Tin tức
Bài viết gần đây
Bộ mã hóa tuyến tính kín FORTiS™ của Renishaw: Giải pháp đo lường hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt
Bộ mã hóa tuyến tính kín FORTiS™ của Renishaw: Giải pháp đo lường hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt 29/05/2025

Renishaw công bố dòng bộ mã hóa quang học kín FORTiS™, tích hợp công nghệ mã hóa tuyệt đối, thiết kế kín chắc chắn, mang đến khả năng đo lường chính xác trong môi trường khắc nghiệt, vượt trội hơn các hệ thống truyền thống.

Nimble Track - Chuẩn mực mới trong đo lường quang học không dây 3D
Nimble Track - Chuẩn mực mới trong đo lường quang học không dây 3D 29/05/2025

Trong bối cảnh chuyển đổi số đang diễn ra mạnh mẽ trên toàn cầu, việc ứng dụng các công nghệ đo lường không tiếp xúc, chính xác và linh hoạt là điều kiện then chốt giúp doanh nghiệp tối ưu hiệu suất vận hành và nâng cao chất lượng sản phẩm. NimbleTrack – hệ thống quét 3D không dây hoàn toàn từ Scantech – không chỉ là một thiết bị đo lường đơn thuần mà còn là giải pháp toàn diện mở ra tương lai mới cho ngành đo lường công nghiệp hiện đại.

KSCAN-Magic – Máy quét 3D cầm tay toàn diện cho mọi ứng dụng công nghiệp
KSCAN-Magic – Máy quét 3D cầm tay toàn diện cho mọi ứng dụng công nghiệp 29/05/2025

KSCAN-Magic là dòng máy quét 3D cao cấp từ SCANTECH, kết hợp độc đáo giữa công nghệ laser xanh và hồng ngoại trong một thiết bị cầm tay nhỏ gọn. Với hiệu suất đo đạc vượt trội, độ chính xác cấp đo lường (metrology-grade) và tính linh hoạt cao, KSCAN-Magic là lựa chọn lý tưởng cho mọi doanh nghiệp đang tìm kiếm giải pháp quét 3D toàn diện – từ kiểm tra chất lượng, thiết kế ngược, đến phát triển sản phẩm.

Khi nào sử dụng Datum Alignment vs Best-Fit Alignment?

26/05/2025 73

Trong đo lường 3D (sử dụng máy quét 3D hoặc CMM), Datum Alignment và Best-Fit Alignment là hai phương pháp phổ biến để so sánh dữ liệu đo với mô hình CAD.Vậy trong trường hợp nào sẽ sử dụng các phương pháp trên và sự khác biệt giữa 2 phương pháp là gì?

1. Datum Alignment

Định nghĩa:  là quá trình thiết lập hoặc căn chỉnh hệ tọa độ của một chi tiết (hoặc đối tượng) dựa trên các "datum" (mốc chuẩn) đã được xác định trước (mặt phẳng, lỗ, trục) trên bản vẽ kỹ thuật hoặc mô hình CAD. 

Cách hoạt động:

  • Xác định Datum Features: Dựa trên bản vẽ kỹ thuật (có ký hiệu Datum A, B, C...), người vận hành sẽ xác định các đặc điểm trên chi tiết vật lý sẽ được dùng làm datum.
  • Chạm/Scan Datum: Sử dụng đầu dò của CMM hoặc máy scan 3D để thu thập dữ liệu (điểm) từ các đặc điểm datum đã chọn trên chi tiết.
  • Xử lý phần mềm: Phần mềm đo lường sẽ sử dụng các điểm dữ liệu này để tính toán và thiết lập hệ tọa độ của chi tiết (PCS). Nó sẽ thực hiện các phép toán hình học để "căn chỉnh" chi tiết vào hệ tọa độ máy đo (MCS) dựa trên trình tự ưu tiên của các datum (primary, secondary, tertiary).
  • Thiết lập gốc tọa độ: Sau khi hệ tọa độ được căn chỉnh, phần mềm sẽ đặt điểm gốc (0,0,0) của hệ tọa độ chi tiết vào vị trí mong muốn, thường là tại một trong các datum hoặc giao điểm của chúng.
  • Thực hiện đo lường: Khi Datum Alignment hoàn tất, tất cả các phép đo tiếp theo trên chi tiết (kích thước, vị trí lỗ, độ phẳng, độ tròn, v.v.) sẽ được thực hiện và báo cáo theo đúng hệ tọa độ của chi tiết, đảm bảo sự nhất quán và chính xác theo yêu cầu thiết kế.

Datum Reference Frame (DRF) in GD&T: an explanation with figures | Article  | FARO

 

Ví dụ thực tế:

Giả sử bạn có một khối kim loại có một mặt phẳng lớn (A), một cạnh vuông góc (B) và một lỗ tròn (C). Trên bản vẽ, các đặc điểm này được chỉ định là datum. Khi bạn đặt khối này lên máy CMM để đo:

  • Bạn sẽ đo mặt phẳng A để thiết lập mặt phẳng tham chiếu chính (primary datum).
  • Sau đó, bạn đo cạnh B để thiết lập hướng cho một trục (secondary datum).
  • Cuối cùng, bạn đo lỗ C để xác định điểm gốc (origin) hoặc hướng cho trục còn lại (tertiary datum).

Quá trình này, từ việc đo các đặc điểm datum đến việc thiết lập hệ tọa độ cho chi tiết, chính là Datum Alignment. Nhờ đó, mọi phép đo kích thước, vị trí của các đặc điểm khác trên khối kim loại sẽ được thực hiện chính xác và đúng theo bản vẽ thiết kế.

Ý nghĩa: Thiết lập hệ tọa độ chung dựa trên các datum, đảm bảo tuân thủ yêu cầu kỹ thuật (ví dụ: GD&T).

Vai trò quan trọng của Datum Alignment:

  • Đảm bảo tính nhất quán của phép đo: Khi một chi tiết được đo, nó cần được đặt trong một hệ quy chiếu cố định để các kết quả đo là chính xác và có thể so sánh được với bản thiết kế. Datum Alignment cung cấp hệ quy chiếu này.
  • Tham chiếu cho dung sai hình học (GD&T): Trong GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing), tất cả các dung sai về vị trí, hình dạng, hướng đều được tham chiếu đến một hoặc nhiều datum. Datum Alignment là bước tiên quyết để áp dụng và kiểm tra các dung sai này.
  • Phục vụ kiểm tra chất lượng: Bằng cách căn chỉnh chi tiết theo datum, người đo có thể so sánh trực tiếp các đặc điểm của chi tiết thực tế với mô hình CAD hoặc bản vẽ, từ đó xác định độ lệch và đánh giá chất lượng sản phẩm.
  • Hỗ trợ quá trình gia công và lắp ráp: Datum Alignment giúp định vị chi tiết chính xác trên máy gia công hoặc trong quá trình lắp ráp, đảm bảo các chi tiết được sản xuất và lắp ráp đúng vị trí, chức năng.
  • Ổn định trong môi trường biến động: Với một số hệ thống đo lường như Equator™ 300 của Renishaw, khả năng hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ dao động được thực hiện nhờ cơ chế đo so sánh dựa trên mẫu chuẩn (master part). Việc căn chỉnh theo datum giúp hệ thống duy trì độ lặp lại cao ngay cả khi môi trường thay đổi.

Ưu điểm của Datum Alignment :

- Độ chính xác cao cho các đặc điểm được chỉ định.

- Phù hợp với kiểm tra chất lượng và tiêu chuẩn công nghiệp.

Nhược điểm: Ít linh hoạt, yêu cầu datum rõ ràng.

Ứng dụng:

- Kiểm tra chi tiết cơ khí (khối động cơ, vỏ máy).

- Các ứng dụng yêu cầu tuân thủ GD&T hoặc lắp ráp chính xác.

>>>Xem thêm: Dịch vụ đo thuê bằng scan 3D và máy CMM

2. Best-Fit Alignment

Định nghĩa: 

Best-Fit Alignment là một phương pháp căn chỉnh trong đo lường 3D dựa trên thuật toán tối ưu hóa để giảm thiểu sai lệch tổng thể giữa dữ liệu đo (point cloud) và mô hình CAD, không phụ thuộc vào datum.

Mục tiêu chính của Best-Fit Alignment là giảm thiểu tổng độ lệch (deviation) giữa hai tập dữ liệu (dữ liệu đo và dữ liệu CAD) xuống mức thấp nhất có thể. Điều này được thực hiện bằng cách tính toán một phép biến đổi (xoay, tịnh tiến) cho dữ liệu đo để nó "khớp" chặt chẽ nhất với mô hình CAD.

The best fit alignment was used to measure the distance between the two...  | Download Scientific Diagram

Cách hoạt động: Sử dụng toàn bộ tập hợp điểm dữ liệu để tìm vị trí và hướng tốt nhất (thường dựa trên sai số bình phương trung bình).

Cụ thể: 

  • Thu thập dữ liệu: Bạn có dữ liệu 3D của chi tiết thực tế (ví dụ: một đám mây điểm từ máy scan 3D) và mô hình CAD 3D của chi tiết đó (là dữ liệu lý tưởng, thiết kế).
  • Xác định vùng dữ liệu để căn chỉnh: Người dùng thường sẽ chọn toàn bộ chi tiết, hoặc các vùng quan trọng trên chi tiết, mà họ muốn sử dụng để thực hiện phép căn chỉnh.
  • Thuật toán tối ưu hóa:

Bình phương tối thiểu (Least Squares): Thuật toán này sẽ tính toán tổng bình phương khoảng cách giữa các điểm trên dữ liệu đo và các điểm tương ứng trên mô hình CAD. Nó sau đó sẽ điều chỉnh vị trí và hướng của dữ liệu đo cho đến khi tổng bình phương các khoảng cách này là nhỏ nhất. Hay nói cách khác, nó tìm cách tối thiểu hóa sai số trung bình bình phương.
Iterative Closest Point (ICP): Đây là một thuật toán lặp đi lặp lại. Nó sẽ liên tục tìm các điểm gần nhất giữa hai tập dữ liệu, sau đó tính toán phép biến đổi để di chuyển tập dữ liệu đo lại gần hơn với tập dữ liệu CAD, và lặp lại quá trình này cho đến khi đạt được độ hội tụ nhất định (sai số không giảm đáng kể nữa).
Kết quả: Sau khi thuật toán chạy, dữ liệu đo của chi tiết thực tế sẽ được "căn chỉnh" và "đặt" vào không gian 3D sao cho nó trùng khớp tốt nhất với mô hình CAD. Lúc này, bạn có thể dễ dàng so sánh hai tập dữ liệu này để phân tích độ lệch hình dạng, kích thước, và chất lượng tổng thể của chi tiết thực tế so với thiết kế.

Ưu điểm:

- Linh hoạt, phù hợp với hình dạng phức tạp hoặc không có datum rõ ràng.

- Hiệu quả cho so sánh tổng thể hình dạng.

Nhược điểm: Có thể bỏ qua các đặc điểm quan trọng nếu không được ưu tiên.

Ứng dụng:

- Đo bề mặt tự do (cánh turbine, thân xe).

- Thiết kế ngược (reverse engineering) hoặc đánh giá hình dạng tổng thể.

3. Khi nào sử dụng?

a. Datum Alignment:

- Bản vẽ kỹ thuật có datum rõ ràng.

- Yêu cầu tuân thủ GD&T hoặc đảm bảo đặc điểm quan trọng (lỗ, mặt phẳng) được căn chỉnh chính xác.

Ví dụ: Kiểm tra chi tiết lắp ráp hoặc bộ phận cơ khí.

b. Best-Fit Alignment:

- Vật thể có hình dạng tự do, không có datum rõ ràng.

- Mục tiêu là so sánh tổng thể hình dạng hoặc thiết kế ngược.

Ví dụ: Đo bề mặt cong phức tạp hoặc đúc.

4. Lưu ý thực tế

Việc lựa chọn phương pháp căn chỉnh phù hợp là yếu tố then chốt quyết định độ chính xác và ý nghĩa của kết quả đo lường 3D. Dưới đây là những lưu ý quan trọng và cách tối ưu hóa việc sử dụng Datum Alignment và Best-Fit Alignment:

  • Kết hợp cả hai phương pháp để tối ưu hiệu quả: Sử dụng Datum Alignment để căn chỉnh ban đầu, sau đó áp dụng Best-Fit để tối ưu hóa thêm.
  • Chất lượng dữ liệu đầu vào là yếu tố quyết định: Độ phân giải và độ sạch của point cloud ảnh hưởng lớn đến kết quả, đặc biệt với Best-Fit.
  • Tận dụng sức mạnh của phần mềm: Đảm bảo phần mềm (Geomagic, PolyWorks, GOM Inspect) được cấu hình đúng cho phương pháp chọn.

Khi nào nên ưu tiên từng phương pháp:

✅ Datum Alignment lý tưởng cho các ứng dụng kỹ thuật nghiêm ngặt, nơi yêu cầu sự tuân thủ chặt chẽ các dung sai hình học và kích thước (GD&T) trên các đặc điểm cụ thể của chi tiết. Nó phù hợp khi bạn cần kiểm tra xem các đặc điểm có đúng vị trí, hướng so với các mốc chuẩn đã được thiết kế.
✅ Best-Fit Alignment phù hợp hơn cho việc kiểm tra các vật thể có hình dạng phức tạp, các chi tiết đúc, dập, hoặc khi mục tiêu là so sánh tổng thể hình dạng của chi tiết thực tế với mô hình CAD lý tưởng. Phương pháp này giúp bạn nhanh chóng đánh giá độ lệch trung bình và tìm ra các khu vực có sai số lớn nhất trên toàn bộ bề mặt.

Hãy xác định mục tiêu đo lường và yêu cầu kỹ thuật để chọn phương pháp phù hợp. 

Quan tâm xin vui lòng liên hệ:

🏢 CÔNG TY CỔ PHẦN V-PROUD

📞 Hotline: 0896 555 247

📧 Email: xinchao@v-proud.vn


Zalo

(84) 896 555 247