Investigación sobre erros de deformación térmica Método de compensación de NC Mecnatación Precisión de Door de madeira HI1

Resumo: A precisión do mecanizado NC para os buratos de montaxe de bisagras de portas de madeira é crucial para garantir a calidade global das bisagras. Un dos principais factores que afectan a precisión de mecanizado é o erro de deformación térmica na máquina -ferramenta. Este artigo propón un modelo de compensación de erros de deformación térmica baseado en algoritmos xenéticos para o mecanizado NC de buracos de montaxe de bisagra de portas de madeira, co obxectivo de conseguir un mecanizado de CNC de maior precisión.

Tradicionalmente, os buracos e rañuras en portas de madeira para montar bisagras son procesados ​​empregando equipos de uso xeral como enrutadores e máquinas de perforación e madeira. Non obstante, a eficiencia destas máquinas é baixa, o axuste do equipo é difícil, a intercambiabilidade da produción é deficiente e a precisión do procesamento é a miúdo inadecuada. Para superar estes retos, adopta unha moderna tecnoloxía de procesamento avanzado, o método de procesamento de control numérico. Este método utiliza unha máquina-ferramenta especial equipada cun dispositivo de perforación e fresado de varias cabezas para procesar os buracos e rañuras de montaxe de bisagra baseados en parámetros gráficos de mecanizado CNC.

O principal factor que afecta a precisión de mecanizado deste método é a calidade da propia máquina -ferramenta, que se refire á súa capacidade de procesamento. O erro de deformación térmica da máquina -ferramenta, que supón aproximadamente o 28% do erro total, destaca como un factor clave que afecta a precisión do mecanizado. Polo tanto, desenvolver un método de compensación de erros térmicos é esencial para mellorar a precisión do mecanizado CNC para os buratos de montaxe da bisagra de portas de madeira.

Na figura 1 móstrase a máquina -ferramenta CNC usada para mecanizar os buracos e rañuras de montaxe de bisagras de bisagra de portas de madeira. Está desenvolvido e fabricado pola Universidade Forestal do Nordeste. Conducido na dirección Y, a máquina-ferramenta está alimentada por un servo de servo de alta precisión cunha taxa de resposta rápida. O controlador integra diversas formas de rañuras de burato de bisagra de portas de madeira, permitindo a modificación dos seus parámetros de tamaño mediante un diálogo gráfico. Esta máquina -ferramenta pode procesar non só as rañuras do burato do conxunto de bisagras, senón tamén bloquear rañuras, buracos e manexar rañuras. A figura 2 demostra o modelo de simulación da forma dunha rañura do burato de bisagra de portas de madeira.

Ao mecanizar unha peza de traballo nunha máquina -ferramenta CNC, o erro de desprazamento relativo entre a ferramenta e a peza determina a precisión do mecanizado. O erro xeométrico, o erro de deformación térmica, o erro de carga e o erro da ferramenta da máquina -ferramenta son os factores principais que inflúen na precisión do mecanizado. Para mellorar a precisión do mecanizado, empregan comunmente dous métodos principais: método de prevención de erros (método de hardware) e método de compensación de erros (método de software). O método de prevención de erros céntrase na mellora da precisión do procesamento e do conxunto dos compoñentes das máquinas -ferramenta, reducindo os erros causados ​​polos cambios de carga e mantendo un ambiente de traballo constante de temperatura. Por outra banda, o método de compensación de erros utiliza a programabilidade e a intelixencia das máquinas-ferramentas CNC para conseguir un efecto de "máquinas-ferramentas de baixa precisión procesan as pezas de traballo de alta precisión". Coa crecente especialización e estandarización de máquinas -ferramentas CNC, a compensación de erros converteuse nunha parte integrante para mellorar a súa precisión de mecanizado.

O método de modelado de compensación de erros térmicos proposto neste artigo baséase no algoritmo xenético. O algoritmo xenético é unha tecnoloxía de intelixencia artificial autoorganizadora e adaptativa que imita o proceso de evolución biolóxica para resolver problemas de valor extremo. Ao simular o mecanismo xenético da natureza e a teoría da evolución biolóxica, o algoritmo xenético establece un algoritmo de solución óptimo de busca eficiente de procesos. Cunha sólida base biolóxica, o algoritmo xenético resulta valioso na resolución de problemas de optimización de espazo non lineais e multidimensionais.

Para establecer o modelo de compensación de erros térmicos para o mecanizado NC de buracos e rañuras de montaxe de bisagras de portas de madeira, primeiro utilízase o algoritmo xenético. Comeza definindo a función obxectiva e optimizando os puntos clave da compensación de erros térmicos para obter a solución óptima para os coeficientes descoñecidos da función obxectiva. A codificación de números reais úsase para representar os coeficientes de forma decimal, ampliando o espazo de busca e mellorando a precisión. O modelo de erro térmico do algoritmo xenético pódese escribir na seguinte forma (ecuación 2):

No proceso de compensación real, os puntos de compensación de erros térmicos distribúense no mecanismo de ferramentas do conxunto do eixo 1 da máquina de máquinas de mecanizado CNC de montaxe de bisagras de bisagra de madeira. Os puntos clave para a compensación de erros térmicos son seleccionados para a optimización e obtense as fórmulas analíticas do modelo de compensación correspondentes para a compensación de erro térmico axial e radial.

En conclusión, empregando a máquina de mecanizado de montaxe de bisagras de bisagra de portas de madeira con control de máquinas de mecanizado de control de erros térmicos con tecnoloxía de compensación de erros térmicos pode corrixir eficazmente os erros de deformación térmica, garantindo o mecanizado de alta precisión. Esta tecnoloxía xoga un papel crucial na consecución de alta precisión e eficiencia no mecanizado CNC de buracos e rañuras de montaxe de bisagras de portas de madeira.