Analyse von Konstruktions- und mechanischen Merkmalen der dreidimensionalen Messsonde für flexible Hins

Die Sonde ist eine wesentliche Komponente einer Koordinatenmessmaschine (CMM). In den letzten Jahren haben sich die Forscher aufgrund ihrer vielseitigen Messparameter und flexiblen Messmethoden zunehmend auf dreidimensionale Sonden konzentriert. Sowohl inländische als auch internationale Forscher haben sich der Anwendung und Entwicklung von Sonden gewidmet, einschließlich der Untersuchung neuer Sondenstrukturen und der Sondenfehlertheorie. Infolgedessen werden dreidimensionale Sonden häufiger in verschiedenen Arten von Koordinatenmessgeräten verwendet.

Die integrierte Sonde hat sich als Hauptentwicklungsrichtung als mechanische Leistung und theoretisches Modell als ideal sowie ihrer hohen Integration und Präzision herausgestellt. Die integrale dreidimensionale Sonde verfügt über einen flexiblen Scharniermechanismus, der für seine mechanischen Eigenschaften gründlich analysiert wurde.

Das Strukturdesign des dreidimensionalen Messkopfes umfasst einen Führungsmechanismus und ein Gesamtstrukturdesign. Der Führungsmechanismus besteht aus drei Scharnieren - eine zur Übersetzung in x -Richtung, eine zur Übersetzung in Z -Richtung und eine zur Übersetzung in die y -Richtung. Diese Scharniere sind mit einer parallelogrammierten Konfiguration miteinander verbunden, um sicherzustellen, dass sich die Sonde bei dreidimensionalen Messungen parallel bewegt.

Das Gesamtstrukturdesign der 3D -Sonde umfasst die translationalen Aktuatoren (Scharniere) in jede Richtung sowie Verschiebungssensoren zur Messung der Verschiebungen dieser Aktuatoren. Der Messkopf ist durch Fäden mit dem Führungsmechanismus verbunden. Während der dreidimensionalen Messung ist der Messkopf an der Koordinatenmessmaschine festgelegt, während das zu gemessene Werkstück auf der Workbench festgelegt ist. Die Sonde stellt dann Kontakt mit dem zu gemessenen Teil auf und bewegt sich in den Anweisungen X, Y und Z. Die Induktivitätssensoren erkennen die Bewegung der Sonde, die dann verarbeitet wird, um Messergebnisse zu erhalten.

Der integrale dreidimensionale Sondenmechanismus wird durch die gesamte Schneidmethode erreicht. Der Umriss und die Größe des flexiblen Scharniers sind nach theoretischen Überlegungen ausgelegt, und der gesamte Mechanismus wird unter Verwendung von Drahtschneiden verarbeitet. Der Mechanismus besteht aus zwei Parallelogramm -Mechanismen in jeder Richtung, wodurch insgesamt acht flexible Scharniere hergestellt werden. Dieses Design ermöglicht die Übersetzung innerhalb eines kleinen Verschiebungsbereichs, wodurch die dreidimensionale Bewegung des Messkopfes ermöglicht wird. Der zusammengesetzte Mechanismus reduziert das Gesamtvolumen der Sonde und verbessert seine Integration. Sensoren und Erfassungsschaltplatten werden in die hohlen Teile des Mechanismus integriert, um die externe Interferenz zu verringern und die Erkennungsgenauigkeit zu verbessern.

Der in der dreidimensionale Sonde verwendete flexible Scharniermechanismus ist ein Verbindungsmechanismus ohne mechanische Ansammlung. Es verwendet die elastische Verformung des Materials, um die gewünschte Einschränkung zu erzielen. Dieser Ansatz bietet Vorteile gegenüber traditionellen mechanischen Einschränkungen, z. B. keine Lücke oder Reibung und näher an einer idealen Einschränkung. Die Verwendung eines Parallelogrammmechanismus im Scharniermechanismus gewährleistet eine hohe Verschiebungsfraktion, eine hohe Leitgenauigkeit sowie eine kompakte und leichte Struktur.

Eine Analyse des Biegemoments im flexiblen Scharniermechanismus zeigt die Beziehung zwischen der externen Kraft und dem Biegemoment. Durch die Analyse des Drehwinkels des Scharniers und der Bewegung der Werkbank wird festgestellt, dass der Drehwinkel und die Verschiebung proportional zur Kraft sind. Der flexible Scharniermechanismus verhält sich ähnlich wie eine Feder mit einem elastischen Koeffizienten, der basierend auf seinen Entwurfsparametern berechnet werden kann.

Zusammenfassend wird in diesem Artikel das Design und die Analyse eines integralen dreidimensionalen Sondenmechanismus erörtert, der auf einem flexiblen Scharnier basiert. Die Ergebnisse unterstreichen die Beziehung zwischen der externen Kraft und dem Rotationswinkel und der Verschiebung und betonen die proportionale Beziehung zwischen diesen Faktoren. Die Forschung zu Parameterfehlern, die nichtlineare Deformation des flexiblen Scharniers und die theoretische Kompensation sind Bereiche, die eine weitere Exploration bei der Gestaltung von dreidimensionalen Sondenmechanismen erfordern. Durch kontinuierliche Fortschritte und Verbesserungen wird die Verwendung von dreidimensionalen Sonden in der Koordinatenmessgeräte weiter ausgebaut, was zu einer verbesserten Messgenauigkeit und -präzision führt.