Investigació sobre el mètode de compensació d’error de deformació tèrmica de la precisió del mecanitzat NC de la porta de fusta hi

Resum: La demanda d’alta precisió en el mecanitzat NC dels forats de muntatge de la frontissa de les portes de fusta necessita la identificació i la mitigació de factors que afecten la precisió del mecanitzat. L’error de deformació tèrmica s’ha identificat com un factor crític que influeix en la precisió de les màquines -eina. Aquest estudi pretén establir un model de compensació d’error de deformació tèrmica per al mecanitzat del forat de la frontissa de les portes de fusta, mitjançant tècniques d’optimització basades en algoritmes genètics. El model proposat té com a objectiu aconseguir una precisió més elevada en el mecanitzat CNC dels forats de muntatge de la frontissa de les portes de fusta.

El mètode tradicional de processament de forats i ranures a les portes de fusta per muntar frontisses consisteix en l’ús d’equips de propòsit general com ara encaminadors i perforació de la fusta i fresat. Tot i això, aquest enfocament pateix diversos inconvenients, incloent -hi una baixa eficiència, un ajustament d’equips difícils, una mala intercanviabilitat de producció i una baixa precisió de processament. Per superar aquestes limitacions, els mètodes de processament de CNC han guanyat protagonisme. Es comporta mitjançant màquines-eines especialitzades per al mecanitzat CNC de forats i solcs de muntatge de la frontissa, utilitzant dispositius de perforació i fresat de diversos caps i utilitzant paràmetres gràfics de mecanitzat CNC específics per a les ranures de frontissa. L'objectiu d'aquest estudi és abordar el factor principal que afecta la precisió del processament d'aquestes màquines -eina, és a dir, un error de deformació tèrmica.

Mecanatge CNC de les ranures del forat de la frontissa de la porta de fusta:

La màquines de control numèriques de muntatge de la frontissa de la porta de fusta, dissenyada i fabricada per la Northeast Forestry University, serveix de base per al mecanitzat CNC dels forats de muntatge de la frontissa de la porta de fusta. La màquina està impulsada per un servo-motor d’alta precisió i compta amb un controlador que integra diverses formes de ranura del forat de la frontissa de la porta de fusta. Mitjançant el diàleg gràfic, es poden modificar els paràmetres de mida de les ranures per complir els requisits específics de processament. A més de les ranures del forat del muntatge de la frontissa, aquesta màquina també pot processar les ranures de bloqueig, els forats de bloqueig i les ranures del forat. El model de simulació de la forma de la ranura del forat de la frontissa de la porta de fusta proporciona una representació visual de la sortida desitjada.

Mètode de compensació d’error per a la precisió del mecanitzat:

La precisió de mecanitzat d’una peça en una màquina -eina CNC depèn de l’error de desplaçament relatiu entre l’eina i la peça. Diversos factors contribueixen a aquest error, incloent -hi un error geomètric, error de deformació tèrmica, error de càrrega i error de l'eina. Els mètodes per millorar la precisió del mecanitzat es poden classificar àmpliament en mètodes de prevenció d’errors (maquinari) i de compensació d’error (programari). Si bé la prevenció d’errors se centra en millorar la precisió dels components de la màquina-eina, reduir els errors causats pels canvis de càrrega i mantenir un entorn de treball de temperatura constant, la compensació d’errors aprofita la programabilitat i la intel·ligència de les màquines-eines CNC per aconseguir un mecanitzat d’alta precisió. Per al mecanitzat CNC de les ranures del forat de la frontissa de la porta de fusta, la compensació d’errors té un paper vital en l’obtenció de la precisió desitjada.

Mètode de modelatge de compensació d'errors tèrmics:

Durant el mecanitzat CNC, les màquines -eina generen calor a causa de fonts de calor internes, canvis de gradient de temperatura, dissipació de calor, efectes de tall de líquids i fluctuacions de temperatura ambient. Aquests factors, juntament amb l’estrès tèrmic i la histèresi, contribueixen a l’error de deformació tèrmica. Descriure aquest error mitjançant models matemàtics és difícil a causa del seu retard en el temps, la naturalesa que varia el temps, l'acoblament multidirector i les característiques no lineals complexes. Per solucionar -ho, s'ha realitzat una investigació àmplia sobre la compensació i el control d'errors tèrmics per a màquines -eines CNC. Un d'aquests enfocaments és l'ús d'algoritmes genètics.

Algoritmes genètics utilitzen tecnologies d’intel·ligència artificial autoorganitzadora i adaptatives per resoldre problemes d’optimització mitjançant la simulació de processos d’evolució biològica. Aquests algoritmes es basen en mecanismes genètics i conceptes de l'evolució biològica per cercar solucions òptimes. En aquest estudi, s’utilitza un algorisme genètic per establir un model de compensació d’error tèrmic per al mecanitzat CNC dels forats de muntatge de la frontissa de porta de fusta. La funció objectiva s’optimitza per trobar la solució òptima per a coeficients desconeguts. La codificació de números reals s’utilitza per millorar l’espai de cerca i aconseguir una precisió més elevada en el model de compensació.

El mecanitzat CNC dels forats de muntatge de la frontissa de les portes de fusta mitjançant la tecnologia de compensació d’errors tèrmics ha aparegut com a tècnica clau per millorar la precisió del mecanitzat en màquines-eina CNC d’alta precisió i d’alta eficiència. El model de compensació d’error de deformació tèrmica proposat, basat en un algoritme genètic, pretén minimitzar els errors de deformació tèrmica entre el cargol i l’eina en temps real, millorant la precisió del mecanitzat. Aquest avenç té una gran promesa per assolir una precisió i eficiència més elevades en el mecanitzat CNC dels forats de muntatge de la frontissa de les portes de fusta.