Analisis Desain dan Karakteristik Mekanik Probe Pengukuran Tiga Dimensi untuk Hin Fleksibel

Probe adalah komponen penting dari mesin pengukur koordinat (CMM). Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti semakin berfokus pada probe tiga dimensi karena parameter pengukuran serbaguna dan metode pengukuran yang fleksibel. Baik peneliti domestik dan internasional telah didedikasikan untuk aplikasi dan pengembangan probe, termasuk eksplorasi struktur probe baru dan teori kesalahan penyelidikan. Akibatnya, probe tiga dimensi digunakan lebih sering dalam berbagai jenis peralatan pengukur koordinat.

Probe integral telah muncul sebagai arah utama pengembangan karena kinerja mekanis dan model teoritis lebih dekat dengan cita -cita, serta integrasi dan presisi yang tinggi. Probe tiga dimensi integral memiliki mekanisme engsel yang fleksibel, yang telah dianalisis secara menyeluruh untuk sifat mekaniknya.

Desain struktur kepala pengukuran tiga dimensi mencakup mekanisme panduan dan desain struktur keseluruhan. Mekanisme panduan terdiri dari tiga engsel - satu untuk terjemahan dalam arah X, satu untuk terjemahan dalam arah z, dan satu untuk terjemahan dalam arah Y. Engsel ini saling berhubungan dalam konfigurasi jajaran genjang, memastikan bahwa probe bergerak secara paralel selama pengukuran tiga dimensi.

Desain struktur keseluruhan dari probe 3D meliputi aktuator translasi (engsel) di setiap arah, serta sensor perpindahan untuk mengukur perpindahan aktuator ini. Kepala pengukur terhubung ke mekanisme pemandu melalui benang. Selama pengukuran tiga dimensi, kepala pengukur ditetapkan pada mesin pengukur koordinat, sedangkan benda kerja yang akan diukur ditetapkan pada meja kerja. Probe kemudian melakukan kontak dengan bagian yang akan diukur, dan bergerak dalam arah X, Y, dan Z. Sensor induktansi mendeteksi gerakan probe, yang kemudian diproses untuk mendapatkan hasil pengukuran.

Mekanisme probe tiga dimensi integral dicapai melalui metode pemotongan keseluruhan. Garis besar dan ukuran engsel fleksibel dirancang sesuai dengan pertimbangan teoritis, dan seluruh mekanisme diproses menggunakan pemotongan kawat. Mekanisme ini terdiri dari dua mekanisme jajaran genjang di setiap arah, membuat total delapan engsel fleksibel. Desain ini memungkinkan untuk terjemahan dalam kisaran perpindahan kecil, memungkinkan gerakan tiga dimensi dari kepala pengukur. Mekanisme komposit mengurangi volume keseluruhan probe dan meningkatkan integrasi. Sensor dan papan sirkuit akuisisi diintegrasikan ke dalam bagian berlubang mekanisme untuk mengurangi gangguan eksternal dan meningkatkan akurasi deteksi.

Mekanisme engsel fleksibel yang digunakan dalam probe tiga dimensi adalah mekanisme tautan tanpa perakitan mekanis. Ini menggunakan deformasi elastis material untuk mencapai kendala yang diinginkan. Pendekatan ini menawarkan keunggulan dibandingkan kendala mekanis tradisional, seperti tidak memiliki celah atau gesekan dan lebih dekat dengan kendala yang ideal. Penggunaan mekanisme jajaran genjang dalam mekanisme engsel memastikan fraksi perpindahan yang tinggi, akurasi pemandu yang tinggi, dan struktur yang ringkas dan ringan.

Analisis momen lentur dalam mekanisme engsel fleksibel mengungkapkan hubungan antara kekuatan eksternal dan momen lentur. Dengan menganalisis sudut rotasi engsel dan pergerakan meja kerja, ditemukan bahwa sudut rotasi dan perpindahan sebanding dengan gaya. Mekanisme engsel fleksibel berperilaku mirip dengan pegas, dengan koefisien elastis yang dapat dihitung berdasarkan parameter desainnya.

Sebagai kesimpulan, artikel ini membahas desain dan analisis mekanisme probe tiga dimensi yang integral berdasarkan engsel yang fleksibel. Temuan ini menyoroti hubungan antara gaya eksternal dan sudut rotasi dan perpindahan, menekankan hubungan proporsional antara faktor -faktor ini. Penelitian tentang kesalahan parameter, deformasi nonlinier dari engsel fleksibel, dan kompensasi teoritis adalah area yang memerlukan eksplorasi lebih lanjut dalam desain mekanisme probe tiga dimensi. Melalui kemajuan dan peningkatan yang berkelanjutan, penggunaan probe tiga dimensi dalam koordinat peralatan pengukuran akan terus berkembang, yang mengarah pada peningkatan akurasi dan presisi pengukuran.