Investigación sobre el método de compensación de errores de deformación térmica de la precisión de mecanizado NC de la puerta de madera hola

Resumen: La demanda de alta precisión en el mecanizado NC de los agujeros de ensamblaje de bisagra de las puertas de madera requiere la identificación y mitigación de factores que afectan la precisión del mecanizado. El error de deformación térmica se ha identificado como un factor crítico que influye en la precisión de las máquinas herramientas. Este estudio tiene como objetivo establecer un modelo de compensación de error de deformación térmica para el mecanizado CNC del orificio de ensamblaje de bisagra de puertas de madera, utilizando técnicas de optimización de algoritmos genéticos. El modelo propuesto tiene como objetivo lograr una mayor precisión en el mecanizado CNC de los orificios de ensamblaje de bisagra de puertas de madera.

El método tradicional de procesamiento de agujeros y surcos en puertas de madera para las bisagras de ensamblaje implica el uso de equipos de uso general, como enrutadores y máquinas de perforación y fresado de carpintería. Sin embargo, este enfoque sufre de varios inconvenientes, que incluyen baja eficiencia, ajuste de equipo difícil, mala intercambiabilidad de producción y baja precisión de procesamiento. Para superar estas limitaciones, los métodos de procesamiento de CNC han ganado prominencia. Implica el uso de máquinas herramientas especializadas para el mecanizado CNC de los orificios y surcos de ensamblaje de bisagras, empleando dispositivos de perforación y fresado de múltiples cabezas, y utilizando parámetros gráficos de mecanizado CNC específicos para los surcos de bisagras. El enfoque de este estudio es abordar el factor principal que afecta la precisión del procesamiento de estas máquinas herramientas, a saber, el error de deformación térmica.

Mecanizado CNC de ranuras de montaje de bisagra de puertas de madera:

La máquina herramienta de control de control numérico del montaje de la bisagra de puertas de madera, diseñada y fabricada por Northeast Forestry University, sirve como base para el mecanizado CNC de los agujeros de ensamblaje de bisagra de puertas de madera. La máquina es impulsada por un servomotor de alta precisión y presenta un controlador que integra varias formas de ranura de montaje de la bisagra de puertas de madera. A través del diálogo gráfico, los parámetros de tamaño de las ranuras se pueden modificar para cumplir con los requisitos de procesamiento específicos. Además de las ranuras del orificio de ensamblaje de la bisagra, esta máquina también puede procesar ranuras de bloqueo, orificios de bloqueo y ranuras de orificio de manejo. El modelo de simulación de la forma del surco del agujero de la bisagra de la puerta de madera proporciona una representación visual de la salida deseada.

Método de compensación de errores para la precisión del mecanizado:

La precisión de mecanizado de una pieza de trabajo en una máquina herramienta CNC depende del error de desplazamiento relativo entre la herramienta y la pieza de trabajo. Varios factores contribuyen a este error, incluido el error geométrico, el error de deformación térmica, el error de carga y el error de la herramienta. Los métodos para mejorar la precisión del mecanizado pueden clasificarse ampliamente en métodos de prevención de errores (hardware) y compensación de errores (software). Si bien la prevención de errores se centra en mejorar la precisión de los componentes de la máquina herramienta, reducir los errores causados ​​por los cambios de carga y mantener un entorno de trabajo de temperatura constante, la compensación de errores aprovecha la programabilidad e inteligencia de las máquinas herramientas CNC para lograr la mecanizado de alta precisión. Para el mecanizado CNC de los surcos de montaje de la bisagra de las puertas de madera, la compensación de errores juega un papel vital en el logro de la precisión deseada.

Método de modelado de compensación de errores térmicos:

Durante el mecanizado CNC, las máquinas herramientas generan calor debido a fuentes de calor internas, cambios de gradiente de temperatura, disipación de calor, efectos de corte de fluido y fluctuaciones de temperatura ambiente. Estos factores, junto con el estrés térmico y la histéresis, contribuyen al error de deformación térmica. Describir este error utilizando modelos matemáticos es un desafío debido a su retraso de tiempo, naturaleza que varía en el tiempo, un acoplamiento multidireccional y características no lineales complejas. Para abordar esto, se ha realizado una investigación extensa sobre la compensación de errores térmicos y el control de las máquinas de máquinas CNC. Uno de esos enfoques es el uso de algoritmos genéticos.

Los algoritmos genéticos emplean tecnologías de inteligencia artificial autoorganizadas y adaptativas para resolver problemas de optimización al simular los procesos de evolución biológica. Estos algoritmos se basan en mecanismos genéticos y conceptos de evolución biológica para buscar soluciones óptimas. En este estudio, se emplea un algoritmo genético para establecer un modelo de compensación de errores térmicos para el mecanizado CNC de los agujeros de ensamblaje de la bisagra de las puertas de madera. La función objetivo está optimizada para encontrar la solución óptima para coeficientes desconocidos. La codificación de números reales se utiliza para mejorar el espacio de búsqueda y lograr una mayor precisión en el modelo de compensación.

El mecanizado CNC de los agujeros de ensamblaje de la bisagra de las puertas de madera utilizando tecnología de compensación de errores térmicos se ha convertido en una técnica clave para mejorar la precisión del mecanizado en herramientas CNC de alta precisión y alta eficiencia. El modelo de compensación de error de deformación térmica propuesta, basado en un algoritmo genético, tiene como objetivo minimizar los errores de deformación térmica entre el huso y la herramienta en tiempo real, lo que mejora la precisión del mecanizado. Este avance es una gran promesa para lograr una mayor precisión y eficiencia en el mecanizado CNC de los agujeros de ensamblaje de bisagra de puertas de madera.