Trimačio matavimo zondo, skirto lanksčiam Hin, projektavimo ir mechaninės charakteristikos analizė

Zondas yra esminis koordinačių matavimo mašinos (CMM) komponentas. Pastaraisiais metais tyrėjai vis dažniau sutelkė dėmesį į trimatius zondus dėl jų universalių matavimo parametrų ir lanksčių matavimo metodų. Tiek vidaus, tiek tarptautiniai tyrėjai buvo skirti zondų pritaikymui ir plėtrai, įskaitant naujų zondo struktūrų ir zondo klaidų teorijos tyrinėjimą. Dėl to trimatūs zondai dažniau naudojami įvairių rūšių koordinačių matavimo įrangoje.

Integruotas zondas tapo pagrindine vystymosi kryptis, nes jo mechaninis našumas ir teorinis modelis buvo arčiau idealaus, taip pat aukštos integracijos ir tikslumo. Integruotas trimatės zondas pasižymi lanksčiu vyrių mechanizmu, kuris buvo kruopščiai išanalizuotas dėl jo mechaninių savybių.

Trimačio matavimo matavimo galvutės struktūros konstrukcija apima kreipiamąjį mechanizmą ir bendrą konstrukcijos dizainą. Vadovinį mechanizmą sudaro trys vyriai - vienas vertimas x kryptimi, vienas vertimas z kryptimi, o kitas - vertimui y kryptimi. Šie vyriai yra sujungti paralelogramos konfigūracijoje, užtikrinant, kad zondas juda lygiagrečiai atliekant trimatės matavimus.

Į bendrą 3D zondo struktūros konstrukciją įeina transliacijos pavaros (vyriai) kiekviena kryptimi, taip pat poslinkio jutikliai, skirti išmatuoti šių pavarų poslinkius. Matavimo galvutė yra prijungta prie kreipiamojo mechanizmo per sriegius. Trijų matmenų matavimo metu matavimo galvutė pritvirtinama prie koordinačių matavimo aparato, o matuojama ruošinė yra fiksuota ant darbalapio. Tada zondas liečiasi su išmatuojama dalimi ir juda X, Y ir Z kryptimis. Induktyvumo jutikliai nustato zondo judėjimą, kuris vėliau apdorojamas, kad būtų gautos matavimo rezultatai.

Integruotas trijų matmenų zondo mechanizmas pasiekiamas naudojant bendrą pjovimo metodą. Lanksčiojo vyrio kontūras ir dydis yra suprojektuoti atsižvelgiant į teorinius aspektus, o visas mechanizmas apdorojamas naudojant vielos pjovimą. Šis mechanizmas susideda iš dviejų paralelogramos mechanizmų kiekviena kryptimi, todėl iš viso sudaro aštuoni lanksčiai vyriai. Šis dizainas leidžia verti per nedidelį poslinkio diapazoną, leidžiantį trimatį matavimo galvutės judėjimą. Sudėtinis mechanizmas sumažina bendrą zondo tūrį ir pagerina jo integraciją. Jutikliai ir įsigijimo grandinės plokštės yra integruotos į tuščiavidures mechanizmo dalis, siekiant sumažinti išorinius trukdžius ir pagerinti aptikimo tikslumą.

Trimatis zondas naudojamas lankstus vyrių mechanizmas yra jungties mechanizmas be mechaninio surinkimo. Jis naudoja elastinę medžiagos deformaciją norimam suvaržymui pasiekti. Šis požiūris suteikia pranašumų, palyginti su tradiciniais mechaniniais apribojimais, pavyzdžiui, neturėti spragos ar trinties ir būti arčiau idealaus suvaržymo. Naudojant paralelogramos mechanizmą vyrio mechanizme, užtikrinama didelė poslinkio dalis, didelis nukreipimo tikslumas ir kompaktiška bei lengva struktūra.

Lanksčiojo vyrio mechanizmo lenkimo momento analizė atskleidžia ryšį tarp išorinės jėgos ir lenkimo momento. Išanalizavus vyrio sukimosi kampą ir darbinės juostos judėjimą, nustatyta, kad sukimosi kampas ir poslinkis yra proporcingi jėgai. Lankstus vyrių mechanizmas elgiasi panašiai kaip spyruoklė, o elastinis koeficientas, kurį galima apskaičiuoti pagal jo projektinius parametrus.

Apibendrinant, šiame straipsnyje aptariamas integruoto trijų matmenų zondo mechanizmo, pagrįsto lanksčiu vyriu, dizainą ir analizę. Rezultatai pabrėžia ryšį tarp išorinės jėgos ir sukimosi kampo bei poslinkio, pabrėžiant proporcingą šių veiksnių ryšį. Parametrų paklaidų, netiesinės lanksčiojo vyrio deformacijos ir teorinės kompensacijos tyrimai yra sritys, kurioms reikia toliau tyrinėti trimatės zondo mechanizmų projektavimą. Toliau tobulėjant ir patobulinant trimatį zondą, naudojant koordinačių matavimo įrangą, ir toliau plėsis, todėl padidės matavimo tikslumas ir tikslumas.