Ontwerp- en mechanische kenmerken Analyse van driedimensionale meetprobe voor flexibele Hin

De sonde is een essentieel onderdeel van een coördinaatmeetmachine (CMM). In de afgelopen jaren hebben onderzoekers zich in toenemende mate gericht op driedimensionale sondes vanwege hun veelzijdige meetparameters en flexibele meetmethoden. Zowel binnenlandse als internationale onderzoekers zijn toegewijd aan de toepassing en ontwikkeling van sondes, inclusief de verkenning van nieuwe sondestructuren en sondefouttheorie. Als gevolg hiervan worden driedimensionale sondes vaker gebruikt in verschillende soorten coördinatenmeetapparatuur.

De integrale sonde is naar voren gekomen als de belangrijkste ontwikkelingsrichting vanwege de mechanische prestaties en het theoretische model dat dichter bij ideaal is, evenals de hoge integratie en precisie. De integrale driedimensionale sonde heeft een flexibel scharniermechanisme, dat grondig is geanalyseerd op zijn mechanische eigenschappen.

Het structuurontwerp van de driedimensionale meetkop omvat een geleidemechanisme en een algemeen structuurontwerp. Het geleidingsmechanisme bestaat uit drie scharnieren - één voor vertaling in de X -richting, één voor vertaling in de Z -richting en een voor vertaling in de Y -richting. Deze scharnieren zijn onderling verbonden in een parallellogramconfiguratie, zodat de sonde parallel beweegt tijdens driedimensionale metingen.

Het algemene structuurontwerp van de 3D -sonde omvat de translationele actuatoren (scharnieren) in elke richting, evenals verplaatsingssensoren voor het meten van de verplaatsingen van deze actuatoren. De meetkop is verbonden met het geleidemechanisme door middel van draden. Tijdens driedimensionale meting is de meetkop vastgesteld aan de meetmachine van de coördinaten, terwijl het te gemeten werkstuk op de werkbank wordt bevestigd. De sonde maakt vervolgens contact met het te gemeten onderdeel en beweegt in de richtingen van X, Y en Z. De inductiesensoren detecteren de beweging van de sonde, die vervolgens wordt verwerkt om meetresultaten te verkrijgen.

Het integrale driedimensionale sondemechanisme wordt bereikt via de algehele snijmethode. De omtrek en de grootte van het flexibele scharnier zijn ontworpen op basis van theoretische overwegingen en het hele mechanisme wordt verwerkt met behulp van draadknippen. Het mechanisme bestaat uit twee parallellogrammechanismen in elke richting, waardoor in totaal acht flexibele scharnieren zijn. Dit ontwerp zorgt voor vertaling binnen een klein verplaatsingsbereik, waardoor driedimensionale beweging van de meetkop mogelijk is. Het samengestelde mechanisme vermindert het totale volume van de sonde en verbetert de integratie ervan. Sensoren en acquisitieresciritelen zijn geïntegreerd in de holle delen van het mechanisme om externe interferentie te verminderen en de detectienauwkeurigheid te verbeteren.

Het flexibele scharniermechanisme dat in de driedimensionale sonde wordt gebruikt, is een koppelingsmechanisme zonder mechanische assemblage. Het maakt gebruik van de elastische vervorming van het materiaal om de gewenste beperking te bereiken. Deze aanpak biedt voordelen ten opzichte van traditionele mechanische beperkingen, zoals het hebben van geen opening of wrijving en dichter bij een ideale beperking zijn. Het gebruik van een parallellogrammechanisme in het scharniermechanisme zorgt voor een hoge verplaatsingsfractie, hoge leidende nauwkeurigheid en een compacte en lichtgewicht structuur.

Een analyse van het buigmoment in het flexibele scharniermechanisme onthult de relatie tussen de externe kracht en het buigmoment. Door de rotatiehoek van het scharnier en de beweging van de werkbank te analyseren, blijkt dat de rotatiehoek en de verplaatsing evenredig zijn met de kracht. Het flexibele scharniermechanisme gedraagt ​​zich vergelijkbaar met een veer, met een elastische coëfficiënt die kan worden berekend op basis van de ontwerpparameters.

Concluderend bespreekt dit artikel het ontwerp en de analyse van een integraal driedimensionaal sondemechanisme op basis van een flexibel scharnier. De bevindingen benadrukken de relatie tussen de externe kracht en de rotatiehoek en verplaatsing, waarbij de proportionele relatie tussen deze factoren wordt benadrukt. Het onderzoek naar parameterfouten, de niet-lineaire vervorming van het flexibele scharnier en theoretische compensatie zijn gebieden die verder onderzoek vereisen in het ontwerp van driedimensionale sondemechanismen. Door continue vooruitgang en verbeteringen zal het gebruik van driedimensionale sondes in coördinatenmeetapparatuur blijven uitbreiden, wat leidt tot verbeterde meetnauwkeurigheid en precisie.