Dữ liệu cơ khí: "Tiền tệ cứng" của Gia công và Lắp ráp Để hiểu về chuyển dữ liệu gốc, trước tiên chúng ta phải hiểu một điều: trong gia công và lắp ráp, dữ liệu cơ khí hoàn toàn là nhân vật chính. Hãy bắt đầu với việc gia công. Vị trí của gương trong quá trình xoay, mài và đánh bóng là gì? Nó dựa vào các bề mặt định vị cơ học của thân gương, cạnh tròn bên ngoài, các lỗ chốt định vị và bề mặt mặt bích lắp. Trong quá trình tiện, mâm cặp giữ vòng tròn bên ngoài, dùng nó làm mốc để định tâm; trong quá trình mài và đánh bóng, bề mặt chịu lực của gương nằm trên bàn dụng cụ, khớp với các bề mặt định vị của thân gương. Bất kể quy trình nào, vị trí không gian của gương trên máy công cụ cuối cùng đều được xác định bởi các bề mặt chuẩn cơ học này. Bây giờ hãy nói về lắp ráp. Vị trí của gương khi nó được lắp vào thùng gương hoặc bộ phận kết cấu là gì? Một lần nữa, đó là mốc cơ học—bề mặt mặt bích lắp khớp với mặt cuối, vòng tròn bên ngoài và lỗ bên trong của thùng gương được định vị, đồng thời các chốt định vị và lỗ chốt xác định hướng góc. Sau khi cài đặt, nó sẽ giữ nguyên vị trí; thùng gương không nhận ra trục quang của bạn, chỉ có bề mặt cơ học. Gia công và lắp ráp sử dụng cùng một ngôn ngữ: cơ sở dữ liệu. Họ tự nhiên chia sẻ một cơ sở chung để giao tiếp. Vấn đề nằm ở đâu? Nó nằm ở bước trung gian của quá trình "kiểm tra". Tham chiếu quang học từ giai đoạn kiểm tra được truyền trở lại tham chiếu cơ học như thế nào? Mục đích của việc kiểm tra là gì? Nó cho quá trình sản xuất biết “nơi nào chưa đủ tốt” và cho quá trình lắp ráp biết “liệu chiếc gương này có đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng hay không”. Nhưng việc kiểm tra sử dụng một ngôn ngữ khác—tham chiếu quang học. Trục quang của giao thoa kế xác định hệ tọa độ kiểm tra và mặt sóng của CGH xác định hình dạng bề mặt tham chiếu. PV và RMS của sai số hình dạng bề mặt được tính toán theo hệ tọa độ quang học này. Bây giờ vấn đề nảy sinh: các tham chiếu quang học và cơ học được căn chỉnh như thế nào? Nếu chúng không thẳng hàng, tình huống vô lý này sẽ xảy ra: bộ phận sản xuất mài gương theo hình dạng bề mặt cần thiết theo tham chiếu cơ học và bộ phận kiểm tra xác nhận hình dạng bề mặt đáp ứng các yêu cầu theo tham chiếu quang học, nhưng cả hai đều "đáp ứng yêu cầu" không đề cập đến cùng một thứ—có sự sai lệch giữa tham chiếu quang học và cơ học. Ở giai đoạn lắp ráp, gương được lắp đặt theo tham chiếu cơ học nhưng hệ thống quang học hiển thị hình dạng bề mặt hoàn toàn khác. Đây chính là bản chất của bẫy truyền tham chiếu: không phải là bẫy không chính xác mà là mọi người đang sử dụng thước đo của riêng mình và sau đó cho rằng họ đang đo cùng một thứ.
Hình 1. Bốn trạng thái giữa tham chiếu quang học và cơ học: căn chỉnh hoàn hảo, độ lệch tâm, độ nghiêng, độ lệch tâm và độ nghiêng (từ trái sang phải).
Một số phương pháp kiểm tra vốn rất khó để căn chỉnh với các tham chiếu cơ học, điều này đặt ra một vấn đề cốt lõi: khó khăn trong việc chuyển các tham chiếu quang học sang các tham chiếu cơ học thay đổi theo bậc độ lớn tùy thuộc vào phương pháp kiểm tra. Đối với một số phương pháp kiểm tra, tham chiếu là "thả nổi". Lấy ví dụ, máy đo cấu hình đầu dò cơ học truyền thống. Nó quét đường viền của một vài đường trên bề mặt gương, đạt được độ chính xác dữ liệu cao. Tuy nhiên, hệ tọa độ của nó được xác định bởi ray dẫn hướng chuyển động của đầu dò. Mối quan hệ giữa ray dẫn hướng này và bề mặt tham chiếu cơ học của gương là gì? Cần hiệu chuẩn bổ sung để thiết lập kết nối này. Hiệu chuẩn có chính xác không? Có lỗi hệ thống không? Mỗi dấu chấm hỏi thể hiện một điểm rủi ro trong việc chuyển giao tham chiếu. Một ví dụ khác là một số sơ đồ kiểm tra khẩu độ phụ dựa trên việc ghép nối. Mỗi bước ghép nối đưa ra độ không đảm bảo về vị trí và hệ tọa độ tổng thể cuối cùng có thể tích lũy những sai lệch đáng kể so với tham chiếu cơ học thực sự của gương. Các sơ đồ này có chung một đặc điểm: liên kết truyền từ tham chiếu quang học sang tham chiếu cơ học có quá nhiều liên kết trung gian. Mỗi liên kết trung gian là một điểm khởi đầu cho lỗi. Kiểm tra CGH đưa ra một cách tiếp cận khác: đảm bảo việc chuyển tham chiếu được thực hiện đúng cách trong giai đoạn thiết kế. CGH cung cấp tham chiếu quang học cho tham chiếu cơ học như thế nào? CGH được sử dụng để thử nghiệm thường bao gồm hai khu vực chức năng:
◆ Vùng ảnh ba chiều chính: Chịu trách nhiệm bù mặt sóng, biến đổi sóng cầu và sóng phẳng tiêu chuẩn của giao thoa kế thành các mặt sóng phức tạp phù hợp với bề mặt được thử nghiệm. Đây là chức năng cốt lõi của việc phát hiện hình dạng bề mặt.
◆ Căn chỉnh vùng ảnh ba chiều: Cung cấp khung tham chiếu tuyệt đối cho bản thân CGH so với giao thoa kế và cuối cùng là liên quan đến tham chiếu cơ học của gương được thử nghiệm. Nó chiếu các đặc điểm căn chỉnh như điểm sáng, điểm hội tụ hoặc mô hình mắt mèo để xác nhận mối quan hệ tư thế không gian giữa CGH và gương được thử nghiệm.
Hình 2 Sơ đồ nguyên lý từng khu chức năng của CGH
Việc hai khu vực này được tích hợp trên cùng một chất nền có nghĩa là gì? Điều đó có nghĩa là tham chiếu không còn được xác định sau đó mà được "ghi" vào CGH trong giai đoạn thiết kế. Việc chuyển giao này đạt được như thế nào? Sự tương ứng không gian rõ ràng được thiết lập giữa tham chiếu cơ học (quả bóng định vị, cạnh tham chiếu, bề mặt mặt bích lắp) của gương được thử nghiệm và các dấu tham chiếu trên CGH. Căn chỉnh khu vực ảnh ba chiều đảm bảo rằng tư thế gương là giá trị thiết kế lý thuyết trong mỗi lần kiểm tra và đảm bảo rằng tư thế này có thể được truy nguyên về tham chiếu cơ học của gương. Đường truyền từ tham chiếu quang học sang tham chiếu cơ học được tích hợp liền mạch thông qua thiết kế CGH. Điều này giải quyết được vấn đề gì? Nó giải quyết thực tế rằng trong hầu hết các trường hợp, chỉ có tham chiếu cơ học được nhận dạng trong giai đoạn sản xuất và lắp ráp. Bộ phận lắp ráp không quan tâm đến hình dạng bề mặt của bạn đẹp như thế nào. Họ chỉ quan tâm đến hiệu suất của gương trong hệ thống quang học sau khi nó được lắp đặt theo tham chiếu cơ học. Tham chiếu cơ học được cung cấp bởi bộ phận sản xuất và nó cũng được sử dụng bởi bộ phận lắp ráp—hai đầu này phải thẳng hàng. Nhiệm vụ kiểm tra là đảm bảo rằng tham chiếu quang học của bạn được căn chỉnh chính xác nhất có thể với tham chiếu cơ học này. Một số phương pháp kiểm tra khuếch đại lỗi ở từng giai đoạn của quá trình chuyển đổi này. Giải pháp của CGH nén quá trình chuyển đổi sang giai đoạn thiết kế—mối quan hệ giữa các tham chiếu cơ học và quang học được xác định trong quá trình thiết kế CGH và việc kiểm tra chỉ đơn giản bao gồm việc tái tạo mối quan hệ đã xác định này. Hậu quả của việc chuyển đổi được thực hiện kém là gì? Hậu quả là đáng kể.
◆Hậu quả 1: Chỉnh sửa bề mặt không chính xác. Nếu phát hiện sai lệch ở một khu vực nhất định trong quá trình kiểm tra, đầu gia công sẽ quay lại để sửa nó. Tuy nhiên, nếu có độ nghiêng hoặc độ lệch giữa hệ tọa độ kiểm tra và hệ tọa độ cơ học thì vị trí thực sự của “độ lệch” này là không chính xác. Công cụ đánh bóng, được định vị theo tham chiếu cơ học, thực chất đang điều chỉnh một vị trí khác trên gương. Kết quả: Vùng đã sửa không được sửa, còn vùng sai thì được sửa.
◆Hậu quả 2: Lặp đi lặp lại việc thử và sai sót trong quá trình lắp ráp. Dữ liệu hình dạng bề mặt của gương trông đẹp nhưng chất lượng hình ảnh kém sau khi lắp ráp. Đầu lắp ráp bắt đầu thêm các miếng chêm, điều chỉnh độ lệch tâm và hiệu chỉnh độ nghiêng—sử dụng các phương tiện cơ học để bù cho độ lệch do chuyển đổi từ tham chiếu quang học sang tham chiếu cơ học gây ra. Những gì lẽ ra phải là quy trình một bước sẽ trở thành quá trình thử và sai vô tận. Một câu hỏi đáng khắc sâu vào tâm trí bạn: Lần tới khi bạn xem báo cáo kiểm tra hình dạng bề mặt, bạn nên dừng lại để hỏi: "Dữ liệu từ tham chiếu quang học này được chuyển sang tham chiếu cơ học của gương như thế nào?" Nếu liên kết truyền này được xem xét và xác định đầy đủ từ giai đoạn thiết kế ban đầu thì dữ liệu là chắc chắn. Nếu sau đó liên kết này được ghép lại với nhau thông qua hiệu chuẩn, thuật toán và trực giác xúc giác thì tất cả các số liệu có độ chính xác ở cấp độ nanomet có thể được xây dựng trên đất rời. CGH cung cấp cho ngành nhiều thứ hơn là chỉ một ảnh ba chiều; nó cung cấp một giải pháp hoàn chỉnh giúp giảm thiểu các lỗi tham chiếu quang học và chuyển chúng sang tham chiếu cơ học trong giai đoạn thiết kế. Chất lượng của quá trình truyền tham chiếu quyết định liệu máy nhân bản có thể được cài đặt thành công hay không. Và đây là điều đáng phải làm ngay từ đầu. Hãy theo dõi chúng tôi để có thêm những diễn giải kỹ thuật và chia sẻ thực tế về CGH và kiểm tra bề mặt phi cầu. Bạn có gặp phải vấn đề chuyển tham chiếu trong quá trình xử lý và kiểm tra không? Hãy chia sẻ trong phần bình luận.
