Analitzant les frontisses flexibles per donar suport, unir, ajustar i mesurar

L’ús de coixinets de frontissa flexibles és cada cop més prevalent a les màquines modernes. Aquests coixinets simplifiquen el procés de muntatge i redueixen els requisits de tolerància dimensional per al processament. En comparació amb els coixinets de forma fixa, el rodament de la frontissa flexible pot reduir eficaçment el remolí de mitja velocitat del rodament de fricció lliscant líquid, evitant així el volada.

Les articulacions flexibles de la frontissa, compostes per frontisses flexibles, són capaces de transmetre l’empenta perpendicular a la direcció del moviment, alhora que té baixa rigidesa en direccions horitzontals i verticals. Això els fa ideals per dissenyar articulacions universals elàstiques amb dos graus de llibertat rotacionals. Aquestes articulacions tenen una estructura compacta i capacitats de transmissió precises.

La frontissa flexible també permet l’ajustament d’autoajustament de la superfície de les ranures en forma de V, evitant un moviment relatiu entre les boles i les ranures quan la força canvia. Aquest mecanisme d’ajust, quan s’aplica a un dispositiu compost per tres boles i tres solcs en forma de V, redueix la histèresi entre la força i el desplaçament en un 95%.

Una altra aplicació de la frontissa flexible és el seu ús en bases de components òptics. Afegint cargols d’ajust a banda i banda de la plataforma, la superfície horitzontal es pot desviar amb precisió. Aquesta solució rendible ofereix una alta resolució en una petita gamma de moviments i es pot utilitzar en el conjunt de lents i altres tasques similars.

En el context d’augmentar la densitat d’emmagatzematge i la velocitat de lectura dels discos òptics, la velocitat de rotació del disc també s’ha d’augmentar en conseqüència, requerint que el cap de recollida de DVD/CD tingui una major acceleració i una millor linealitat. El mecanisme de frontissa flexible és eficaç per resoldre aquests problemes. Per exemple, la Universitat de Texas va desenvolupar una taula d’alineació de litografia que utilitza un enllaç flexible de quatre barres com a mecanisme d’ajust. Aquest mecanisme permet una desviació precisa de la plataforma sobre la qual s’instal·la la plantilla en relació amb el substrat fotosensible, permetent els resultats d’impressió desitjats.

En el camp de mesurament i calibració, durant la dècada passada han sorgit sensors de mesurament de desplaçament lineal amb sensibilitat al nanòmetre. Els interferòmetres òptics s’han utilitzat àmpliament en aquests sensors, però encara hi ha un buit entre les franges d’interferències reals i la forma ideal que s’utilitza per a la subdivisió de franges. La interferometria de raigs X es pot utilitzar per mesurar amb precisió els desplaçaments a nivell de sub-franja. Els interferòmetres de raigs òptics i de raigs X combinats, com el COX1 del laboratori físic nacional, ofereixen grans capacitats d’ictus i alta resolució. L’ús d’un mecanisme de quatre barres paral·lels flexible en aquests instruments permet la transmissió precisa del desplaçament invers, permetent la calibració de sensors de desplaçament lineal amb sensibilitat al sub-nanòmetre.

Diverses organitzacions i institucions de recerca també han desenvolupat solucions innovadores mitjançant mecanismes de frontissa flexibles per assolir objectius específics. L’Oficina Nacional d’estàndards va dissenyar un mecanisme integrat de frontissa flexible per connectar radiografies i interferòmetres òptics, reduint l’impacte sobre l’element de conducció i millorant la precisió de l’ajust. Alemanya va desenvolupar un mecanisme de transmissió de la frontissa flexible amb una estructura simètrica per augmentar el rang de mesurament d’un interferòmetre de raigs X.

Les frontisses flexibles també han trobat aplicació en instruments de mesura mecànica. Els saldos de la palanca, com ara l’equilibri de la palanca de la targeta de ganivets d’igualtat de braç, ofereixen una alta resolució i l’ús de barres d’equibar de suspensió de frontissa flexibles millora encara més la resolució.

En conclusió, els coixinets i les articulacions flexibles han esdevingut cada cop més habituals en les màquines modernes, oferint processos de muntatge simplificats i requisits de tolerància dimensional reduïts. Aquests mecanismes presenten una baixa rigidesa en direccions específiques mentre transmeten empenta o permeten desviació precisa. Les frontisses flexibles també troben aplicació en instruments de mesura i calibració, proporcionant sensibilitat al sub-nanòmetre. Diverses organitzacions i institucions de recerca continuen desenvolupant solucions innovadores mitjançant mecanismes de frontissa flexibles per assolir objectius específics en diverses indústries i aplicacions.