này giúp rút ngắn thời gian đo kiểm từ 1 tuần, chỉ còn 1 giờ trên mổi sản phẩm. Một số kích thước không thể thực hiện kiểm tra bằng phương pháp truyền thống. Nhưng với 3d quang số và laser thì kết quả kiểm tra thoả mãn hoàn toàn các yêu cầu của bộ phận QC/QA.