Conception et caractéristiques mécaniques Analyse de la sonde de mesure tridimensionnelle pour Hin flexible

La sonde est un composant essentiel d'une machine de mesure de coordonnées (CMM). Ces dernières années, les chercheurs se sont de plus en plus concentrés sur des sondes tridimensionnelles en raison de leurs paramètres de mesure polyvalents et de leurs méthodes de mesure flexibles. Des chercheurs nationaux et internationaux ont été consacrés à l'application et au développement de sondes, notamment l'exploration de nouvelles structures de sonde et la théorie des erreurs de sonde. En conséquence, les sondes tridimensionnelles sont utilisées plus fréquemment dans divers types d'équipements de mesure des coordonnées.

La sonde intégrale est devenue la direction principale du développement en raison de ses performances mécaniques et de son modèle théorique plus proche de l'idéal, ainsi que de sa forte intégration et de sa précision. La sonde tridimensionnelle intégrale comporte un mécanisme de charnière flexible, qui a été entièrement analysé pour ses propriétés mécaniques.

La conception de la structure de la tête de mesure tridimensionnelle comprend un mécanisme de guidage et une conception globale de la structure. Le mécanisme de guidage se compose de trois charnières - une pour la traduction dans la direction x, une pour la traduction dans la direction z et une pour la traduction dans la direction y. Ces charnières sont interconnectées dans une configuration de parallélogramme, garantissant que la sonde se déplace en parallèle lors de mesures tridimensionnelles.

La conception globale de la structure de la sonde 3D comprend les actionneurs de translation (charnières) dans chaque direction, ainsi que des capteurs de déplacement pour mesurer les déplacements de ces actionneurs. La tête de mesure est connectée au mécanisme de guidage à travers des threads. Pendant la mesure tridimensionnelle, la tête de mesure est fixée à la machine de mesure des coordonnées, tandis que la pièce à mesurer est fixée sur l'ouchette. La sonde entre en contact avec la pièce à mesurer et se déplace dans les directions x, y et z. Les capteurs d'inductance détectent le mouvement de la sonde, qui est ensuite traité pour obtenir des résultats de mesure.

Le mécanisme de sonde tridimensionnel intégral est obtenu grâce à la méthode de coupe globale. Le contour et la taille de la charnière flexible sont conçus en fonction des considérations théoriques, et l'ensemble du mécanisme est traité à l'aide de la coupe de fil. Le mécanisme se compose de deux mécanismes de parallélogramme dans chaque direction, faisant un total de huit charnières flexibles. Cette conception permet une traduction dans une petite plage de déplacement, permettant un mouvement tridimensionnel de la tête de mesure. Le mécanisme composite réduit le volume global de la sonde et améliore son intégration. Les capteurs et les circuits imprimés sont intégrés dans les parties creux du mécanisme pour réduire les interférences externes et améliorer la précision de détection.

Le mécanisme de charnière flexible utilisé dans la sonde tridimensionnelle est un mécanisme de liaison sans assemblage mécanique. Il utilise la déformation élastique du matériau pour atteindre la contrainte souhaitée. Cette approche offre des avantages par rapport aux contraintes mécaniques traditionnelles, telles que n'ayant aucune lacune ni frottement et être plus proche d'une contrainte idéale. L'utilisation d'un mécanisme de parallélogramme dans le mécanisme de charnière assure une fraction de déplacement élevé, une précision guidée élevée et une structure compacte et légère.

Une analyse du moment de flexion dans le mécanisme de charnière flexible révèle la relation entre la force externe et le moment de flexion. En analysant l'angle de rotation de la charnière et le mouvement de l'établi, il est constaté que l'angle de rotation et le déplacement sont proportionnels à la force. Le mécanisme de charnière flexible se comporte similaire à un ressort, avec un coefficient élastique qui peut être calculé en fonction de ses paramètres de conception.

En conclusion, cet article traite de la conception et de l'analyse d'un mécanisme de sonde tridimensionnel intégral basé sur une charnière flexible. Les résultats mettent en évidence la relation entre la force externe et l'angle de rotation et le déplacement, mettant l'accent sur la relation proportionnelle entre ces facteurs. La recherche sur les erreurs de paramètres, la déformation non linéaire de la charnière flexible et la compensation théorique sont des domaines qui nécessitent une exploration plus approfondie de la conception de mécanismes de sonde tridimensionnels. Grâce aux progrès et améliorations continues, l'utilisation de sondes tridimensionnelles dans les équipements de mesure des coordonnées continuera de se développer, conduisant à une précision et une précision de mesure améliorées.