Изследване на термична деформация Метод за компенсация на грешки на NC Точност на обработка на дървена врата HI1

Резюме: Прецизността на NC обработката на дупки за сглобяване на панти на дървени врати е от решаващо значение за осигуряване на цялостното качество на панти. Един от основните фактори, влияещи върху точността на обработката, е грешката в термичната деформация в машинния инструмент. Настоящият документ предлага модел за компенсация на грешки в термичната деформация на базата на генетичен алгоритъм за NC обработка на отвори за сглобяване на дървени врати, като се стреми да постигне по-висока прецизна обработка на ЦПУ.

Традиционно дупките и канали върху дървени врати за сглобяване на панти се обработват с помощта на оборудване с общо предназначение като маршрутизатори и машини за сондиране и фреза. Ефективността на тези машини обаче е ниска, регулирането на оборудването е трудно, производствената взаимозаменяемост е лоша, а точността на обработка често е недостатъчна. За да се преодолее тези предизвикателства, се приема съвременна технология за усъвършенствана обработка, методът на обработка на числения контрол. Този метод използва специален машинен инструмент, оборудван с устройство за пробиване и фрезоване с много глава, за да обработва отворите и канали на шарнира на базата на графични параметри на обработката на ЦПУ.

Основният фактор, влияещ върху точността на обработка на този метод, е качеството на самия машинен инструмент, който се отнася до неговата способност за обработка. Грешката на термичната деформация на машинния инструмент, представляваща приблизително 28% от общата грешка, се откроява като ключов фактор, влияещ върху точността на обработката. Следователно, разработването на метод за компенсация на термични грешки е от съществено значение за подобряване на точността на обработката на ЦПУ за отвори за сглобяване на дървени врати.

Инструментът на CNC Machine, използван за обработка на отвори и канали на пантата на дървени врати, е показан на фигура 1. Той е разработен и произведен от Североизточния Университет. Задвижен в посока Y, машинният инструмент се захранва от високо прецизен серво двигател с бърза скорост на отговор. Контролерът интегрира различни форми на дървени канали за сглобяване на пантата на вратите, което позволява модификация на техните параметри на размера чрез графичен диалог. Този машинен инструмент може да обработва не само канали на отвора за сглобяване, но и заключва канали, заключване на отвори и обработване на канали на дупките. Фигура 2 демонстрира симулационния модел на формата на дървен канал за отвор за сглобяване на пантата на вратата.

При обработката на детайла върху инструмента за машинен CNC, относителната грешка на изместване между инструмента и детайла определя точността на обработка. Геометричната грешка, грешка в термичната деформация, грешката на натоварването и грешката на инструмента на машинния инструмент са основните фактори, влияещи върху точността на обработка. За да се подобри точността на обработка, обикновено се използват два основни метода: метод за предотвратяване на грешки (метод на хардуер) и метод за компенсация на грешки (софтуерен метод). Методът за предотвратяване на грешки се фокусира върху подобряване на точността на обработка и сглобяване на компонентите на машинния инструмент, намаляване на грешките, причинени от промени в натоварването, и поддържане на постоянна работна среда за температура. От друга страна, методът за компенсация на грешки използва програмируемостта и интелигентността на машинните инструменти на ЦПУ, за да постигне ефект на "ниско прецизни машинни инструменти, процеси с висока точност". С нарастващата специализация и стандартизация на машинните инструменти CNC, компенсацията на грешки се превърна в неразделна част от повишаване на тяхната точност на обработка.

Методът за моделиране на компенсация на термични грешки, предложен в този документ, се основава на генетичен алгоритъм. Генетичният алгоритъм е самоорганизираща се и адаптивна технология за изкуствен интелект, която имитира процеса на биологична еволюция за решаване на проблеми с екстремната стойност. Чрез симулиране на генетичния механизъм на природата и теорията на биологичната еволюция, генетичният алгоритъм установява ефективен алгоритъм за търсене на процес. Със солидна биологична основа генетичният алгоритъм се оказва ценен при решаването на нелинейни и многоизмерни проблеми с оптимизацията на пространството.

За да се установи моделът на компенсация на термичните грешки за обработката на NC на отворите и канали, генетичният алгоритъм на пантата на дървени врати, първо се използва генетичният алгоритъм. Той започва с дефиниране на обективната функция и оптимизиране на ключовите точки на компенсация на термичните грешки, за да се получи оптималното решение за неизвестните коефициенти на обективната функция. Кодирането на реално число се използва за представяне на коефициентите в десетична форма, разширяване на пространството за търсене и подобряване на точността. Моделът на термична грешка на генетичния алгоритъм може да бъде записан в следната форма (уравнение 2):

В действителния процес на компенсация точките за компенсация на топлинните грешки се разпределят върху механизма на инструмента на сглобяването на шпиндела 1 на дървената панта на пантата на отвора на отвора за обработка на CNC машини за обработка на CNC. Ключови точки за компенсация на термичните грешки са избрани за оптимизация и се получават съответния аналитичен формули за компенсация за аксиални и радиални компенсации на термични грешки.

В заключение, използвайки машинния машинен инструмент за машинно обработване на дървена панта на пантата на вратата с технология за компенсация на грешки, може ефективно да коригира грешките на термичната деформация, като гарантира висока прецизна обработка. Тази технология играе решаваща роля за постигане на висока точност и ефективност в обработката на ЦПУ на дупки и канали на дървени врати.