Bài thuyết trình Thiết kế chế tạo máy scan 3D

KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
1
THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY 
SCAN 3D
Giảng viên hướng dẫn:
Đường Khánh Sơn
Sinh viên thực hiện:
1.Huỳnh Tuấn Phong 1700221
Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử 2017
2.Nguyễn Hải Đăng 1700379
Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử 2017
TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
2
1
• Chương 1 :Tổng quan
2
• Chương 2: Thiết kế và chế tạo 
3
• Chương 3: Kết quả và hướng phát triển 
NỘI DUNG
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
3
1.1 Giới thiệu về công nghệ thiết kế ngược
1.1.1 Công nghệ thiết kế ngược
Quy trình thiết kế ngược
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
4
Thiết kế thuận Thiết kế ngược
1.1 Giới thiệu về công nghệ thiết kế ngược
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
5
1.1.2 Các ứng dụng công nghệ thiết kế ngược
Lĩnh vực nghệ thuật Lĩnh vực tái tạo lấy mẫu Lĩnh vực thiết kế
Lĩnh vực khảo cổ Lĩnh vực y học Lĩnh vực thiết kế tạo nhân vật
1.1 Giới thiệu về công nghệ thiết kế ngược
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
6
1.2 Nguyên lý hoạt động máy Scan 3D
1.2.1 Nguyên lý hoạt động máy Scan 3D
Nguyên lý hoạt động máy quét laser 3D
- Laser: Phát tia sáng có bước sóng 
thích hợp
- Camera: Thu nhận tia laser 
- Phần mềm máy tính:Thu nhận tín 
hiệu điện từ cảm biến gửi tới và xử 
lý dữ liệu tạo ra đám mây điểm.
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
7
1.2 Nguyên lý hoạt động máy Scan 3D
1.2.2 Quy trình quét vật mẫu
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
8
1.3 Ứng dụng máy Scan 3D
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
9
Máy quét 3D cơ bản ScanCobot (Đức) Máy quét 3D CYBEROPTICS CyberGage360 (Hoa Kỳ)
1.4 Một số máy hiện nay
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
10
1.4 Một số máy hiện nay
Máy quét 3D của kỹ sư Phan Huỳnh LâmMáy quét cơ thể người của nhóm sinh viên
Trường đại học Bách Khoa Hà Nội 
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
11
1.5 Mục tiêu đề tài
- Nhỏ gọn, dễ sử dụng
- Giá thành thấp nhất 
- Lắp ráp đơn giản.
- Quét được nhiều vật thể có hình 
dạng khác nhau.
- Quét được với những vật liệu mềm.
- Cho ra kết quả nhanh với độ chính xác cao
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
12
2. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
2.1 Thiết kế máy Scan 3D
Trong đó:
h : là khoảng cách giữa camera và laser
 : là góc giữa laser và máy Scan
d : là khoảng cách giữa máy Scan và vật
d = h * tan()
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
13
2.1 Thiết kế máy Scan 3D
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
14
2.1 Thiết kế máy Scan 3D
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
15
2.1 Thiết kế máy Scan 3D
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
16
2.1 Thiết kế máy Scan 3D
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
17
2.1 Thiết kế máy Scan 3D
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
18
2.1 Thiết kế máy Scan 3D
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
19
2.1 Thiết kế máy Scan 3D
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
20
2.2.1 Khối điều khiển
2.2 Thiết kế hệ thống điện
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
21
Sơ đồ kết nối mạch điện Sơ đồ kết nối mạch điện hoàn chỉnh
2.2 Thiết kế hệ thống điện
2.2.1 Sơ đồ kết nối điện
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
22
2.3 Camera xử lý ảnh
2.3.1 Webcam Logitech C270
- Thiết kế nhỏ gọn.
- Hình ảnh chất lượng chuẩn HD rõ nét.
- Giá thành hợp lý.
- Dễ dàng kết nối, giao tiếp với các thiết bị.
- Lắp ráp dễ dàng, hoạt động đơn giản .
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
23
Bảng hiệu chỉnh thông số
2.3 Camera xử lý ảnh 
2.3.2 Cân chỉnh camera
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
24
Giao diện phần mềm Horus
2.3 Phần mềm
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
25
2.3 Phần mềm
Giao diện phần mềm MeshLab
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
26
3. Kết quả và hướng phát triển
3.1 Chế tạo thành công
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
27
3.1 Chế tạo thành công
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
28
3.1 Chế tạo thành công
* Khi chưa cân chỉnh thông số
- Độ sáng ( brightness): 100
- Tương phản (contrust): 32
- Bão hòa (saturation): 100
- Phơi sáng (exposure): 32
Kết quả: không quét ra hình dạng của vật
3.1.1 Quét ảnh khi chưa cân chỉnh thông số
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
29
3.1 Chế tạo thành công
* Khi đã cân chỉnh thông số
- Độ sáng ( brightness): 128
- Tương phản (contrust): 32
- Bão hòa (saturation): 32
- Phơi sáng (exposure): 43
Kết quả: máy quét ra được hình ảnh rõ 
ràng, chi tiết về màu sắc và hình dạng.
3.1.2 Quét ảnh khi đã cân chỉnh thông số
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
30
3.1 Chế tạo thành công
So sánh kích thước ảnh thực tế và ảnh sau khi Scan chậu cây
Thông số Mẫu thực tế Ảnh Scan 3D
Kích thước đáy 10.5 12.3
Kích thước mặt trên 15 16.8
Chiều cao 13 11.2
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
31
3.1.3 Quét đối với vật sáng bóng, phản chiếu
3.1 Chế tạo thành công
- Quét được hình dạng của vật.
- Những màu sáng bóng, phản chiếu máy 
không nhận.
- Kích thước sai số nhiều hơn so với vật 
không phản chiếu.
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
32
3.3 Một số kết quả quét được
3. Kết quả và hướng phát triển
Máy đang hoạt động
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
33
Kết luận đạt được
 Thiết kế và chế tạo thành công mô hình máy Scan 3D hoàn chỉnh
 Máy Scan 3D nhỏ gọn dễ sử dụng
 Quét được với những vật liệu mềm
 Giá thành rẻ
 Trọng lượng máy 2,5kg
 Kích thước sản phẩm không nhỏ hơn 5 x 5cm
 Kích thước sản phẩm không lớn hơn 50 x 50cm
 Trọng lượng sản phẩm quét nhỏ hơn 3kg
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
34
3.2 Hướng cải tiến
- Sử dụng trục vit me để điều khiển khoảng cách của bàn xoay và camera phù
hợp với kích thước của vật mẫu cần quét, để tạo ra ảnh có sai số thấp nhất sau
khi quét.
- Khi quét máy Scan 3D phụ thuộc vào ánh sáng của môi trường nên cần tạo
một ánh sáng cố định cho máy, ta có thể sử dụng thùng caton hoặc thùng nhựa
để bao quanh máy tạo cho máy không gian ánh sáng cố định.
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
35
[1] Mã Lập Phong (2014) “đồ án tốt nghiệp cơ điện tử tính toán thiết kế máy đo 3d hình dáng 
cơ thể người” Trường đại học Bách Khoa Hà Nội
[2] Trần Ngọc Tú, đồ án tốt nghiệp “ Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược và ứng dụng vào 
quá trình tạo mẫu nhanh”, Trường đại học giao thông vận tải
[3] Kỹ sư Phan Huỳnh Lâm “ Máy quét 3D “Made in Việt Nam””, trường đại học Bách Khoa 
TP.HCM
[4] Mario lukas(2020), “Das 3D – Scanner – Praxixbuch”
[5] Drive Product Innovation with Reverse Engineering
[6] https://www.youtube.com/watch?v=PUcbCgG2-NA&t=1s
[7] https://text.123docz.net/document/7289041-nghien-cuu-va-che-tao-may-quet-3d.htm
Tài liệu tham khảo
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
https://www.ctuet.edu.vn
36
THANK YOU FOR LISTENNING