Nguyên lý hoạt động chính xác nhất của cảm biến đầu đo và cảm biến đầu dò 3 trục, 5 trục

Cảm biến đầu đo và đầu dò Renishaw là nền tảng cốt lõi trong công nghệ đo lường tọa độ (CMM) và đo kiểm trên máy công cụ (CNC). Các thiết bị này đóng vai trò là "mắt xích" đầu tiên kết nối trực tiếp với chi tiết gia công, cho phép máy thu thập dữ liệu tọa độ X, Y, Z để tính toán kích thước, hình dạng và vị trí của các đặc tính hình học

1. Công nghệ cảm biến điểm chạm điện trở (Kinematic Resistive)

Đây là công nghệ truyền thống, bền bỉ và phổ biến nhất (ví dụ: dòng TP2, TP20, TP6).

• Nguyên lý cơ học (Kinematic location): Bên trong đầu đo có một cơ cấu gồm ba thanh đỡ, mỗi thanh nằm trên hai viên bi, tạo ra tổng cộng sáu điểm tiếp xúc cơ học chính xác. Một lò xo nén giữ cho kim đo luôn ở vị trí ổn định (seated position).

• Nguyên lý kích hoạt điện tử: Một mạch điện chạy qua sáu điểm tiếp xúc này. Khi kim đo chạm vào chi tiết, lực chạm (contact force) bắt đầu cân bằng với lực lò xo, làm giảm áp lực tại các điểm tiếp xúc. Điện trở của mạch tăng lên cho đến khi vượt ngưỡng thiết lập, đầu đo sẽ phát tín hiệu kích hoạt để máy ghi lại tọa độ.
• Đặc tính kỹ thuật: Do cấu tạo hình học của 3 thanh đỡ, lực kích hoạt sẽ không đồng nhất ở mọi hướng, dẫn đến hiện tượng "lobing" (sai số hình cánh hoa). Tuy nhiên, công nghệ này rất cứng cáp, nhỏ gọn và chi phí thấp.

Thông số của Bộ set dao, tool Renishaw RTS

Đọc thêm:

• Giải pháp đo hình dạng và vị trí chính xác cho sản xuất công nghiệp
• Phương án tối ưu đo nhanh tại xưởng, độ chính xác ±2 µm
• Máy CMM 5 trong 1, đo 3D, đo siêu âm, đo tọa độ điểm tại xưởng

2. Công nghệ cảm biến đo lực (Strain-gauge)

Được áp dụng trên các dòng cao cấp như TP7M, TP200 để đạt độ chính xác vượt trội.

• Nguyên lý cảm biến tinh thể silicon: Thay vì sử dụng mạch điện trở qua các điểm tiếp xúc cơ học, công nghệ này sử dụng bốn cảm biến đo biến dạng (strain gauges) gắn trên các vách ngăn bên trong thân đầu đo.
• Độ chính xác cao: Các cảm biến này cực kỳ nhạy, có khả năng đo lực chạm rất nhỏ truyền từ kim đo trước khi cơ cấu cơ khí bị nhấc khỏi vị trí ổn định. Điều này giúp loại bỏ hầu hết hiện tượng "lobing", cho phép sử dụng kim đo dài hơn (lên tới 180mm) mà vẫn duy trì độ lặp lại cực cao (0.35µm).
• Tuổi thọ: Do là linh kiện trạng thái rắn (solid-state), đầu đo strain-gauge có tuổi thọ vận hành rất cao, vượt qua 10 triệu lần kích hoạt.

Thông số của Bộ set dao, tool Renishaw RTS

Đọc thêm:

• Giải pháp đo hình dạng và vị trí chính xác cho sản xuất công nghiệp
• Phương án tối ưu đo nhanh tại xưởng, độ chính xác ±2 µm
• Máy CMM 5 trong 1, đo 3D, đo siêu âm, đo tọa độ điểm tại xưởng

3. Vai trò của kim đo (Stylus) và Hiệu chuẩn

Dù cảm biến có hiện đại đến đâu, độ chính xác cuối cùng vẫn phụ thuộc vào kim đo.

• Độ tròn viên bi (Grade): Renishaw chỉ sử dụng bi đạt chuẩn Grade 3 (sai lệch 0.08 µm) và Grade 5 để đảm bảo hình dạng tip đo hoàn hảo.
• Vật liệu thân kim: Thân kim phải có độ cứng vững cực cao (như Tungsten Carbide hoặc Carbon Fibre) để tránh hiện tượng uốn cong (deflection) gây sai số khi chạm.
• Quy trình hiệu chuẩn (Calibration): Trước khi đo, mỗi đầu đo phải được hiệu chuẩn trên một viên bi chuẩn có kích thước biết trước để xác định đường kính làm việc hiệu dụng và vị trí tâm của kim đo trong hệ tọa độ máy.

Kết luận: Nguyên lý hoạt động của Renishaw là sự kết hợp tinh vi giữa cơ học chính xác, điện tử nhạy bén và thuật toán điều khiển chuyển động hiện đại, giúp doanh nghiệp kiểm soát quy trình sản xuất một cách tuyệt đối.

Cập nhật thêm các giải pháp về quản lý chất lượng, tối ưu sản xuất của Renishaw tại: https://v-proud.vn/vi/danh-muc/giai-phap-renishaw

Đọc thêm:

• Cách set dao phay, set tool không chạm
• Phương án biến máy CNC sở hữu tính năng của CMM
• Máy CMM hoạt động ngay tại xưởng sản xuất

V-Proud là nhà phân phối chính thức hãng của Renishaw tại VIệt Nam, quý khách có nhu cầu mua hàng vui lòng liên hệ hotline hoặc Zalo 0896 555 247

• SHARE:
;