ASCU-128 Thiết bị vệ sinh đầu đo tự động cho máy CMM

ASCU-128 Thiết bị vệ sinh đầu đo tự động

ASCU-128 là hệ thống làm sạch nhỏ gọn được thiết kế dành riêng cho đầu đo (stylus) của máy CMM. Thiết bị này giúp loại bỏ phôi, bụi bẩn và dư lượng dung dịch làm mát khỏi đầu đo bằng cách phun hỗn hợp cồn IPA và khí nén, giúp duy trì tình trạng đầu đo luôn sạch sẽ và giảm bớt công việc vệ sinh thủ công.

Hệ thống này đã được kiểm nghiệm trong môi trường sản xuất thực tế và hiện đang được sử dụng trên bốn máy đo khác nhau.

Tại sao hệ thống này lại hữu ích?

Một trong những mục tiêu chính của dự án này là giảm thao tác thủ công đối với đầu đo. Việc vệ sinh bằng tay hoặc tháo lắp đầu đo khỏi hệ thống có thể ảnh hưởng tiêu cực đến độ lặp lại, đặc biệt là khi bụi bẩn bám vào các bề mặt khớp nối.

Điều này cũng được ghi chú trong tài liệu của Renishaw về TP200: đối với việc thay đổi đầu đo, Renishaw quy định độ lặp lại tối đa là 1 µm với SCR200 và khoảng 2 µm cho thao tác thay đổi thủ công. Renishaw cũng lưu ý trong hướng dẫn vệ sinh cho TP20 và TP200 rằng nếu làm sạch không kỹ các bề mặt khớp nối kinematic sẽ dẫn đến tích tụ bụi bẩn và giảm hiệu suất đo lường.

Vì lý do đó, một giải pháp làm sạch tự động sẽ giúp giảm thiểu can thiệp thủ công không cần thiết và hỗ trợ duy trì điều kiện đo lường ổn định hơn trong quá trình vận hành hàng ngày.

Nguyên lý hoạt động

Trong chu trình làm sạch, hỗn hợp cồn isopropyl (IPA) và khí nén được phun trực tiếp lên đầu đo. Sự kết hợp này giúp loại bỏ các chất bẩn thông thường như phôi mịn, bụi và cặn dung dịch gia công kim loại.

Điều này biến ASCU-128 trở thành một giải pháp thiết thực để cải thiện độ sạch của đầu đo trong các quy trình đo lường tự động hoặc đo lường lặp lại.

In ấn

Để đạt hiệu suất đáng tin cậy, chất lượng in của phần vòi phun (nozzle) là cực kỳ quan trọng.

Điều chỉnh vòi phun

Để điều chỉnh vòi phun, bạn chỉ cần vặn các ốc lục giác vào lỗ, nhưng không nên vặn chặt hết mức. Tất cả các ốc nên được mở ra khoảng năm vòng.

Vòi phun Venturi được điều chỉnh bằng áp suất khí để tạo ra một lớp sương mịn. Cách dễ nhất là nhấn nút “Test Valve” trên giao diện web. Thao tác này sẽ kích hoạt luồng khí trong 5 phút, cho phép bạn tăng hoặc giảm áp suất khí cho đến khi đạt được độ phun sương mong muốn.

Bộ phận in SLA

File vòi phun ("Düse") bắt buộc phải in bằng công nghệ SLA do yêu cầu về độ chính xác.

Thiết lập khuyến nghị:

• Chiều cao lớp in (Layer height): 0.04 mm
• Độ dày thành (Hollowing thickness): 2.2 mm
• In trực tiếp trên tấm đế máy in resin, với mặt phẳng hẹp hướng xuống đế và mặt phẳng lớn hơn hướng về phía khay chứa
• Thêm hỗ trợ (support) bên trong (tôi đã thêm thủ công)
• Tạo lại tất cả các ren lỗ sau khi in: 1/8", M4 và M3
• Sau khi in, tất cả các lỗ và kênh dẫn bên trong cần được làm sạch cẩn thận bằng khí nén để đảm bảo chúng thông thoáng và không bị tắc nghẽn

Bộ phận in FDM

Các bộ phận còn lại được thiết kế để in bằng FDM. Không cần thêm support vì đã được tích hợp sẵn vào mô hình.

Quan trọng

Hiệu suất của thiết bị phụ thuộc rất lớn vào vòi phun được in chính xác và làm sạch đúng cách. Nếu các kênh bên trong bị chặn một phần, hiệu suất phun có thể bị giảm đáng kể.

Linh kiện cần thiết

(Danh sách linh kiện bao gồm các đầu nối khí nén, van điện từ 12V DC, bộ điều chỉnh áp suất, ống khí, cảm biến khoảng cách VL53L0X, ESP32-C3 Super Mini, màn hình OLED 1.3", và các linh kiện điện tử khác như tụ điện, điện trở, MOSFET IRLZ34N...)

Đi dây và Điện tử

Bo mạch điều khiển được lắp trên board đục lỗ 4 × 6 cm, sử dụng ESP32-C3 Super Mini làm trung tâm. Các kết nối được thực hiện qua cổng JST-XH để đảm bảo tính ổn định. Hãy đảm bảo điều chỉnh bộ chuyển đổi áp (buck converter) ra đúng mức 5.0 V trước khi cấp điện cho ESP32.

Firmware

Thiết bị có thể được cấu hình đầy đủ thông qua web server tích hợp. Khi cấp nguồn, thiết bị sẽ tạo ra một điểm phát Wi-Fi có mật khẩu, tồn tại trong 5 phút để bạn truy cập trang cấu hình. Bạn có thể thay đổi mật khẩu trong file .ino trước khi nạp firmware qua Arduino IDE.