Kolmiulotteisen mittauskoettimen suunnittelu- ja mekaaniset ominaisuudet Analyysi joustavalle HIN: lle

Koetin on olennainen osa koordinaattimittauskonetta (CMM). Viime vuosina tutkijat ovat keskittyneet yhä enemmän kolmiulotteisiin koettimiin niiden monipuolisten mittausparametrien ja joustavien mittausmenetelmien takia. Sekä kotitalous- että kansainväliset tutkijat ovat olleet omistautuneet koettimien soveltamiselle ja kehittämiselle, mukaan lukien uusien koetinrakenteiden ja koettimen virheteorian tutkiminen. Seurauksena on, että kolmiulotteisia koettimia käytetään useammin erityyppisissä koordinaattimittauslaitteissa.

Integraali -koettimesta on noussut päähuuntaiseksi kehityssuunta, koska sen mekaaninen suorituskyky ja teoreettinen malli on lähempänä ideaalia, samoin kuin sen korkea integraatio ja tarkkuus. Integraalissa kolmiulotteisessa koettimessa on joustava saranamekanismi, jota on analysoitu perusteellisesti sen mekaanisten ominaisuuksien suhteen.

Kolmiulotteisen mittauspään rakenteen suunnittelu sisältää opasmekanismin ja kokonaisrakenteen suunnittelun. Ohjausmekanismi koostuu kolmesta saranasta - yksi käännökseen X -suunnassa, yksi käännökseen Z -suunnassa ja yksi käännös Y -suuntaan. Nämä saranat on kytketty toisiinsa rinnakkaisohjelman kokoonpanoon varmistaen, että koetin liikkuu rinnakkain kolmiulotteisten mittausten aikana.

3D -koettimen yleinen rakenteen suunnittelu sisältää translaatiotoimilaitteet (saranat) kumpaankin suuntaan sekä siirtymäanturit näiden toimilaitteiden siirtymien mittaamiseksi. Mittauspää on kytketty ohjausmekanismiin kierteiden läpi. Kolmiulotteisen mittauksen aikana mittauspää kiinnitetään koordinaattimittauskoneeseen, kun taas mitattava työkappale on kiinnitetty työpöydälle. Sitten anturi ottaa kosketuksen mitattavan osan kanssa ja liikkuu X-, Y- ja Z -ohjeissa. Induktanssianturit havaitsevat koettimen liikkeen, joka prosessoidaan sitten mittaustulosten saamiseksi.

Kolmiulotteinen koettimen mekanismi saavutetaan kokonaisleikkausmenetelmällä. Joustavan saranan ääriviivat ja koko on suunniteltu teoreettisten näkökohtien mukaisesti, ja koko mekanismi prosessoidaan langan leikkaamisella. Mekanismi koostuu kahdesta rinnakkaisogrammimekanismista kumpaankin suuntaan, jolloin saadaan yhteensä kahdeksan joustavaa saranaa. Tämä malli mahdollistaa käännöksen pienellä siirtymäalueella, mikä mahdollistaa mittauspään kolmiulotteisen liikkeen. Yhdistelmämekanismi vähentää koettimen kokonaistilavuutta ja parantaa sen integraatiota. Anturit ja hankintapiirilevyt on integroitu mekanismin onttoihin osiin ulkoisten häiriöiden vähentämiseksi ja havaitsemisen tarkkuuden parantamiseksi.

Kolmiulotteisessa koettimessa käytetty joustava saranamekanismi on linkkimekanismi ilman mekaanista kokoonpanoa. Se käyttää materiaalin joustavaa muodonmuutosta halutun rajoituksen saavuttamiseksi. Tämä lähestymistapa tarjoaa etuja perinteisiin mekaanisiin rajoituksiin, kuten sillä ei ole aukkoa tai kitkaa ja lähempänä ihanteellista rajoitusta. Rinnakkaisogrammimekanismin käyttö saranamekanismissa varmistaa suuren siirtymäosan, korkean ohjaustarkkuuden ja kompaktin ja kevyen rakenteen.

Aalyysi joustavan saranamekanismin taivutusmomenttiä paljastaa ulkoisen voiman ja taivutusmomentin välisen suhteen. Analysoimalla saranan kiertokulma ja työpöydän liikkuminen, havaitaan, että pyörimiskulma ja siirtymä ovat verrannollinen voimaan. Joustava saranamekanismi käyttäytyy samanlaisena kuin jousi, joustavalla kertoimella, joka voidaan laskea sen suunnitteluparametrien perusteella.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tässä artikkelissa käsitellään kiinteän saranan perusteella kiinteän kolmiulotteisen koettimen mekanismin suunnittelua ja analysointia. Tulokset korostavat ulkoisen voiman ja kiertokulman ja siirtymän välistä suhdetta korostaen näiden tekijöiden välistä suhteellista suhdetta. Parametrivirheiden, joustavan saranan epälineaarinen muodonmuutos ja teoreettinen kompensointi ovat alueita, jotka vaativat lisätutkimuksia kolmiulotteisten koettimen mekanismien suunnittelussa. Jatkuvien edistysaskeleiden ja parannusten avulla kolmiulotteisten koettimien käyttö koordinaattimittauslaitteissa jatkaa laajentumista, mikä johtaa parantamaan mittaustarkkuutta ja tarkkuutta.