Análise de Projeto e Características Mecânicas da sonda de medição tridimensional para Hin flexível

A sonda é um componente essencial de uma máquina de medição de coordenadas (CMM). Nos últimos anos, os pesquisadores têm se concentrado cada vez mais em sondas tridimensionais devido a seus parâmetros de medição versáteis e métodos de medição flexíveis. Pesquisadores nacionais e internacionais foram dedicados à aplicação e desenvolvimento de sondas, incluindo a exploração de novas estruturas de sonda e a teoria dos erros da sonda. Como resultado, as sondas tridimensionais estão sendo usadas com mais frequência em vários tipos de equipamentos de medição de coordenadas.

A sonda integral emergiu como a principal direção de desenvolvimento devido ao seu desempenho mecânico e modelo teórico mais próximo do ideal, bem como de sua alta integração e precisão. A sonda tridimensional integral possui um mecanismo flexível de dobradiça, que foi analisado minuciosamente por suas propriedades mecânicas.

O design da estrutura da cabeça de medição tridimensional inclui um mecanismo de guia e um design geral de estrutura. O mecanismo de guia consiste em três dobradiças - uma para tradução na direção x, uma para tradução na direção z e outra para tradução na direção y. Essas dobradiças estão interconectadas em uma configuração de paralelogramo, garantindo que a sonda se mova em paralelo durante medições tridimensionais.

O design geral da estrutura da sonda 3D inclui os atuadores de tradução (dobradiças) em cada direção, bem como sensores de deslocamento para medir os deslocamentos desses atuadores. A cabeça de medição é conectada ao mecanismo de guia através de threads. Durante a medição tridimensional, a cabeça de medição é fixada na máquina de medição de coordenadas, enquanto a peça de trabalho a ser medida é fixada na bancada de trabalho. A sonda então faz contato com a peça a ser medida e se move nas direções x, y e z. Os sensores de indutância detectam o movimento da sonda, que é então processado para obter resultados de medição.

O mecanismo de sonda tridimensional integral é alcançado através do método geral de corte. O contorno e o tamanho da dobradiça flexível são projetados de acordo com considerações teóricas, e todo o mecanismo é processado usando o corte de arame. O mecanismo consiste em dois mecanismos de paralelogramo em cada direção, fazendo um total de oito dobradiças flexíveis. Esse design permite a tradução dentro de uma pequena faixa de deslocamento, permitindo o movimento tridimensional da cabeça de medição. O mecanismo composto reduz o volume geral da sonda e melhora sua integração. Os sensores e as placas de circuito de aquisição são integrados às partes ocas do mecanismo para reduzir a interferência externa e melhorar a precisão da detecção.

O mecanismo flexível da dobradiça usado na sonda tridimensional é um mecanismo de ligação sem montagem mecânica. Utiliza a deformação elástica do material para alcançar a restrição desejada. Essa abordagem oferece vantagens sobre as restrições mecânicas tradicionais, como não ter lacuna ou atrito e estar mais próximo de uma restrição ideal. O uso de um mecanismo de paralelogramo no mecanismo da dobradiça garante uma fração de alta deslocamento, alta precisão orientadora e uma estrutura compacta e leve.

Uma análise do momento de flexão no mecanismo flexível da dobradiça revela a relação entre a força externa e o momento de flexão. Ao analisar o ângulo de rotação da dobradiça e o movimento da bancada, verifica -se que o ângulo de rotação e o deslocamento são proporcionais à força. O mecanismo flexível da dobradiça se comporta semelhante a uma mola, com um coeficiente elástico que pode ser calculado com base em seus parâmetros de projeto.

Em conclusão, este artigo discute o design e a análise de um mecanismo de sonda tridimensional integral baseado em uma dobradiça flexível. Os resultados destacam a relação entre a força externa e o ângulo de rotação e o deslocamento, enfatizando a relação proporcional entre esses fatores. A pesquisa sobre erros de parâmetros, a deformação não linear da dobradiça flexível e a compensação teórica são áreas que requerem exploração adicional no design de mecanismos de sonda tridimensional. Através de avanços e melhorias contínuas, o uso de sondas tridimensionais no equipamento de medição de coordenadas continuará a se expandir, levando a uma maior precisão e precisão da medição.