Design og mekaniske egenskaper Analyse av tredimensjonal målesonde for fleksibel Hin

Sonden er en essensiell komponent i en koordinatmålingsmaskin (CMM). De siste årene har forskere i økende grad fokusert på tredimensjonale sonder på grunn av deres allsidige måleparametere og fleksible målemetoder. Både nasjonale og internasjonale forskere har blitt dedikert til anvendelse og utvikling av sonder, inkludert utforsking av nye sondestrukturer og sondefeilteori. Som et resultat brukes tredimensjonale sonder oftere i forskjellige typer koordinatmåleutstyr.

Den integrerte sonden har vist seg som hovedretningen for utvikling på grunn av dens mekaniske ytelse og teoretiske modell er nærmere ideell, så vel som dens høye integrasjon og presisjon. Den integrerte tredimensjonale sonden har en fleksibel hengselmekanisme, som er blitt grundig analysert for dens mekaniske egenskaper.

Strukturdesignet til det tredimensjonale målehodet inkluderer en guidemekanisme og en generell strukturdesign. Guidemekanismen består av tre hengsler - en for oversettelse i X -retningen, en for oversettelse i z -retningen, og en for oversettelse i y -retningen. Disse hengslene er koblet sammen i en parallellogramkonfigurasjon, noe som sikrer at sonden beveger seg parallelt under tredimensjonale målinger.

Den generelle strukturutformingen av 3D -sonden inkluderer translasjonsaktuatorene (hengsler) i hver retning, så vel som forskyvningssensorer for å måle forskyvningene til disse aktuatorene. Målehodet er koblet til guidemekanismen gjennom tråder. Under tredimensjonal måling er målehodet festet til koordinatmålingsmaskinen, mens arbeidsstykket som skal måles er festet på arbeidsbenken. Sonden tar deretter kontakt med den delen som skal måles, og beveger seg i X-, Y- og Z -retningene. Induktanssensorene oppdager sondens bevegelse, som deretter behandles for å oppnå målingsresultater.

Den integrerte tredimensjonale sondemekanismen oppnås gjennom den totale skjæremetoden. Omrisset og størrelsen på det fleksible hengslet er designet i henhold til teoretiske hensyn, og hele mekanismen behandles ved hjelp av trådskjæring. Mekanismen består av to parallellogrammekanismer i hver retning, og gjør totalt åtte fleksible hengsler. Denne designen gir mulighet for oversettelse innen et lite forskyvningsområde, noe som muliggjør tredimensjonal bevegelse av målehodet. Den sammensatte mekanismen reduserer det totale volumet av sonden og forbedrer dens integrasjon. Sensorer og anskaffelseskretsbrett er integrert i de hule delene av mekanismen for å redusere ytre interferens og forbedre deteksjonsnøyaktigheten.

Den fleksible hengslemekanismen som brukes i den tredimensjonale sonden er en koblingsmekanisme uten mekanisk montering. Den bruker den elastiske deformasjonen av materialet for å oppnå ønsket begrensning. Denne tilnærmingen gir fordeler i forhold til tradisjonelle mekaniske begrensninger, for eksempel å ha noe gap eller friksjon og å være nærmere en ideell begrensning. Bruken av en parallellogrammekanisme i hengselmekanismen sikrer høy forskyvningsfraksjon, høy ledende nøyaktighet og en kompakt og lett struktur.

En analyse av bøyemomentet i det fleksible hengslemekanismen avslører forholdet mellom den ytre kraften og bøyemomentet. Ved å analysere rotasjonsvinkelen til hengslet og bevegelsen av arbeidsbenken, er det funnet at rotasjonsvinkelen og forskyvningen er proporsjonal med kraften. Den fleksible hengslemekanismen oppfører seg som en fjær, med en elastisk koeffisient som kan beregnes basert på dens designparametere.

Avslutningsvis diskuterer denne artikkelen design og analyse av en integrert tredimensjonal sondemekanisme basert på et fleksibelt hengsel. Funnene fremhever forholdet mellom den ytre kraften og rotasjonsvinkelen og forskyvningen, og understreker det proporsjonale forholdet mellom disse faktorene. Forskningen på parameterfeil, den ikke-lineære deformasjonen av det fleksible hengslet, og teoretisk kompensasjon er områder som krever ytterligere utforskning i utformingen av tredimensjonale sondemekanismer. Gjennom kontinuerlige fremskritt og forbedringer, vil bruken av tredimensjonale sonder i koordinatmåleutstyr fortsette å utvide, noe som fører til økt måleens nøyaktighet og presisjon.