Investigació sobre el mètode de compensació d’error de deformació tèrmica de la precisió del mecanitzat NC de la porta de fusta hi1

Resum: La precisió del mecanitzat NC per als forats de muntatge de la porta de la porta de fusta és crucial per assegurar la qualitat global de les frontisses. Un dels principals factors que afecten la precisió del mecanitzat és l’error de deformació tèrmica de la màquina -eina. Aquest treball proposa un model de compensació d’error de deformació tèrmica basat en algoritmes genètics per al mecanitzat NC dels forats de muntatge de la frontissa de la porta de fusta, amb l’objectiu d’aconseguir un mecanitzat de CNC de precisió més elevada.

Tradicionalment, els forats i les ranures a les portes de fusta per muntar les frontisses es processen mitjançant equips de propòsit general com ara encaminadors i perforacions de fusta i màquines de fresat. Tanmateix, l’eficiència d’aquestes màquines és baixa, l’ajust dels equips és difícil, la intercanvi de producció és pobra i la precisió del processament sovint és insuficient. Per superar aquests reptes, s’adopta una tecnologia moderna avançada de processament, s’adopta el mètode de processament de control numèric. Aquest mètode utilitza una màquina-eina especial equipada amb un dispositiu de perforació i fresat de diversos caps per processar els forats i les ranures de muntatge de la frontissa basades en paràmetres gràfics de mecanitzat CNC.

El principal factor que afecta la precisió del mecanitzat d’aquest mètode és la qualitat de la mateixa màquina -eina, que fa referència a la seva capacitat de processament. L’error de deformació tèrmica de la màquina -eina, representant aproximadament el 28% de l’error total, destaca com un factor clau que afecta la precisió del mecanitzat. Per tant, el desenvolupament d’un mètode de compensació d’error tèrmic és essencial per millorar la precisió del mecanitzat CNC per als forats de muntatge de la frontissa de la porta de fusta.

A la figura 1 es mostra la màquina -eina CNC utilitzada per mecanitzar els forats i les ranures de la frontissa de les portes de fusta. Està desenvolupat i fabricat per la Northeast Forestry University. Contractat en la direcció Y, la màquina-eina funciona amb un servo-motor d’alta precisió amb una velocitat de resposta ràpida. El controlador integra diverses formes de solcs de forat de la frontissa de la porta de fusta, que permeten la modificació dels seus paràmetres de mida mitjançant el diàleg gràfic. Aquesta màquina -eina pot processar no només les ranures del forat de muntatge de frontissa, sinó també bloquejar solcs, bloquejar forats i manejar les ranures del forat. La figura 2 demostra el model de simulació de la forma d’una ranura del forat de la frontissa de la porta de fusta.

Quan es mecanitza una peça en una màquina -eina CNC, l’error de desplaçament relatiu entre l’eina i la peça determina la precisió del mecanitzat. L’error geomètric, l’error de deformació tèrmica, l’error de càrrega i l’error de l’eina de la màquina -eina són els factors principals que influeixen en la precisió del mecanitzat. Per millorar la precisió del mecanitzat, s’utilitzen habitualment dos mètodes principals: mètode de prevenció d’errors (mètode de maquinari) i mètode de compensació d’error (mètode de programari). El mètode de prevenció d’errors se centra en millorar el processament i la precisió del muntatge dels components de la màquina -eina, reduint els errors causats pels canvis de càrrega i mantenir un entorn de treball de temperatura constant. D'altra banda, el mètode de compensació d'errors utilitza la programabilitat i la intel·ligència de les màquines-eines CNC per aconseguir "màquines-eina de baixa precisió processen efectes de treball d'alta precisió". Amb la creixent especialització i normalització de les màquines -eines CNC, la compensació d’errors s’ha convertit en una part integral de la millora de la seva precisió de mecanitzat.

El mètode de modelització de compensació d’errors tèrmics proposat en aquest treball es basa en l’algorisme genètic. L’algoritme genètic és una tecnologia d’intel·ligència artificial autoorganitzadora i adaptativa que imita el procés d’evolució biològica per resoldre problemes de valor extrem. En simular el mecanisme genètic de la natura i la teoria de l'evolució biològica, l'algoritme genètic estableix un procés eficient de cerca de processos algoritme de solució. Amb un fonament biològic sòlid, l’algoritme genètic resulta valuós en la resolució de problemes d’optimització d’espai no lineals i multidimensionals.

Per establir el model de compensació d’error tèrmic per al mecanitzat NC dels forats i les ranures de la frontissa de la porta de fusta, s’utilitza per primera vegada l’algoritme genètic. Comença definint la funció objectiva i optimitzant els punts clau de la compensació d’error tèrmic per obtenir la solució òptima per als coeficients desconeguts de la funció objectiva. La codificació de números reals s’utilitza per representar els coeficients de forma decimal, ampliant l’espai de cerca i millorant la precisió. El model d'error tèrmic de l'algoritme genètic es pot escriure en la forma següent (Equació 2):

En el procés de compensació real, els punts de compensació d’error tèrmic es distribueixen al mecanisme d’eina del conjunt de l’eix 1 de la màquines -eina de mecanitzat de la frontissa de la porta de fusta. Es seleccionen punts clau per a la compensació d’error tèrmic per a l’optimització i s’obtenen fórmules analítiques de model de compensació corresponents per a una compensació d’error tèrmic axial i radial.

En conclusió, l’ús de la màquines de mecanitzat de control del forat de la frontissa de la porta de fusta de la porta de la porta de la porta de la porta de la màquina de compensació d’error tèrmic pot corregir eficaçment els errors de deformació tèrmica, garantint un mecanitzat d’alta precisió. Aquesta tecnologia té un paper crucial en aconseguir una alta precisió i eficiència en el mecanitzat CNC dels forats i les ranures de muntatge de la frontissa de porta de fusta.