Proiectarea și caracteristicile mecanice Analiza sondei de măsurare tridimensionale pentru HIN flexibil

Sonda este o componentă esențială a unei mașini de măsurare a coordonatelor (CMM). În ultimii ani, cercetătorii s-au concentrat din ce în ce mai mult pe sonde tridimensionale datorită parametrilor lor de măsurare versatili și metodelor de măsurare flexibile. Atât cercetătorii interni și internaționali au fost dedicați aplicării și dezvoltării sondelor, inclusiv explorării noilor structuri de sonde și teoriei erorilor de sonde. Drept urmare, sondele tridimensionale sunt utilizate mai frecvent în diferite tipuri de echipamente de măsurare a coordonatelor.

Sonda integrală a apărut ca principală direcție de dezvoltare, datorită performanței sale mecanice și a modelului teoretic este mai aproape de ideal, precum și de integrarea și precizia sa ridicată. Sonda tridimensională integrală prezintă un mecanism flexibil de balamale, care a fost analizat în detaliu pentru proprietățile sale mecanice.

Proiectarea structurii capului de măsurare tridimensional include un mecanism de ghidare și un proiectare generală a structurii. Mecanismul de ghidare este format din trei balamale - unul pentru traducere în direcția X, unul pentru traducere în direcția Z și unul pentru traducere în direcția y. Aceste balamale sunt interconectate într-o configurație paralelogram, asigurându-se că sonda se mișcă în paralel în timpul măsurătorilor tridimensionale.

Proiectarea generală a structurii sondei 3D include actuatoarele de translație (balamale) în fiecare direcție, precum și senzori de deplasare pentru măsurarea deplasărilor acestor actuatoare. Capul de măsurare este conectat la mecanismul de ghidare prin fire. În timpul măsurării tridimensionale, capul de măsurare este fixat pe mașina de măsurare a coordonatelor, în timp ce piesa de prelucrat care trebuie măsurată este fixată pe bancul de lucru. Sonda face apoi contact cu partea care trebuie măsurată și se mișcă în direcțiile X, Y și Z. Senzorii de inductanță detectează mișcarea sondei, care este apoi procesată pentru a obține rezultate de măsurare.

Mecanismul integral tridimensional al sondei este obținut prin metoda generală de tăiere. Schița și dimensiunea balamalei flexibile sunt proiectate în funcție de considerente teoretice, iar întregul mecanism este procesat folosind tăierea sârmei. Mecanismul constă din două mecanisme paralelograme în fiecare direcție, ceea ce face un total de opt balamale flexibile. Acest design permite traducerea într-un interval de deplasare mic, permițând mișcarea tridimensională a capului de măsurare. Mecanismul compus reduce volumul total al sondei și îmbunătățește integrarea acesteia. Senzorii și plăcile de circuit de achiziție sunt integrate în părțile goale ale mecanismului pentru a reduce interferența externă și pentru a îmbunătăți precizia detectării.

Mecanismul flexibil de balamale utilizat în sonda tridimensională este un mecanism de legătură fără ansamblu mecanic. Utilizează deformarea elastică a materialului pentru a atinge constrângerea dorită. Această abordare oferă avantaje față de constrângerile mecanice tradiționale, cum ar fi să nu aibă niciun decalaj sau fricțiune și să fii mai aproape de o constrângere ideală. Utilizarea unui mecanism paralelogram în mecanismul balamalei asigură o fracție de deplasare ridicată, o precizie ridicată de ghidare și o structură compactă și ușoară.

O analiză a momentului de îndoire în mecanismul flexibil al balamalei relevă relația dintre forța externă și momentul de îndoire. Analizând unghiul de rotație al balamalei și mișcarea bancului de lucru, se constată că unghiul de rotație și deplasarea sunt proporționale cu forța. Mecanismul flexibil de balamale se comportă similar cu un arc, cu un coeficient elastic care poate fi calculat pe baza parametrilor de proiectare.

În concluzie, acest articol discută despre proiectarea și analiza unui mecanism integral tridimensional de sondă bazat pe o balamală flexibilă. Rezultatele evidențiază relația dintre forța externă și unghiul de rotație și deplasare, subliniind relația proporțională dintre acești factori. Cercetările privind erorile parametrilor, deformarea neliniară a balamalei flexibile și compensarea teoretică sunt zone care necesită o explorare suplimentară în proiectarea mecanismelor de sondă tridimensionale. Prin progrese și îmbunătățiri continue, utilizarea sondelor tridimensionale în echipamentele de măsurare a coordonatelor va continua să se extindă, ceea ce duce la o precizie și o precizie sporită.