Esnek hin için üç boyutlu ölçüm probunun tasarım ve mekanik özellikler analizi

Prob, bir koordinat ölçüm makinesinin (CMM) önemli bir bileşenidir. Son yıllarda, araştırmacılar çok yönlü ölçüm parametreleri ve esnek ölçüm yöntemleri nedeniyle üç boyutlu problara giderek daha fazla odaklanmaktadır. Hem yerli hem de uluslararası araştırmacılar, yeni prob yapılarının keşfi ve prob hata teorisi de dahil olmak üzere probların uygulanmasına ve geliştirilmesine adanmıştır. Sonuç olarak, üç boyutlu problar çeşitli koordinat ölçüm ekipmanlarında daha sık kullanılmaktadır.

İntegral prob, mekanik performansı ve teorik modeli ideale daha yakın olması ve yüksek entegrasyonu ve hassasiyeti nedeniyle ana gelişim yönü olarak ortaya çıkmıştır. İntegral üç boyutlu prob, mekanik özellikleri için kapsamlı bir şekilde analiz edilen esnek bir menteşe mekanizmasına sahiptir.

Üç boyutlu ölçüm kafasının yapı tasarımı bir kılavuz mekanizması ve genel bir yapı tasarımı içerir. Kılavuz mekanizması üç menteşeden oluşur - biri x yönünde çeviri için, biri Z yönünde çeviri ve diğeri Y yönünde çeviri için. Bu menteşeler, bir paralelkenar konfigürasyonunda birbirine bağlanır ve probun üç boyutlu ölçümler sırasında paralel olarak hareket etmesini sağlar.

3D probun genel yapı tasarımı, her yöndeki translasyonel aktüatörleri (menteşeler) ve bu aktüatörlerin yer değiştirmelerini ölçmek için yer değiştirme sensörlerini içerir. Ölçüm başlığı, iplikler aracılığıyla kılavuz mekanizmasına bağlanır. Üç boyutlu ölçüm sırasında, ölçüm kafası koordinat ölçüm makinesine sabitlenirken, ölçülecek iş parçası çalışma tezgahına sabitlenir. Prob daha sonra ölçülecek parça ile temas eder ve x, y ve z yönlerinde hareket eder. Endüktans sensörleri, daha sonra ölçüm sonuçları elde etmek için işlenen prob hareketini tespit eder.

İntegral üç boyutlu prob mekanizması, genel kesme yöntemi ile elde edilir. Esnek menteşenin ana hatları ve boyutu teorik hususlara göre tasarlanmıştır ve tüm mekanizma tel kesim kullanılarak işlenir. Mekanizma, her yönde iki paralelkenar mekanizmasından oluşur ve toplam sekiz esnek menteşe yapar. Bu tasarım, ölçüm kafasının üç boyutlu hareketini sağlayan küçük bir yer değiştirme aralığında çeviri sağlar. Kompozit mekanizma, probun toplam hacmini azaltır ve entegrasyonunu geliştirir. Sensörler ve edinim devre kartları, dış paraziti azaltmak ve tespit doğruluğunu artırmak için mekanizmanın içi boş kısımlarına entegre edilmiştir.

Üç boyutlu probta kullanılan esnek menteşe mekanizması, mekanik montajsız bir bağlantı mekanizmasıdır. İstenen kısıtlamayı elde etmek için malzemenin elastik deformasyonunu kullanır. Bu yaklaşım, boşluk veya sürtünme olmaması ve ideal bir kısıtlamaya daha yakın olması gibi geleneksel mekanik kısıtlamalara göre avantajlar sunar. Menteşe mekanizmasında bir paralelkenar mekanizması kullanımı, yüksek yer değiştirme fraksiyonu, yüksek rehberlik doğruluğu ve kompakt ve hafif bir yapı sağlar.

Esnek menteşe mekanizmasındaki bükülme momentinin analizi, dış kuvvet ile bükülme momenti arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarır. Menteşenin dönüş açısını ve çalışma tezgahının hareketini analiz ederek, dönme açısının ve yer değiştirmenin kuvvetle orantılı olduğu bulunmuştur. Esnek menteşe mekanizması, tasarım parametrelerine göre hesaplanabilen elastik bir katsayı ile bir yayına benzer davranır.

Sonuç olarak, bu makalede esnek bir menteşeye dayanan üç boyutlu bir üç boyutlu prob mekanizmasının tasarımı ve analizini tartışmaktadır. Bulgular, dış kuvvet ile dönme açısı ve yer değiştirme arasındaki ilişkiyi vurgulamakta ve bu faktörler arasındaki orantılı ilişkiyi vurgulamaktadır. Parametre hataları, esnek menteşenin doğrusal olmayan deformasyonu ve teorik telafi üzerine yapılan araştırma, üç boyutlu prob mekanizmalarının tasarımında daha fazla araştırma gerektiren alanlardır. Sürekli gelişmeler ve iyileştirmeler yoluyla, koordinat ölçüm ekipmanında üç boyutlu probların kullanılması genişlemeye devam edecektir, bu da artmış ölçüm doğruluğuna ve hassasiyetine yol açacaktır.