Konštrukčné a mechanické charakteristiky analýza trojrozmernej meracej sondy pre flexibilné HIN

Sonda je nevyhnutnou súčasťou súradníckeho meracieho stroja (CMM). V posledných rokoch sa vedci čoraz viac zameriavajú na trojrozmerné sondy kvôli svojim všestranným parametrom merania a flexibilným metódam merania. Domáci aj medzinárodní vedci boli venovaní aplikácii a vývoju sond, vrátane skúmania nových štruktúr sond a teórie chýb sond. Výsledkom je, že trojrozmerné sondy sa používajú častejšie v rôznych typoch súradníckych meracích zariadení.

Integrálna sonda sa objavila ako hlavný smer vývoja z dôvodu, že jeho mechanický výkon a teoretický model sú bližšie k ideálu, ako aj jej vysokej integrácii a presnosti. Integrálna trojrozmerná sonda má flexibilný mechanizmus závesu, ktorý bol dôkladne analyzovaný pre jeho mechanické vlastnosti.

Konštrukcia štruktúry trojrozmernej meracej hlavy obsahuje vodiaci mechanizmus a celkový návrh štruktúry. Sprievodný mechanizmus pozostáva z troch pántov - jeden na preklad v smere X, jeden na preklad v smere Z a jeden na preklad v smere y. Tieto pánty sú prepojené v konfigurácii rovnobežníka, čím sa zabezpečuje, že sonda sa pohybuje paralelne počas trojrozmerných meraní.

Celková konštrukcia štruktúry 3D sondy obsahuje translačné ovládače (pánty) v každom smere, ako aj senzory posunu na meranie posunov týchto ovládačov. Meračná hlava je spojená s vodiacim mechanizmom cez vlákna. Počas trojrozmerného merania je meracia hlava pripevnená k súradnicovému meraciemu stroju, zatiaľ čo obrobok, ktorý sa má merať, je fixovaný na pracovnom stole. Sonda potom vytvára kontakt s časťou, ktorá sa má merať, a pohybuje sa v smeroch X, Y a Z. Senzory indukčnosti detekujú pohyb sondy, ktorý sa potom spracuje, aby sa dosiahli výsledky merania.

Integrálna trojrozmerná sonda sa dosahuje prostredníctvom celkovej metódy rezania. Obrys a veľkosť flexibilného závesu sú navrhnuté podľa teoretických úvah a celý mechanizmus sa spracováva pomocou rezania drôtov. Mechanizmus pozostáva z dvoch paralelogramových mechanizmov v každom smere, čím sa celkovo zvyšuje osem flexibilných pántov. Tento návrh umožňuje preklad v malom rozsahu posunu, ktorý umožňuje trojrozmerný pohyb meracej hlavy. Kompozitný mechanizmus znižuje celkový objem sondy a zlepšuje jej integráciu. Senzory a dosky s obvodmi akvizície sú integrované do dutých častí mechanizmu na zníženie vonkajšieho rušenia a zlepšenie presnosti detekcie.

Flexibilný mechanizmus závesu použitý v trojrozmernej sonde je spojený mechanizmus bez mechanického zostavy. Využíva elastickú deformáciu materiálu na dosiahnutie požadovaného obmedzenia. Tento prístup ponúka výhody oproti tradičným mechanickým obmedzeniam, ako je napríklad medzera alebo trenie a bližšie k ideálnemu obmedzeniu. Použitie mechanizmu rovnobežníka v mechanizme závesu zaisťuje vysokú frakciu posunu, vysokú presnosť vedenia a kompaktnú a ľahkú štruktúru.

Analýza ohybového momentu v mechanizme flexibilného závesu odhaľuje vzťah medzi vonkajšou silou a ohybovým momentom. Analýzou uhla rotácie závesu a pohybu pracovného stola sa zistilo, že uhol rotácie a posun sú úmerné sile. Flexibilný mechanizmus závesu sa správa podobne ako pružina s elastickým koeficientom, ktorý sa dá vypočítať na základe jeho konštrukčných parametrov.

Záverom je, že tento článok pojednáva o návrhu a analýze integrálneho trojrozmerného mechanizmu sondy založeného na flexibilnom závese. Zistenia zdôrazňujú vzťah medzi vonkajšou silou a uhlom rotácie a presídlením, zdôrazňujúc proporčný vzťah medzi týmito faktormi. Výskum chýb parametrov, nelineárna deformácia flexibilného závesu a teoretická kompenzácia sú oblasti, ktoré si vyžadujú ďalšie skúmanie pri návrhu trojrozmerných mechanizmov sondy. Prostredníctvom nepretržitého pokroku a vylepšenia bude používanie trojrozmerných sond v koordinovaných meracích zariadeniach naďalej rozširovať, čo vedie k zvýšenej presnosti a presnosti merania.