Các phương pháp đo kích thước sản phẩm
Công nghệ ngày càng phát triển thì càng yêu cầu những máy móc, sản phẩm có độ chính xác cao, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, tính thẩm mỹ. Những sản phẩm hoặc chi tiết cao cấp yêu cầu độ chính xác đến micromet, những dụng cụ máy móc đo lường được sản xuất với mức chính xác cao hơn là đến nanomet thậm chí đến picomet. Trong sản xuất các sản phẩm công nghiệp ở Việt Nam hiện nay, các thiết bị được sử dụng để đo kích thước bao gồm:
1. Các thiết bị, dụng cụ đo kích thước đơn chức năng
1.1 Panme, thước kẹp
Panme, thước kẹp là những dụng cụ đo lường kích thước phổ biến nhất, với ưu điểm giá rẻ, dễ sử dụng, dễ bảo quản, gọn nhẹ, tính ổn định cao, độ bền cao. Mẫu mã đa dạng như hiển thị cơ, hiển thị đồng hồ, hiển thị điện tử. Có nhiều loại đầu đo với các ứng dụng khác nhau như đo khoảng cách, đường kính trong ngoài, đo ren, đo điểm, đo sâu…. Thước kẹp đo được với kích thước lớn, có thể lên đến cả met tuy nhiên độ phân giải không cao, chỉ 0.01mm, ngoài ra độ chính xác còn phụ thuộc vào tay người đo. Panme có độ chính xác cao hơn đến 0.001mm, nhưng khoảng đo tối đa chỉ 25mm nên rất bất tiện khi đo với các loại kích thước khác nhau.
1.2 Đồng hồ so
Đồng hồ so ít được sử dụng để đo kích thước hơn là panme, thước kẹp do sự hạn chế của nguyên lý hoạt động của nó là thân cố định chỉ có 1 đầu đo tiếp xúc với vật cần đo. Đồng hồ so chủ yếu là được sử dụng để so, rà như so chiều cao, so độ sâu, so độ phẳng, tròn trụ, đồng tâm…… Tuy nhiên trong một số trường hợp cần thiết đồng hồ so cũng được sử dụng để đo kích thước. Với dải so thấp từ 0~25mm (chủ yếu để so, rà) độ phân giải có thể lên đến 0.001mm, với dải đo lớn từ 0~100mm độ phân giải lại thấp hơn, chỉ 0.01mm.
1.3 Các loại dưỡng kiểm
Để kiểm tra nhanh hoặc kiểm tra sản phẩm sản xuất có đúng theo một chuẩn cố định hay không có thể sử dụng các loại dưỡng kiểm. Đây là những loại dưỡng đã được nhà sản xuất theo đúng kích thước định sẵn, chỉ việc đặt lên vị trí cần kiểm tra là biết có đạt hay không đạt. Các loại dưỡng kiểm bao gồm dưỡng dài, khoảng cách, dưỡng khe, dưỡng lỗ, dưỡng ren trong hay ren ngoài, dưỡng góc, đường kính, dưỡng đo khe hở, eke vuông, dưỡng côn….. Các loại dưỡng kiểm này không đo được kích thước, chỉ dùng để kiểm tra nhanh xem sản phẩm đạt hay không đạt.
2. Các thiết bị dụng cụ đo kích thước đa chức năng
2.1 Máy chiếu biên dạng
Máy chiếu biên dạng hoạt động trên nguyên tắc phóng to hình chiếu của vật cần đo lên một màn chiếu, hình ảnh nhìn thấy trên màn chiếu là bóng của vật thể. Vật thể có thể phóng to lên vài chục lần tùy vào vật kính được sử dụng. Từ đây có thể đo được các kích thước phẳng theo 2 chiều X/Y bằng cách đánh dấu rồi di chuyển bàn di mẫu, đo góc bằng cách đánh dấu rồi quay góc của màn chiếu, xác định đường kính hoặc bán kính bằng cách đặt dưỡng có sẵn lên màn chiếu để so. Ưu điểm của máy chiếu biên dạng là có thể đo kích thước của các vật nhỏ, đo được nhiều loại kích thước gồm khoảng cách, góc, đường kính với dải đo lớn, độ chính xác cao đến 0.001mm. Hình ảnh trên màn chiếu chỉ là bóng của vật thể nên chỉ có thể nhìn thấy và đo biên dạng ngoài của sản phẩm (nên gọi là máy chiếu biên dạng) mà không thể đo được các loại kích thước trên mặt sản phẩm cũng như các loại kích thước khác.
2.2 Máy đo tọa độ 2 chiều, 3 chiều – video measuring machine
Máy đo tọa độ 2 chiều mới được sản xuất những năm gần đây và ngày càng khẳng định được tính ưu việt của nó. Máy là sự kết hợp giữa bàn di mẫu cơ khí có gắn thước quang học, camera kỹ thuật số có độ phân giải cao và phần mềm đo lường tích hợp. Sản phẩm được đặt trên bàn di mẫu, hình ảnh đi qua bộ thấu kính quang học có mức phóng đại từ vài lần đến vài trăm lần đến camera kỹ thuật số rồi xuất sang phần mềm trên máy tính. Lúc này phần mềm dựa vào hình ảnh và tọa độ 2 chiều của thước quang trên bàn di mẫu có thể tiến hành đo đạc các kích thước trên sản phẩm. Người sử dụng chỉ cần nhìn hình ảnh sản phẩm trên phần mềm và đo các loại kích thước từ đơn giản như điểm, khoảng cách, góc, cung tròn, đường kính đến các kích thước kết hợp như khoảng cách giữa điểm với đường, khoảng cách giữa 2 đường, góc 2 tiếp tuyến, khoảng cách giữa 2 tâm đường tròn, đường trung tuyến…. Máy đo tọa độ 2 chiều có thể đo liên tục nhiều loại kích thước và cùng hiện trên phần mềm sau đó xuất kết quả thành file báo cáo, điều này các thiết bị trên đều không thể làm được. Đặc biệt với những phần mềm cao cấp đi kèm, máy còn có thể đo được góc của rãnh, đường kính rãnh hoặc nếu tích hợp thêm đầu dò đo chiều cao máy trở thành máy đo tọa độ 3 chiều. Máy đo tọa độ 2 chiều (video measuring machine) đang dần dần thay thế cho máy chiếu biên dạng do tính đa năng, dễ sử dụng và giá trị đầu tư cũng thấp hơn nhiều. Các tập đoàn lớn như Samsung, Toyota, Honda, Toshiba…. các Vender, các công ty có vốn đầu tư nước ngoài FDI đều sử dụng nhờ tính ưu việt của nó. Thậm chí nó còn trở thành tiêu chuẩn bắt buộc phải có để các công ty sản xuất có thể trở thành Vender hay tham gia vào chuỗi cung ứng toàn cầu cho các tập đoàn lớn.
2.3 Máy đo tọa độ 3 chiều – coordinate measuring machine
Khác với máy đo tọa độ 2 chiều VMM, máy đo tọa độ 3 chiều CMM hoạt động trên nguyên tắc sử dụng đầu dò chạm vào bề mặt sản phẩm kết hợp với phần mềm để đo đạc sản phẩm. Vị trí của đầu dò được thiết lập thành tọa độ 3 chiều X/Y/Z, khi di chuyển đầu dò từ vị trí này sang vị trí khác thì có sự thay đổi các thông số và phần mềm dựa vào đó để tính các kích thước. Ngoài khả năng đo, kiểm tra các loại kích thước trên sản phẩm máy còn có thể quét lại sản phẩm dưới dạng hình ảnh 3 chiều để đưa vào phần mềm bằng cách rà đầu dò trên toàn bộ bề mặt sản phẩm (chép hình). Đây là thiết bị hiện đại, đa năng, có thể đo được những mẫu rất lớn, hình dáng phức tạp, có thể gọi là thiết bị đo cao cấp nhất, đo được mọi loại kích thước. Tuy nhiên giá của máy khá cao, quy trình sử dụng phức tạp mà không phải đơn vị nào cũng có thể sử dụng được.
