探針是坐標測量機(CMM)的重要組成部分。 近年來,由於其多功能測量參數和靈活的測量方法,研究人員越來越關註三維探針。 國內和國際研究人員都致力於應用和開發探針,包括探索新的探測結構和探針錯誤理論。 結果,在各種類型的坐標測量設備中更頻繁地使用三維探針。
整體探測已成為發展的主要方向,因為其機械性能和理論模型更接近理想,並且其高積分和精確度。 積分三維探針具有柔性鉸鏈機制,已對其機械性能進行了徹底的分析。
三維測量頭的結構設計包括指南機制和整體結構設計。 指南機制由三個鉸鏈組成 - 一個用於X方向的翻譯,一種用於沿z方向翻譯,一種用於沿y方向翻譯。 這些鉸鏈以平行線構型互連,以確保探針在三維測量過程中平行移動。
3D探針的總體結構設計包括每個方向上的轉化執行器(鉸鏈),以及用於測量這些執行器位移的位移傳感器。 測量頭通過螺紋連接到指南機構。 在三維測量過程中,測量頭固定在坐標測量機上,而要測量的工件固定在工作台上。 然後,探針與要測量的零件接觸,並以x,y和z方向移動。 電感傳感器檢測到探針的運動,然後對其進行處理以獲得測量結果。
整體切割方法可以實現整體三維探針機制。 柔性鉸鏈的輪廓和尺寸是根據理論考慮設計的,並且使用電線切割處理整個機制。 該機制由每個方向的兩個平行四邊形機制組成,總共八個柔性鉸鏈。 這種設計允許在較小的位移範圍內翻譯,從而實現了測量頭的三維運動。 複合機制減少了探針的整體體積並改善了其整合。 傳感器和採集電路板被整合到機制的空心部分中,以降低外部干擾並提高檢測準確性。
三維探針中使用的柔性鉸鏈機制是無機械組裝的鏈路機制。 它利用材料的彈性變形來實現所需的約束。 這種方法具有比傳統機械約束的優勢,例如沒有差距或摩擦,並且更接近理想的約束。 在鉸鏈機制中使用平行四邊形機制可確保高位移分數,高指導精度以及緊湊而輕巧的結構。
對柔性鉸鏈機制中彎矩的分析揭示了外力與彎矩之間的關係。 通過分析鉸鏈的旋轉角度和工作台運動的運動,發現旋轉角度和位移與力成正比。 柔性鉸鏈機制的行為與彈簧相似,其彈性係數可以根據其設計參數進行計算。
總之,本文討論了基於靈活的鉸鏈的整體三維探針機制的設計和分析。 這些發現突出了外力與旋轉角度與位移之間的關係,強調了這些因素之間的比例關係。 有關參數誤差,柔性鉸鏈的非線性變形以及理論補償的研究是需要在設計三維探針機制時進一步探索的領域。 通過持續的進步和改進,在坐標測量設備中使用三維探針將繼續擴展,從而提高了測量精度和精度。