I H C QU C GIA TP. H CHÍ MINH
TR

NG

I H C BÁCH KHOA

LÊ CAO BÁCH

THI T K MÁY QUÉT 3D CHI TI T GIÀY DÉP

Chuyên ngành: Công ngh ch t o máy
Mã s : 605204

LU N V N TH C S

TP. H CHÍ MINH, tháng 12 n m 2012


CƠNG TRÌNH
TR

Cán b h

NG

C HỒN THÀNH T I

I H C BÁCH KHOA – HQG –HCM

ng d n khoa h c: PGS.TS Ph m Ng c Tu n

(Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v và ch ký)

Cán b ch m nh n xét 1:.............................................................................................
(Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v và ch ký)
Cán b ch m nh n xét 2:.............................................................................................
(Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v và ch ký)
Lu n v n th c s

c b o v t i Tr

ng

i h c Bách Khoa, HQG Tp. HCM ngày . . . . .

tháng . . . . n m . . . . .
Thành ph n H i

ng ánh giá lu n v n th c s g m:

(Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v c a H i

ng ch m b o v lu n v n th c s )

1. .......................................................................
2. .......................................................................
3. .......................................................................
4. .......................................................................
5. .......................................................................
Xác nh n c a Ch t ch H i
khi lu n v n ã

CH T CH H I

ng ánh giá LV và Tr

ng Khoa qu n lý chuyên ngành sau

c s a ch a (n u có).
NG

TR

NG KHOA


TR

I H C QU C GIA TP.HCM
NG
I H C BÁCH KHOA

NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
c l p - T do - H nh phúc

NHI M V LU N V N TH C S
tên h c viên: Lê Cao Bách ................................................ MSHV: 09040359
Ngày, tháng, n m sinh: 13/01/1985 ......................................... N i sinh: Qu ng Ngãi
Chuyên ngành: C khí ch t o máy ......................................... Mã s : 605204
I. TÊN

TÀI: THI T K MÁY QUÉT 3D CHI TI T GIÀY DÉP


II. NHI M V VÀ N I DUNG:
- Nghiên c u t ng quan v máy quét 3D chi ti t giày dép.
- Phân tích, xác

nh c u hình và nguyên lý làm vi c c a máy quét 3D chi ti t

giày dép.
- Thi t k máy quét 3D chi ti t giày dép.
- Thi t k quy trình, gi i thu t x lý d li u c a máy quét 3D chi ti t giày dép.
- Thi t k giao di n ph n m m và giao di n

h a cho ph n m m máy quét.

- Ch t o và th nghi m v n hành máy quét.
III. NGÀY GIAO NHI M V : 02/07/2012
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 30/11/2012
V. CÁN B

H

NG D N : PGS.TS. Ph m Ng c Tu n

Tp. HCM, ngày 02 tháng 7 n m 2012
CÁN B

H

NG D N


CH NHI M B

(H tên và ch ký)

MÔN ÀO T O

(H tên và ch ký)

PGS.TS. Ph m Ng c Tu n
TR

NG KHOA

(H tên và ch ký)


I CAM OAN
Em cam oan r ng, ngo i tr các k t qu tham kh o t các công trình khác
nh

ã ghi rõ trong lu n v n, các cơng vi c

c trình bày trong lu n v n này là do

chính em th c hi n và ch a có ph n n i dung nào c a lu n v n này
t b ng c p

tr

ng này ho c tr


cn p

ng khác.
Ngày 31 tháng 12 n m 2012

Lê Cao Bách

i

l y


I CÁM
Em xin chân thành c m n s h
th y cô gi ng d y sau

i h c - Tr

N

ng d n, ch d y và giúp
ng

t n tình c a các

i h c Bách Khoa,

i h c qu c gia


Thành ph H Chí Minh.
Em xin c m n th y PGS.TS Ph m Ng c Tu n ã t n tình h
t nh ng ki n th c và kinh nghi m quý báu ã giúp em có

y

ng d n truy n
ki n th c

hoàn thành lu n v n này.
Và em xin c m n nh ng b n bè,

ng nghi p và nh ng ng

i thân trong gia

ình ã tin yêu và truy n thêm ngh l c cho em trong quá trình h c t p nghiên c u
a b n thân.
c dù ã c g ng r t nhi u trong vi c th c hi n lu n v n, song v i th i
gian có h n, nên khơng th tránh kh i nh ng thi u sót ch a hồn ch nh, r t mong
cs

óng góp ý ki n c a quý Th y Cô và các b n.

ii


ABSTRACT
This thesis introduces the research contents of a 3D shoe’s scanner device in
the automatic grinding and cementing system for shoes upper and shoe sole. The

content of the thesis includes the principles of the operation, the configuration of the
mechanical system, control’s principles and control’s parameters of the device. The
thesis also includes a BK Scanner software which is designed for intergrating into
the device. The procedure of the software is programed base on capturing the 3D
data of shoe’s surface through an intergration between a CCD camera and a laser
light device, processing and converting 2D images data into 3D data, building the
surface and boundaries for fabricating. The result of this thesis is also a product of
the State science and technology project: “The research, design and fabricating of
an automatic shoe soles, uppers roughing and cementing system in the shoe
manufacturing lines”, code: KC.03.03/11-15, in the State key science and
technology program KC.03/11-15: "The research, application and development of
mechanical and automatic technologies".

iii


TĨM T T
i dung lu n v n trình bày v máy quét 3D chi ti t giày dép trong h th ng
ng mài và bôi keo chi ti t

giày, m giày. Các n i dung nghiên c u c a lu n

n bao g m: thi t k nguyên lý ho t
u khi n và các thông s

ng, c u hình h th ng c khí, ngun lý

u khi n c a thi t b . Lu n v n c ng nghiên c u các

gi i thu t xây d ng ph n m m BK Scanner và tích h p v i b

. Ph n m m

c xây d ng trên c s các gi i thu t thu th p d li u t chi ti t

giày dép thông qua s k t h p gi a camera CCD và èn laser
lý và chuy n

u khi n c a thi t

ng, gi i thu t x

i các d li u 2D thành 3D, gi i thu t xây d ng b m t chi ti t giày

dép, gi i thu t xây d ng các

ng gia công. K t qu c a lu n v n là s n ph m c a

tài khoa h c công ngh c p Nhà n
ng mài và bôi keo

c “Nghiên c u thi t k , ch t o h th ng t

giày, m giày trong dây chuy n s n xu t giày dép”, mã s :

KC.03.03/11-15, thu c Ch

ng trình KH&CN tr ng

m c p Nhà n


15 “Nghiên c u ng d ng và phát tri n cơng ngh c khí và t

iv

c KC.03/11-

ng hóa”.


CL C
NHI M V LU N V N TH C S ........................................................................ 1
I CAM OAN..................................................................................................... i
I CÁM N .........................................................................................................ii
ABSTRACT ...........................................................................................................iii
TÓM T T .............................................................................................................. iv
C L C .............................................................................................................. v
DANH M C HÌNH V .......................................................................................viii
DANH M C B NG ............................................................................................ xiv
DANH M C CH
CH
1.1 M

VI T T T ............................................................................. xv

NG 1: T NG QUAN V MÁY QUÉT 3D CHI TI T GIÀY DÉP .............. 1
u .............................................................................................................. 1

1.2 Tình hình nghiên c u và ng d ng máy quét 3D trên th gi i ............................ 4
1.2.1 Máy quét 3D dùng trong công nghi p ............................................................. 4
1.2.2 Máy quét 3D dùng trong y t .......................................................................... 6

1.2.3 Máy quét 3D dùng trong xây d ng, kh o c .................................................... 7
1.2.4 Máy quét 3D trong ngành giày dép ................................................................. 7
1.3 Tình hình nghiên c u, ng d ng máy quét 3D

Vi t Nam .............................. 10

1.3.1 Tình hình ng d ng ...................................................................................... 10
1.3.2 Tình hình nghiên c u .................................................................................... 11
1.4 Tính c p thi t c a

tài ................................................................................... 11

1.5 M c tiêu nghiên c u c a

tài ........................................................................ 11

1.6 Ph m vi nghiên c u ......................................................................................... 12
1.7 N i dung nghiên c u c a
1.8 Ph

tài........................................................................ 12

ng pháp nghiên c u ................................................................................. 12

1.9 Ý ngh a khoa h c c a lu n v n ........................................................................ 13
1.10 Ý ngh a th c ti n c a lu n v n ....................................................................... 13
v


CH


NG 2: PHÂN TÍCH, XÁC

NH C U HÌNH VÀ NGUN LÝ LÀM

VI C C A MÁY QUÉT 3D CHI TI T GIÀY DÉP ............................................. 14
2.1 Công d ng, ch c n ng c a máy quét 3D trong dây chuy n s n xu t giày dép .. 14
2.2 Xác

nh nguyên lý làm vi c c a máy quét 3D chi ti t giày dép....................... 15

2.2.1 Phân tích l a ch n gi i pháp nh n d ng và x lý d li u 3D ......................... 15
2.2.2 Phân tích và xác
2.3 Xác

nh ph

ng pháp quét c a máy quét 3D ............................ 18

nh nguyên lý làm vi c và c u hình máy quét 3D chi ti t giày dép .......... 21

2.3.1 Nguyên lý làm vi c máy quét 3D chi ti t giày dép ........................................ 21
2.3.2 Thông s k thu t máy quét 3D chi ti t giày dép .......................................... 26
CH

NG 3: THI T K MÁY QUÉT 3D CHI TI T GIÀY DÉP ........................ 36

3.1 K t c u t ng th máy quét 3D chi ti t giày dép ................................................ 36
3.2 Thi t k ph n c khí máy quét ......................................................................... 37
3.2.1 Thi t k c m thân máy quét 3D .................................................................... 37

3.2.2 Thi t k c m chân máy quét ......................................................................... 52
3.3 Thi t k h th ng

u khi n máy quét 3D chi ti t giày dép ............................. 53

3.3.1 C u t o c a h th ng
3.3.2 Ph

ng án

u khi n các

3.3.3 Thi t k h th ng
CH

u khi n ................................................................... 53
it

ng trong máy quét 3D ............................... 55

u khi n c a máy quét 3D.............................................. 57

NG 4: THI T K QUY TRÌNH, GI I THU T X

LÝ D

LI U C A

MÁY QUÉT 3D CHI TI T GIÀY DÉP ................................................................ 63
4.1 M


u v x lý nh và th vi n x lý nh OpenCV ....................................... 63

4.1.1 nh và h th ng x lý nh ............................................................................ 63
4.1.2 Th vi n x lý nh Open CV ........................................................................ 66
4.2 Thi t k gi i thu t t ng quát cho q trình x lý nh........................................ 67
4.2.1 Mơ hình camera c b n................................................................................. 67
4.2.2 Méo nh........................................................................................................ 69
4.2.3 Mơ hình camera và laser trong máy quét 3D chi ti t giày dép ....................... 71
4.3 Gi i thu t cho quá trình x lý nh .................................................................... 73

vi


4.3.1 Hi u ch nh camera (calibration) .................................................................... 73
4.3.2 X lý nh cho máy quét 3D .......................................................................... 76
CH

NG 5: THI T K GIAO DI N C A PH N M M QUÉT BK SCANNER

VÀ K T QU CH T O, V N HÀNH MÁY .................................................... 84
5.1 Giao di n ph n m m và th vi n Open GL (Open Graphics Library) ............... 84
5.2 Phân tích và l a ch n ch c n ng ph n m m BK Scanner ................................. 85
5.3 Giao di n ph n

u khi n và quét d li u ....................................................... 87

5.4 Thi t k ch c n ng sao l u và chuy n

i d li u ............................................ 89


5.5 Ch t o và v n hành máy quét ......................................................................... 90
TÀI LI U THAM KH O ..................................................................................... 98
PH

L C............................................................................................................ 100

vii


DANH M C HÌNH V
Hình 1.1: Chi ti t m giày và

giày và phom giày [3]. .......................................... 3

Hình 1.2: Máy quét laser Metris 3D c a hãng Nikon. .............................................. 5
Hình 1.3: Máy quét 3D dùng cánh tay o c a hãng Nikon. ...................................... 5
Hình 1.4: Máy quét 3D c m tay c a hãng Z Scanner [5]. ......................................... 6
Hình 1.5: M t s s n ph m ng d ng máy quét 3D trong thi t k ............................ 6
Hình 1.6: Máy quét 3D Rexcan c a hãng SOLUTIONIX [6]. .................................. 7
Hình 1.7: Máy quét 3D c a hãng Leica dùng trong cơng nghi p [7]. ....................... 7
Hình 1.8: Máy qt 3D dùng trong ngành giày dép c a Frontier[7]. ........................ 8
Hình 1.9: Máy qt 3D o kích th

c chân khách hàng. .......................................... 9

Hình 1.10: Mơ hình h th ng qt biên d ng giày. ................................................ 10
Hình 1.11: H th ng thu th p d li u và mài

giày c a . ..................................... 10


Hình 1.12: Mơ hình s n ph m m b o hi m và thìa
Hình 2.1: L u

h th ng mài và bơi keo t

Hình 2.2: Ba nhóm ph

c quét............................... 11

ng. ............................................... 14

ng pháp thu th p d li u 3D ki u không ti p xúc. ........... 15

Hình 2.3: Các nguyên lý nh n d ng quang h c. ..................................................... 16
Hình 2.4: Nguyên lý nh n d ng d li u 3D b ng tia sáng c u trúc. ........................ 18
Hình 2.5: Mơ hình ph

ng án 1. ............................................................................ 19

Hình 2.6: Mơ hình ph

ng án 2. ............................................................................ 19

Hình 2.7: Mơ hình ph

ng án 3. ............................................................................ 20

Hình 2.8: Mơ hình ph


ng án 4. ............................................................................ 20

Hình 2.9: C u hình c a máy quét 3D chi ti t giày dép. .......................................... 21
viii


Hình 2.10: C u t o máy quét 3D............................................................................ 22
Hình 2.11: L u

nh n d ng và x lý d li u c a máy quét 3D............................ 23

Hình 2.12: T a

c am i

ng cong quét 3D trong m t ph ng OXZ. ............... 24

Hình 2.13: Hình nh máy tính c n hi n th
ng i v n hành u ch nh
ng
biên chi ti t. ........................................................................................................... 25
Hình 2.14: Qu

o gia cơng chi ti t giày [9]. ....................................................... 25

Hình 2.15: Vùng ch p nh c a camera. ................................................................. 31
Hình 2.16: S

d li u h th ng CAD/CAM ...................................................... 35


Hình 3.1: K t c u t ng th máy quét 3D chi ti t giày dép. ..................................... 36
Hình 3.2: K t c u c a máy quét 3D. 1: Ph n chân máy, 2: Ph n thân máy. ............ 37
Hình 3.3: K t c u c m thân máy quét. ................................................................... 37
Hình 3.4: Chi ti t

giày. ...................................................................................... 38

Hình 3.5: Mơ hình

nh v

gá

. ...................................................................... 39

Hình 3.6:

gá chi ti t

Hình 3.7:

gá chi ti t m giày trong patent s US4639963 [2]. .......................... 40

Hình 3.8: Nguyên lý gá
Hình 3.9:

giày. ............................................................................ 39

t chi ti t m . ................................................................. 40


gá chi ti t m giày. ........................................................................... 41

Hình 3.10: C m gá camera và èn laser. ................................................................ 42
Hình 3.11: Hành trình c a c m chuy n
Hình 3.12: C m chuy n

ng t nh ti n. .......................................... 43

ng t nh ti n lo i SKR và KR c a hãng THK. ............... 43

Hình 3.13: Mơ hình l c và mô men tác d ng lên c c u chuy n

ng t nh ti n...... 45

Hình 3.14: Mơ hình l c tác d ng lên tr c Y. .......................................................... 45

ix


Hình 3.15: Chu k ho t

ng c a

ng c tr c Y. ................................................. 46

Hình 3.17: B n v l p c m chân máy. ................................................................... 52
Hình 3.18: Khung chân máy. ................................................................................. 53
Hình 3.19: B n v t
Hình 3.20:


n máy quét 3D. ................................................................ 53

u khi n

Hình 3.21: Phân lo i

n áp

ng c servo. ....................................................... 54

ng c servo. ...................................................................... 55

Hình 3.22: Mơ hình các b ph n c n

c

u khi n............................................ 56

Hình 3.23: H th ng

u khi n vòng h . .............................................................. 56

Hình 3.24: H th ng

u khi n n a kín. ............................................................... 57

Hình 3.25: H th ng

u khi n vịng h . .............................................................. 57


Hình 3.26: Mơ hình

u khi n c a thi t b qt 3D............................................... 58

Hình 3.27: Mơ hình b ng
Hình 3.28: B ng
Hình 3.29: T
Hình 3.30: S

u khi n t
n

n

c c a máy quét 3D. ......................... 59

c gia công trong th c t . ........................... 59

u khi n máy quét 3D hoàn ch nh. ....................................... 60
u dây trên m ch

Hình 3.31: Giao di n
Hình 4.1: nh t

u khi n m t tr

u khi n ho t

n trong t


n c a máy quét 3D. ............. 60

ng máy quét 3D trên máy tính. ................ 62

ng t và nh s hóa. .................................................................. 64

Hình 4.2: H th ng x lý nh c b n[21]. .............................................................. 64
Hình 4.3: Bi u di n nh b ng ma tr n. ................................................................... 66
Hình 4.4: Hi n th nh ch p v i ch

ng trình vi t b ng OpenCv. .......................... 67

Hình 4.5: Mơ hình camera c b n. ......................................................................... 67
Hình 4.6: Mơ hình pinhole camera. ....................................................................... 68
x


Hình 4.7: Mơ hình thu nh n d li u c a camera[1]. ............................................... 68
Hình 4.8: nh h

ng c a lens

i v i nh ch p. ................................................... 69

Hình 4.9: Mơ hình méo nh khi x y ra do th u kính. ............................................. 70
Hình 4.10: Sai l ch do méo ti p tuy n. .................................................................. 70
Hình 4.11: Mơ hình camera pinhole trong tính tốn chuy n i t a 2D - 3D[22].
.............................................................................................................................. 71
Hình 4.12: Ma tr n thơng s ngo i và ma tr n thông s n i c a h t a
camera và

t a v t .......................................................................................................... 74
Hình 4.13: Các nh c a b ng k ơ bàn c
Hình 4.14: L u

c gi

các h

ng khác nhau[23]. ... 76

x lý nh. ................................................................................. 77

Hình 4.15: Mơ hình s p x p ph n t khi l c trung v . ............................................ 78
Hình 4.16: Khơng gian màu thu t tốn l c HSV. ................................................... 79
Hình 4.17: L c nh v i hàm l c Gauss và Laplacian ............................................. 80
Hình 4.18: nh thu
Hình 4.19:

c qua camera sau quá trình x lý....................................... 80

th m c xám phân b trên m t c t ngang

Hình 4.20: nh ch a
Hình 5.1: Các b

ng laser. .................... 81

ng laser sau khi l y tr ng tâm......................................... 82

c x lý c a ph n m m quét........................................................ 85


Hình 5.2: Giao di n ph n m m quét FlexScan 3D. ................................................ 86
Hình 5.3: Mơ hình nhóm nút ch c n ng file c a ph n m m quét. .......................... 87
Hình 5.4: Mơ hình nhóm nút ch c n ng qt (Scan). ............................................. 87
Hình 5.5: Mơ hình nhóm nút ch c n ng hi n th . ................................................... 87
Hình 5.6: Giao di n c a ph n

u khi n trên ph n m m quét. .............................. 88

xi


Hình 5.7: Giao di n c a ph n m m quét

c thi t k . .......................................... 88

Hình 5.8: C u trúc tam giác trong c u trúc file STL............................................... 90
Hình 5.9: Máy quét 3D

c ch t o. .................................................................... 91

Hình 5.10: B

c 1 - Kh i

ng ph n m m. ........................................................... 91

Hình 5.11: B

c2–


Hình 5.12: B

c 3 – Ch p nh vùng laser giao chi ti t giày. ................................. 92

Hình 5.13: B

c 4 – Tách màu và l c nhi u vùng nh

Hình 5.14: B

c 5 – xác

a chi ti t quét v v trí g c. ............................................... 92

nh tâm

ng laser........................ 93

ng laser. ..................................................... 93

Hình 5.15: K t qu sau khi quét m i giày m t s b

c quét. ................................. 94

Hình 5.16: K t qu t p h p các biên d ng 3D thu

c c a chi ti t giày. ............... 94

Hình 5.17: K t qu xác


nh

ng biên chi ti t. ................................................... 94

Hình 5.18: K t qu biên d ng chi ti t giày. ............................................................ 95
Hình 5.19: K t qu d li u t a

3D c a máy quét. .............................................. 95

xii


DANH M C B NG
ng 1.1:

chính xác m t s thi t b quét 3D chi ti t giày dép. ............................ 9

ng 2.1: B ng thông s k thu t c a m t s thi t b quét 3D. .............................. 26
ng 2.2: B ng FRDPARRC cho các yêu c u k thu t c a thi t b quét 3D chi ti t
giày dép. ................................................................................................................ 27
ng 2.3: B ng

phân gi i camera...................................................................... 32

ng 3.1: Chi u dài thanh ray lo i KR33H (theo catalogue c a hãng THK). ......... 44
ng 3.2: Thông s k thu t c a c m chuy n

ng tr c Y. ................................... 44


ng 3.3: B ng h s an toàn c a c m chuy n

ng t nh ti n [20]......................... 47

ng 3.4: B ng h s t i tr ng c a b vít me và thanh tr

t [20]. .......................... 47

ng 3.5: B ng l c ma sát bên trong thi t b c a c m chuy n

xiii

ng t nh ti n (N)... 48


DANH M C CH

VI T T T

Tên vi t t t

Tên

y

CAD

Computer Aid Design

CAM


Computer Aid Manufacture

CCD

Charge coupled device

CMOS

Complementary metal oxide semiconductor

STL

Stereo Lithography

Open GL

Open Graphics Library

2D

2 Demensions

3D

3 Demensions

GDP

Gross domestic product


xiv


CH

NG 1:

NG QUAN V MÁY QUÉT 3D CHI TI T GIÀY DÉP

i dung ch

ng này tìm hi u v các thi t b quét 3D có trên th tr

nghiên c u v thi t b quét 3D chi ti t giày dép, các ph
nghiên c u và n i dung s

ng pháp s

c nghiên c u trong lu n v n. Ch

trình bày ý ngh a khoa h c, ý ngh a th c ti n và m c tiêu c a
1.1

ng và các
c s d ng

ng này c ng s

tài.


u
Trong 4 tháng

u n m 2012, kim ng ch xu t kh u giày dép các lo i

c

t

1.971 tri u USD t ng 9,3 % so v i cùng k n m 2011. M c dù giá tr xu t kh u t ng
nh ng th c t nhi u doanh nghi p trong ngành v n g p nhi u khó kh n v

n hàng

xu t kh u. Bên c nh ó, các doanh nghi p trong ngành cịn g p ph i khó kh n do s
thay

i v chính sách nh p kh u, cách th c mua hàng, yêu c u ngày càng cao v

tiêu chu n ch t l
a các th tr

ng, tiêu chu n môi tr

ng, trách nhi m xã h i doanh nghi p…,

ng l n nh EU, M , Nh t.... Vì v y, s n l

giày th thao 4 tháng

dép, ng gi da

c

un m

c

t 99,9 tri u ôi, gi m 3,9%, s n ph m giày

t 18,6 tri u ôi, t ng 18,5% so v i cùng k [1].

Hi n nay các s n ph m giày dép c a n
tr

ng s n xu t s n ph m

c ta ch y u xu t kh u vào các th

ng ch l c nh EU, Nh t B n và M . Tuy nhiên,

nh ng th tr

n ph m giày dép xu t kh u c a Vi t Nam c ng ang ph i

ng này các

i m t v i r t nhi u

rào c n, trong ó n i b t là vi c áp thu ch ng bán phá giá.

khía c nh khác, ngành giày dép xu t kh u c a n
ép r t l n v kh n ng c nh tranh v i các n
Trung Qu c, n

c ta c ng ang ch u s c

c xu t kh u giày dép hàng

u nh

,...Hi n ch có các s n ph m giày th thao, giày n , giày v i c a

Vi t Nam là có kh n ng c nh tranh, m t s s n ph m còn l i s c c nh tranh y u do
công ngh s n xu t l c h u và ch a áp ng
a nhi u th tr
Trong n

c yêu c u ch t l

ng ngày càng cao

ng xu t kh u.
c ngành giày dép là ngành ch l c cùng v i d t may và d u khí

óng góp ph n l n vào t ng s n ph m qu c n i (GDP) c a n n kinh t . Ngành giày
dép Vi t Nam ang

ng trong nhóm n m n
1


c xu t kh u giày l n trên th gi i[2].


Tuy nhiên, ngành giày dép v n ch y u là gia công theo các
thu c vào nguyên ph li u, công ngh và c v n

ut t n

n

t hàng và ph

c ngoài.

Theo ánh giá c a Vi n Nghiên c u da giày Vi t Nam, trong ba phân khúc
th tr

ng th p, trung và cao c p, các s n ph m giày dép trong n

c

u lép v so

i hàng ngo i nh p, nguyên nhân m t ph n là do s y u kém v khâu thi t k m u
mã. Hi n nay, g n 55% th tr

ng n i

a ã n m trong tay các doanh nghi p n


c

ngoài [2].
Khâu thi t k s n ph m v n là khâu y u nh t c a ngành giày dép Vi t Nam,
70% doanh nghi p trong ngành v n ph i làm hàng gia cơng dù ngành này ã có t
lâu

i. Bên c nh ó, vi c s n xu t nguyên ph li u cho ngành giày dép trong n

ng ch

áp ng r t ít nhu c u c a doanh nghi p, t l n i

kho ng 50% trong khi nguyên ph li u chi m

a hóa ch chi m

n 75% giá thành c a s n ph m[2].

ph thu c vào nguyên ph li u nh p kh u ã nh h

ng

n giá thành s n ph m

ng nh gi m s c c nh tranh và l i nhu n c a doanh nghi p. Vì th

ngành giày

dép phát tri n b n v ng, các doanh nghi p ph i t p trung xây d ng


c th

ng

n mài và bôi keo chi ti t giày là công

n

hi u cho chính mình và giành l i th ph n t i th tr
Trong ngành giày dép, công
tiêu hao nhi u nhân cơng, mơi tr
i keo,… do ó nh h

ng

ng làm vi c

n mài và bôi keo là c n thi t

cho ng

i lao

ng.

t

ng n i


a.

c h i do nh h

ng c a b i mài,

n n ng su t c a nhà máy. Vì th , vi c t

cơng

c

c i thi n n ng su t và

ng hóa

u ki n làm vi c

ng hóa mài và bơi keo chi ti t giày dép, c n thi t ph i

cung c p d li u CAD gia công cho h th ng mài và bôi keo này. Máy quét 3D chi
ti t giày dép là m t b ph n c a h th ng t
quét 3D chi ti t giày dép

ng mài và bôi keo chi ti t giày. Máy

c thi t k nh m cung c p d li u biên d ng c n gia

công c a chi ti t giày c n mài và bôi keo cho h th ng mài và bôi keo t
it


ng quét c a máy quét 3D là các chi ti t giày dép, c th là

giày. Chi ti t

giày là ph n m t d

ph n trên c a chi c giày và th

ng

ng.
giày và

i cùng c a chi c giày, chi ti t m giày là
c g n v i phom giày trong quá trình mài và

2


bơi keo (Hình 1.1). Hai chi ti t này sau khi
i trên máy ép nhi u chi u

c mài và bôi keo xong s

thành m t s n ph m giày hồn ch nh.

Hình 1.1: Chi ti t m giày và
Hai ph
kích th


ng pháp th

ng

c s d ng

c v t th là dùng máy o t a

pháp dùng máy o CMM là ph
vào b m t v t th

c ghép

giày và phom giày [3].
xây d ng mơ hình 3D và ki m tra

CMM ho c dùng thi t b quét 3D. Ph

ng pháp o ti p xúc, theo ó m t

ghi nh n v trí c a t ng

ng

u dị s ch m

m trên b m t v t th . Ph

ng


pháp o dùng máy quét 3D là ph

ng pháp o khơng ti p xúc, hình dáng b m t v t

th trong không gian 3 chi u s

c ghi nh n l i b ng m t hay nhi u c m bi n

quang.
Các thi t b quét 3D
nh xây d ng, y h c, kh o c ,
yêu c u v

c ng d ng r ng rãi trong nhi u l nh v c khác nhau
a lý,....Tùy theo tính ch t c a

chính xác d li u và t c

quét mà có nh ng ph

it

ng c n quét,

ng pháp quét khác

nhau.
phát tri n c a các c m bi n quang h c g n ây ã giúp nâng cao
xác, t c

hàng ngàn

chính

quét c a các thi t b quét 3D. Các thi t b hi n t i có kh n ng thu th p
m d li u trong m t giây và có th qt

Trong cơng nghi p, các công
o m u nhanh là các công

c các b m t ph c t p.

n nh : thi t k ng

n mà máy quét 3D

3

c, ki m tra s n ph m,

c s d ng nhi u nh t. Trong


nh v c thi t k s n ph m, s k t h p gi a công ngh t o m u nhanh v i các máy
quét 3D ã giúp các nhà phát tri n s n ph m rút ng n th i gian
tr

a s n ph m ra th

ng. Các nhà cung c p thi t b quét 3D l n trên th gi i có th


ck

n nh :

Mitutoyo, Minolta, Leica, Optech, Faro, Zeiss,...Các hãng này ã và ang cung c p
nhi u lo i thi t b quét 3D cho ng d ng trong nhi u ngành khác nhau.
1.2 Tình hình nghiên c u và ng d ng máy quét 3D trên th gi i
Hi n nay, máy quét 3D

c dùng r ng rãi trong nhi u l nh v c khác nhau

nh :
Trong c khí

o

Trong y khoa dùng

c, ki m tra s n ph m

tái t o mơ hình b ph n c th ng

Trong kh o c , xây d ng
Trong

c ch t o.

o


i.

c thi t k các cơng trình xây d ng.

n nh giúp xây d ng các mơ hình 3D các nhân v t.

ng d ng trong công nghi p s n xu t s n ph m giày dép và nhi u
ngành s n xu t khác...
Trong t ng l nh v c, máy quét 3D có nh ng yêu c u khách nhau v
xác, ph

chính

ng pháp thu th p d li u,…

1.2.1 Máy quét 3D dùng trong công nghi p
Các máy quét 3D trong công nghi p

c s d ng cho m c ích chính là l y

li u CAD 3D c a v t th . Có ba ki u máy qt chính: ki u máy qt 3D có
qt 3D

c g n lên m t c c u máy chuy n

u

ng hay m t cánh tay o ho c ki u

máy quét 3D c m tay.

Trong hình 1.2 là máy quét laser Metris 3D c a hãng Nikon[4]. Trong thi t
này, m t

u quét 3D

c g n lên m t khung máy chuy n

ng.

u quét 3D s

phát ra chùm tia laser chi u lên b m t v t th c n quét, sau ó camera thu nh n d
li u b m t quét.

4


Hình 1.2: Máy quét laser Metris 3D c a hãng Nikon.
t s thi t b quét 3D s d ng
o. D li u
thu

c thu th p t v trí t

u quét 3D g n tr c ti p lên m t cánh tay

ng

ic a


u quét so v i v trí g c và d li u

c khi quét. Hình 1.3 là máy quét 3D MCAX dùng cánh tay o c a hãng

Nikon.

Hình 1.3: Máy quét 3D dùng cánh tay o c a hãng Nikon.
t s hãng phát tri n các máy quét 3D c m tay có kh n ng qt các s n
ph m kích th

c l n. Hình 1.4 là thi t b quét c m tay c a hãng Zcorp, v i kh

ng linh ho t c a thi t b , chúng có th thu th p d li u c a các b m t t do ph c
p c a nh ng v t th có kích th

c l n...

5


Hình 1.4: Máy quét 3D c m tay c a hãng Z Scanner [5].
Các s n ph m c a máy qt 3D trong cơng nghi p có th k

n nh :

n

tho i, chi ti t c khí, b ph n xe h i,…

Hình 1.5: M t s s n ph m ng d ng máy quét 3D trong thi t k .

1.2.2 Máy quét 3D dùng trong y t
Trong l nh v c Y t , ngoài các thi t b ch p 3D MRI (Magnetic resonance
imaging) dùng t tr

ng, các máy qt 3D

các mơ hình 3D c a b ph n c th , t
Trong hình 1.6 là máy quét 3D

c s d ng ch y u là

tái t o l i

ó có th tái t o l i b ph n b khi m khuy t.

c s d ng trong l nh v c y t khi quét m u hàm

ng.

6


Hình 1.6: Máy quét 3D Rexcan c a hãng SOLUTIONIX [6].
1.2.3 Máy quét 3D dùng trong xây d ng, kh o c
Trong l nh v c kh o c và xây d ng, các máy quét 3D s d ng

mô hình

hóa các mơ hình kh o c nh các chi ti t kh o c và các cơng trình ki n trúc. Trong
xây d ng, máy quét 3D


c s d ng

mơ hình hóa mơ hình

a hình, các tịa

nhà, .v.v.v.

Hình 1.7: Máy quét 3D c a hãng Leica dùng trong công nghi p [7].
1.2.4 Máy quét 3D trong ngành giày dép
Trong l nh v c giày dép, máy quét 3D
o hình các phom giày, ghi nh n d li u kích th

c s d ng ch y u trong l nh v c
c bàn chân c a khách hàng.

Trong ngành công nghi p giày dép, các thi t b quét 3D
các ng d ng nh :

7

c s d ng trong


Thi t k ng

c, d ng l i m u 3D c a phom giày.

Quét l y d li u kích th


c chân khách hàng.

Quét biên d ng chi ti t giày, cung c p d li u cho quá trình t

ng

hóa ngành giày dép.
t s hãng cung c p máy quét 3D cho ngành giày dép nh Frontier, Scanny
3D,…
1.2.4.1 Máy quét 3D trong ng d ng thi t k ng

c và d ng l i m u phom giày

Máy có kh n ng quét và d ng l i mơ hình m u, t
CAD

ó

a ra t p tin d li u

k thu t viên x lý. Máy quét 3D c a hãng Frontier tích h p h th ng quét

laser v i công ngh

o quang h c tiên ti n c a

c cùng v i k thu t

u khi n s


trí và các thành ph n khác. Máy có kh n ng ch p các b m t hình h c c a chi
ti t giày trong 4 phút và chuy n d li u qua máy tính

hi n th .

Hình 1.8: Máy quét 3D dùng trong ngành giày dép c a Frontier[7].
1.2.4.2 Máy quét 3D

thu th p d li u kích th

Ngồi ra máy qt 3D c ng
khách hàng t

c chân khách hàng

c ng d ng

l y m u kích c chân c a

ó cung c p s li u cho các b ph n thi t k giày.

8