Design och mekanisk egenskapsanalys av tredimensionell mätsond för flexibel Hin

Sonden är en väsentlig komponent i en koordinatmätmaskin (CMM). Under de senaste åren har forskare alltmer fokuserat på tredimensionella sonder på grund av deras mångsidiga mätparametrar och flexibla mätmetoder. Både inhemska och internationella forskare har ägnats åt tillämpning och utveckling av sonder, inklusive utforskning av nya sondstrukturer och sondfelteori. Som ett resultat används tredimensionella sonder oftare i olika typer av koordinatmätutrustning.

Den integrerade sonden har framkommit som huvudriktningen för utvecklingen på grund av dess mekaniska prestanda och teoretiska modell som är närmare idealisk, liksom dess höga integration och precision. Den integrerade tredimensionella sonden har en flexibel gångjärnsmekanism, som har analyserats noggrant för dess mekaniska egenskaper.

Strukturdesignen för det tredimensionella mäthuvudet inkluderar en styrmekanism och en övergripande strukturdesign. Guidemekanismen består av tre gångjärn - en för översättning i x -riktningen, en för översättning i z -riktningen och en för översättning i y -riktningen. Dessa gångjärn är sammankopplade i en parallellogramkonfiguration, vilket säkerställer att sonden rör sig parallellt under tredimensionella mätningar.

Den övergripande strukturdesignen för 3D -sonden inkluderar translationella ställdon (gångjärn) i varje riktning, liksom förskjutningssensorer för att mäta förskjutningarna för dessa ställdon. Mäthuvudet är anslutet till styrmekanismen genom trådar. Under tredimensionell mätning är mäthuvudet fixerat på koordinatmätningsmaskinen, medan arbetsstycket som ska mätas är fixerat på arbetsbänken. Sonden tar sedan kontakt med den del som ska mätas och rör sig i riktningarna för x, y och z. Induktanssensorerna upptäcker sondens rörelse, som sedan bearbetas för att erhålla mätresultat.

Den integrerade tredimensionella sondmekanismen uppnås genom den totala skärmetoden. Konturen och storleken på det flexibla gångjärnet är utformat enligt teoretiska överväganden, och hela mekanismen bearbetas med hjälp av trådskärning. Mekanismen består av två parallellogrammekanismer i varje riktning, vilket gör totalt åtta flexibla gångjärn. Denna design möjliggör översättning inom ett litet förskjutningsområde, vilket möjliggör tredimensionell rörelse av mäthuvudet. Den sammansatta mekanismen minskar sondens totala volym och förbättrar dess integration. Sensorer och förvärvskretskort är integrerade i de ihåliga delarna av mekanismen för att minska yttre störningar och förbättra detekteringsnoggrannheten.

Den flexibla gångjärnsmekanismen som används i den tredimensionella sonden är en länkmekanism utan mekanisk montering. Den använder den elastiska deformationen av materialet för att uppnå önskad begränsning. Detta tillvägagångssätt erbjuder fördelar jämfört med traditionella mekaniska begränsningar, till exempel att inte ha något gap eller friktion och att vara närmare en idealisk begränsning. Användningen av en parallellogrammekanism i gångjärnsmekanismen säkerställer hög förskjutningsfraktion, hög vägledande noggrannhet och en kompakt och lätt struktur.

En analys av böjmomentet i den flexibla gångjärnsmekanismen avslöjar förhållandet mellan den yttre kraften och böjmomentet. Genom att analysera rotationsvinkeln på gångjärnet och rörelsens rörelse, konstateras att rotationsvinkeln och förskjutningen är proportionell mot kraften. Den flexibla gångjärnsmekanismen uppträder liknande en fjäder, med en elastisk koefficient som kan beräknas baserat på dess designparametrar.

Sammanfattningsvis diskuterar denna artikel utformningen och analysen av en integrerad tredimensionell sondmekanism baserad på ett flexibelt gångjärn. Resultaten belyser förhållandet mellan den yttre kraften och rotationsvinkeln och förskjutningen, och betonar det proportionella förhållandet mellan dessa faktorer. Forskningen om parameterfel, den olinjära deformationen av det flexibla gångjärnet och teoretisk kompensation är områden som kräver ytterligare utforskning i utformningen av tredimensionella sondmekanismer. Genom kontinuerliga framsteg och förbättringar kommer användningen av tredimensionella sonder i koordinatmätutrustning att fortsätta att expandera, vilket leder till förbättrad mätnoggrannhet och precision.