Recherche sur la méthode de compensation d'erreur de déformation thermique de la précision de l'usinage NC de la porte en bois HI1

Résumé: La précision de l'usinage NC pour les trous d'assemblage de la charnière en bois est cruciale pour assurer la qualité globale des charnières. L'un des principaux facteurs affectant la précision d'usinage est l'erreur de déformation thermique dans la machine-outil. Cet article propose un modèle de compensation d'erreur de déformation thermique basée sur un algorithme génétique pour l'usinage NC des trous d'assemblage de charnière de porte en bois, visant à obtenir l'usinage CNC de précision plus élevée.

Traditionnellement, les trous et les rainures sur les portes en bois pour l'assemblage de charnières sont traités à l'aide d'équipements à usage général tels que les routeurs et le forage du bois et les machines de fraisage. Cependant, l'efficacité de ces machines est faible, le réglage de l'équipement est difficile, l'interchangeabilité de production est mauvaise et la précision de traitement est souvent inadéquate. Pour surmonter ces défis, une technologie de traitement avancée moderne, la méthode de traitement du contrôle numérique, est adoptée. Cette méthode utilise une machine-outil spéciale équipée d'un dispositif de forage et de fraisage multiples pour traiter les trous et les rainures de l'assemblage de la charnière basés sur des paramètres graphiques d'usinage CNC.

Le principal facteur affectant la précision d'usinage de cette méthode est la qualité de la machine-outil elle-même, qui fait référence à sa capacité de traitement. L'erreur de déformation thermique de la machine-outil, représentant environ 28% de l'erreur totale, se distingue comme un facteur clé affectant la précision d'usinage. Par conséquent, le développement d'une méthode de compensation d'erreur thermique est essentiel pour améliorer la précision de l'usinage CNC pour les trous d'assemblage de charnière de porte en bois.

La machine CNC utilisée pour l'usinage des trous et des rainures d'assemblage de la charnière en bois est illustré à la figure 1. Il est développé et fabriqué par Northeast Forestry University. Prise dans la direction Y, la machine-outil est alimentée par un servomoteur de haute précision avec un taux de réponse rapide. Le contrôleur intègre diverses formes de rainures de trou d'assemblage de la charnière de porte en bois, permettant la modification de leurs paramètres de taille par le dialogue graphique. Cette machine-outil peut traiter non seulement les rainures de trou d'assemblage de charnière, mais également les rainures de verrouillage, les trous de verrouillage et les rainures de trou. La figure 2 montre le modèle de simulation de la forme d'une rainure de trou d'assemblage de charnière de porte en bois.

Lors de l'usinage d'une pièce sur une machine CNC, l'erreur de déplacement relatif entre l'outil et la pièce détermine la précision d'usinage. L'erreur géométrique, l'erreur de déformation thermique, l'erreur de chargement et l'erreur de l'outil de la machine-outil sont les principaux facteurs influençant la précision d'usinage. Pour améliorer la précision de l'usinage, deux méthodes principales sont couramment utilisées: la méthode de prévention des erreurs (méthode matérielle) et la méthode de compensation des erreurs (méthode du logiciel). La méthode de prévention des erreurs se concentre sur l'amélioration de la précision du traitement et de l'assemblage des composants de la machine-outil, de la réduction des erreurs causées par les changements de charge et du maintien d'un environnement de travail à température constante. D'un autre côté, la méthode de compensation d'erreur utilise la programmabilité et l'intelligence des machines-outils CNC pour réaliser l'effet "Machine Tools à faible précision". Avec la spécialisation et la normalisation croissantes des machines-outils CNC, la compensation d'erreur est devenue une partie intégrante de l'amélioration de leur précision d'usinage.

La méthode de modélisation de la compensation d'erreur thermique proposée dans cet article est basée sur un algorithme génétique. L'algorithme génétique est une technologie d'auto-organisation et d'adaptation de l'intelligence artificielle qui imite le processus d'évolution biologique pour résoudre des problèmes de valeur extrême. En simulant le mécanisme génétique de la nature et de la théorie de l'évolution biologique, l'algorithme génétique établit un algorithme de solution optimal de recherche de processus efficace. Avec une base biologique solide, l'algorithme génétique s'avère précieux pour résoudre les problèmes d'optimisation des espaces non linéaires et multidimensionnels.

Pour établir le modèle de compensation d'erreur thermique pour l'usinage NC des trous et rainures d'assemblage de la charnière de porte en bois, l'algorithme génétique est d'abord utilisé. Il commence par définir la fonction objectif et optimiser les points clés de la compensation d'erreur thermique pour obtenir la solution optimale pour les coefficients inconnus de la fonction objectif. Le codage du nombre réel est utilisé pour représenter les coefficients sous forme décimale, élargir l'espace de recherche et améliorer la précision. Le modèle d'erreur thermique de l'algorithme génétique peut être écrit sous la forme suivante (équation 2):

Dans le processus de compensation réel, les points de compensation d'erreur thermique sont distribués sur le mécanisme de l'outil de l'ensemble de broche 1 de la machine à usinage de trou de la charnière de porte en bois CNC Machine à l'usinage. Les points clés de la compensation d'erreur thermique sont sélectionnés pour l'optimisation, et les formules analytiques du modèle de compensation correspondantes pour la compensation axiale et radiale d'erreur thermique sont obtenues.

En conclusion, l'utilisation de la machine d'usinage d'usinage numérique d'assemblage de rain d'assemblage de la charnière de porte en bois avec une technologie de compensation d'erreur thermique peut efficacement corriger les erreurs de déformation thermique, assurant une usinage de haute précision. Cette technologie joue un rôle crucial dans la réalisation de la haute précision et de l'efficacité de l'usinage CNC des trous et des rainures d'assemblage de la charnière de porte en bois.