Trīsdimensiju mērīšanas zondi elastīgai HIN projektēšanas un mehānisko raksturlielumu analīze

Zonde ir būtiska koordinātu mērīšanas mašīnas (CMM) sastāvdaļa. Pēdējos gados pētnieki arvien vairāk koncentrējas uz trīsdimensiju zondes, pateicoties to daudzpusīgajiem mērījumu parametriem un elastīgām mērīšanas metodēm. Gan vietējie, gan starptautiskie pētnieki ir veltīti zondu piemērošanai un attīstībai, ieskaitot jaunu zondes struktūru un zondes kļūdu teorijas izpēti. Tā rezultātā trīsdimensiju zondes biežāk tiek izmantotas dažāda veida koordinātu mērīšanas aprīkojumā.

Integrālā zonde ir kļuvusi par galveno attīstības virzienu, jo tā mehāniskā veiktspēja un teorētiskais modelis ir tuvāk ideālam, kā arī augstajai integrācijai un precizitātei. Integrālajai trīsdimensiju zondei ir elastīgs eņģu mehānisms, kas ir rūpīgi analizēts tā mehāniskajām īpašībām.

Trīsdimensiju mērīšanas galvas konstrukcijas dizains ietver vada mehānismu un vispārējo struktūras dizainu. Vadotnes mehānisms sastāv no trim eņģēm - viena tulkošanai x virzienā, viena tulkošanai z virzienā un otra tulkošanai y virzienā. Šīs eņģes ir savstarpēji savienotas paralelogrammas konfigurācijā, nodrošinot, ka zonde trīsdimensiju mērījumu laikā pārvietojas paralēli.

Vispārējā 3D zondes struktūras dizains ietver translācijas izpildmehānismus (eņģes) katrā virzienā, kā arī pārvietošanas sensori šo izpildmehānismu pārvietojumu mērīšanai. Mērīšanas galva ir savienota ar vada mehānismu caur pavedieniem. Trīsdimensiju mērīšanas laikā mērīšanas galva tiek piestiprināta pie koordinātu mērīšanas mašīnas, savukārt izmērāmā sagatave ir fiksēta uz darbagalda. Pēc tam zonde saskaras ar izmērāmo daļu un pārvietojas X, Y un Z virzienos. Induktivitātes sensori atklāj zondes kustību, kas pēc tam tiek apstrādāta, lai iegūtu mērījumu rezultātus.

Integrālais trīsdimensiju zondes mehānisms tiek panākts, izmantojot vispārējo griešanas metodi. Elastīgās eņģes kontūra un lielums ir izstrādāti atbilstoši teorētiskiem apsvērumiem, un viss mehānisms tiek apstrādāts, izmantojot stieples griešanu. Mehānisms sastāv no diviem paralelogrammas mehānismiem katrā virzienā, kopumā veidojot astoņas elastīgas eņģes. Šis dizains ļauj tulkot nelielā pārvietošanas diapazonā, ļaujot izmērīt galvas trīsdimensiju kustību. Saliktais mehānisms samazina zondes kopējo tilpumu un uzlabo tās integrāciju. Sensori un iegūšanas shēmas plates ir integrētas mehānisma dobajās daļās, lai samazinātu ārējos traucējumus un uzlabotu noteikšanas precizitāti.

Trīsdimensiju zondei izmantotais elastīgais eņģu mehānisms ir saišu mehānisms bez mehāniskas montāžas. Tas izmanto materiāla elastīgo deformāciju, lai sasniegtu vēlamo ierobežojumu. Šī pieeja piedāvā priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajiem mehāniskiem ierobežojumiem, piemēram, tai nav plaisu vai berzes un tuvāk ideālam ierobežojumam. Paralelogrammas mehānisma izmantošana eņģu mehānismā nodrošina augstu pārvietojuma frakciju, augstu vadības precizitāti un kompaktu un vieglu struktūru.

Elastīgā eņģu mehānisma lieces momenta analīze atklāj saistību starp ārējo spēku un lieces momentu. Analizējot eņģes rotācijas leņķi un darbagalda kustību, tiek atklāts, ka rotācijas leņķis un pārvietojums ir proporcionāls spēkam. Elastīgais eņģu mehānisms uzvedas līdzīgi kā atsperei, ar elastīgu koeficientu, ko var aprēķināt, pamatojoties uz tā projektēšanas parametriem.

Noslēgumā jāsaka, ka šajā rakstā ir apskatīts integrāla trīsdimensiju zondes mehānisma izstrāde un analīze, pamatojoties uz elastīgu eņģi. Rezultāti izceļ saistību starp ārējo spēku un rotācijas leņķi un pārvietojumu, uzsverot proporcionālās attiecības starp šiem faktoriem. Parametru kļūdu izpēte, elastīgās eņģes nelineārā deformācija un teorētiskā kompensācija ir jomas, kurām nepieciešama turpmāka izpēte trīsdimensiju zondes mehānismu izstrādē. Ar nepārtrauktu sasniegumu un uzlabojumu palīdzību trīsdimensiju zondes izmantošana koordinātu mērīšanas aprīkojumā turpinās paplašināties, kā rezultātā palielinās mērījumu precizitāte un precizitāte.