유연한 HIN을위한 3 차원 측정 프로브의 설계 및 기계적 특성 분석

프로브는 좌표 측정기 (CMM)의 필수 구성 요소입니다. 최근 몇 년 동안, 연구자들은 다재다능한 측정 매개 변수와 유연한 측정 방법으로 인해 3 차원 프로브에 점점 더 집중하고 있습니다. 국내 및 국제 연구원 모두 새로운 프로브 구조의 탐색 및 프로브 오류 이론을 포함하여 프로브의 적용 및 개발에 전념해 왔습니다. 결과적으로, 다양한 유형의 좌표 측정 장비에서 3 차원 프로브가 더 자주 사용되고 있습니다.

통합 프로브는 기계적 성능과 이론적 모델이 이상에 더 가깝고 높은 ​​통합과 정밀성으로 인해 주요 개발 방향으로 나타났습니다. 적분 3 차원 프로브는 유연한 힌지 메커니즘을 특징으로하며, 기계적 특성에 대해 철저히 분석되었습니다.

3 차원 측정 헤드의 구조 설계에는 가이드 메커니즘과 전체 구조 설계가 포함됩니다. 가이드 메커니즘은 3 개의 경첩으로 구성됩니다. 하나는 X 방향으로 번역, z 방향으로 번역 용, y 방향으로 번역 용으로 구성됩니다. 이 힌지는 평행 사변형 구성으로 상호 연결되어 3 차원 측정 중에 프로브가 병렬로 이동하도록합니다.

3D 프로브의 전체 구조 설계에는 각 방향의 번역 액추에이터 (힌지)와 이러한 액추에이터의 변위를 측정하기위한 변위 센서가 포함됩니다. 측정 헤드는 스레드를 통해 가이드 메커니즘에 연결됩니다. 3 차원 측정 동안 측정 헤드는 좌표 측정 기계에 고정되는 반면 측정 할 공작물은 워크 벤치에 고정됩니다. 그런 다음 프로브는 부분과 접촉하여 측정하고 x, y 및 z 방향으로 이동합니다. 인덕턴스 센서는 프로브의 움직임을 감지 한 다음 측정 결과를 얻기 위해 처리됩니다.

적분 3 차원 프로브 메커니즘은 전체 절단 방법을 통해 달성됩니다. 유연한 힌지의 개요와 크기는 이론적 고려 사항에 따라 설계되었으며 전체 메커니즘은 와이어 절단을 사용하여 처리됩니다. 메커니즘은 각 방향으로 두 개의 평행 사변형 메커니즘으로 구성되어 총 8 개의 유연한 힌지를 만듭니다. 이 설계는 작은 변위 범위 내에서 번역을 허용하여 측정 헤드의 3 차원 이동을 가능하게합니다. 복합 메커니즘은 프로브의 전체 부피를 줄이고 통합을 향상시킵니다. 센서 및 획득 회로 보드는 외부 간섭을 줄이고 탐지 정확도를 향상시키기 위해 메커니즘의 중공 부분에 통합됩니다.

3 차원 프로브에 사용 된 유연한 힌지 메커니즘은 기계식 어셈블리가없는 링크 메커니즘입니다. 그것은 원하는 제약을 달성하기 위해 재료의 탄성 변형을 사용합니다. 이 접근법은 간격이나 마찰이없고 이상적인 제약에 더 가깝게 전통적인 기계적 제약에 비해 장점을 제공합니다. 힌지 메커니즘에서 평행 사변형 메커니즘을 사용하면 높은 변위 분획, 높은 가이드 정확도 및 작고 경량 구조를 보장합니다.

유연한 힌지 메커니즘에서 굽힘 모멘트의 분석은 외부 힘과 굽힘 모멘트 사이의 관계를 보여줍니다. 힌지의 회전 각도와 워크 벤치의 움직임을 분석함으로써, 회전 각도와 변위는 힘에 비례한다는 것이 밝혀졌다. 유연한 힌지 메커니즘은 스프링과 유사하게 작동하며 설계 매개 변수에 따라 계산할 수있는 탄성 계수로 동작합니다.

결론적으로,이 기사는 유연한 힌지를 기반으로 한 필수 3 차원 프로브 메커니즘의 설계 및 분석에 대해 설명합니다. 결과는 외부 힘과 회전 각도와 변위 사이의 관계를 강조하여 이러한 요인들 사이의 비례 관계를 강조합니다. 매개 변수 오류, 유연한 힌지의 비선형 변형 및 이론적 보상에 대한 연구는 3 차원 프로브 메커니즘의 설계에서 추가 탐색이 필요한 영역입니다. 지속적인 발전과 개선을 통해 좌표 측정 장비에서 3 차원 프로브의 사용은 계속 확장되어 측정 정확도와 정밀도가 향상 될 것입니다.