Аналіз проектування та механічних характеристик тривимірного вимірювального зонда для гнучкого HIN

Зонд є важливим компонентом вимірювальної машини координат (CMM). В останні роки дослідники все більше зосереджуються на тривимірних зондах через їх універсальні параметри вимірювання та гнучкі методи вимірювання. Як вітчизняні, так і міжнародні дослідники були присвячені застосуванню та розробці зондів, включаючи дослідження нових структур зондів та теорію помилок зонду. Як результат, тривимірні зонди частіше використовуються в різних типах вимірювального обладнання координат.

Інтегральний зонд став головним напрямком розвитку через його механічну ефективність та теоретичну модель, що ближче до ідеалу, а також її високу інтеграцію та точність. Інтегральний тривимірний зонд має гнучкий механізм шарніра, який був ретельно проаналізований на його механічні властивості.

Конструкція конструкції тривимірної вимірювальної головки включає механізм направлення та загальну конструкцію структури. Посібник механізм складається з трьох петель - один для перекладу в напрямку X, один для перекладу в напрямку Z та один для перекладу в напрямку Y. Ці петлі взаємопов'язані в паралелограмовій конфігурації, гарантуючи, що зонд рухається паралельно під час тривимірних вимірювань.

Загальна конструкція структури 3D -зонда включає трансляційні приводи (петлі) у кожному напрямку, а також датчики переміщення для вимірювання переміщень цих приводів. Вимірювальна головка підключена до механізму направляючого через потоки. Під час тривимірного вимірювання вимірювальна головка фіксується на вимірювальній машині координат, тоді як заготовка, що вимірюється, фіксується на робочому стані. Потім зонд встановлює контакт з частиною, яка вимірюється, і рухається в напрямках X, Y та Z. Датчики індуктивності виявляють рух зонда, який потім обробляється для отримання результатів вимірювання.

Інтегральний тривимірний механізм зонда досягається за допомогою загального методу різання. Контур та розмір гнучкого шарніра розроблені відповідно до теоретичних міркувань, і весь механізм обробляється за допомогою різання дроту. Механізм складається з двох механізмів паралелограмів у кожному напрямку, що робить загалом вісім гнучких петель. Ця конструкція дозволяє перекладати в невеликому діапазоні переміщення, що дозволяє тривимірний рух вимірювальної головки. Композитний механізм зменшує загальний об'єм зонда та покращує його інтеграцію. Датчики та дошки для придбання інтегровані в порожнисті частини механізму зменшення зовнішніх перешкод та підвищення точності виявлення.

Гнучкий механізм шарніра, що використовується в тривимірному зонді,-це механізм зв'язку без механічного складання. Він використовує еластичну деформацію матеріалу для досягнення бажаного обмеження. Цей підхід пропонує переваги перед традиційними механічними обмеженнями, такими як не пробігти або тертя та бути ближче до ідеального обмеження. Використання механізму паралелограми в механізмі шарніра забезпечує фракцію високого переміщення, високу точність керівництва та компактну та легку структуру.

Аналіз моменту згинання в механізмі гнучкого шарніра виявляє взаємозв'язок між зовнішньою силою та моментом згинання. Аналізуючи кут обертання шарніра та рух робіт, встановлено, що кут обертання та зміщення пропорційні силі. Гнучкий механізм шарніру поводиться аналогічно пружині, з еластичним коефіцієнтом, який можна обчислити на основі його проектних параметрів.

На закінчення, ця стаття розглядає розробку та аналіз інтегрального тривимірного механізму зонда на основі гнучкого шарніра. Отримані результати підкреслюють взаємозв'язок між зовнішньою силою та кутом обертання та переміщенням, підкреслюючи пропорційну залежність між цими факторами. Дослідження помилок параметрів, нелінійна деформація гнучкого шарніра та теоретична компенсація-це області, які потребують подальшого розвідки в розробці тривимірних механізмів зонда. Завдяки постійному прогресу та вдосконаленню використання тривимірних зондів у координатному вимірювальному обладнанні продовжуватиме розширюватися, що призведе до підвищення точності та точності вимірювання.