Istraživanje metode kompenzacije pogreške u toplinskoj deformaciji za točnost obrade NC -a od drvenih vrata HI1

Sažetak: Preciznost obrade NC -a za rupe za sastavljanje drvenih vrata ključna je za osiguravanje cjelokupne kvalitete šarki. Jedan od glavnih čimbenika koji utječu na točnost obrade je pogreška toplinske deformacije u strojnom alatu. Ovaj rad predlaže genetski model kompenzacije toplinske deformacije na bazi algoritma za NC obradu rupa za sastavljanje drvenih šarki s ciljem postizanja veće precizne obrade CNC-a.

Tradicionalno, rupe i žljebovi na drvenim vratima za sastavljanje šarki obrađuju se pomoću opreme opće namjene kao što su usmjerivači i strojevi za bušenje i glodanje drva. Međutim, učinkovitost ovih strojeva je niska, prilagođavanje opreme je teška, Izmjenjivost proizvodnje je loša, a točnost obrade često je neadekvatna. Za prevladavanje ovih izazova usvojena je moderna tehnologija napredne obrade, metoda numeričke kontrole. Ova metoda koristi poseban strojni alat opremljen uređajem za bušenje i glodanje s više glava za obradu rupa i utora za šarke na temelju grafičkih parametara CNC obrade.

Glavni čimbenik koji utječe na točnost obrade ove metode je kvaliteta samog strojnog alata koji se odnosi na njegovu sposobnost obrade. Pogreška toplinske deformacije strojnog alata, koja čini otprilike 28% ukupne pogreške, ističe se kao ključni faktor koji utječe na točnost obrade. Stoga je razvijanje metode kompenzacije toplinske pogreške neophodno za poboljšanje preciznosti obrade CNC -a za rupe za sastavljanje drvenih šarki.

CNC strojni alat koji se koristi za obradu rupa i žljebova i žljebova prikazan je na slici 1. Razvio ga je i proizveo Sveučilište Northeast Forestry. Vođen u pravcu Y, strojni alat pokreće servo motor visoke preciznosti s brzim brzinom odgovora. Kontroler integrira različite oblike utora za sklapanje drvenih vrata, omogućujući modifikaciju parametara njihovih veličine kroz grafički dijalog. Ovaj strojni alat može obraditi ne samo šarke za sklop rupe, već i zaključati utorke, rupe za zaključavanje i ručke rupe. Slika 2 prikazuje simulacijski model oblika utora rupe za sastavljanje drvenih vrata.

Prilikom obrade radnog dijela na CNC strojnom alatu, relativna pogreška pomaka između alata i radnog dijela određuje točnost obrade. Geometrijska pogreška, pogreška toplinske deformacije, pogreška u opterećenju i pogreška alata u alatnom alatu su glavni čimbenici koji utječu na točnost obrade. Da bi se poboljšala točnost obrade, obično se koriste dvije glavne metode: metoda sprječavanja pogreške (metoda hardvera) i metoda kompenzacije pogrešaka (softverska metoda). Metoda sprječavanja pogrešaka usredotočena je na poboljšanje preciznosti obrade i sastavljanja komponenti strojnih alatnih komponenti, smanjenju pogrešaka uzrokovanih promjenama opterećenja i održavanjem radnog okruženja konstantne temperature. S druge strane, metoda kompenzacije pogrešaka koristi programabilnost i inteligenciju CNC alatnih alata za postizanje učinka visokog preciznog strojeva obrađuju visoko precizni učinak. Uz sve veću specijalizaciju i standardizaciju alata CNC strojeva, kompenzacija pogrešaka postala je sastavni dio poboljšanja njihove točnosti obrade.

Metoda modeliranja kompenzacije toplinske pogreške predložena u ovom radu temelji se na genetskom algoritmu. Genetski algoritam je samoorganizirajuća i prilagodljiva tehnologija umjetne inteligencije koja oponaša proces biološke evolucije za rješavanje problema ekstremnih vrijednosti. Simuliranjem genetskog mehanizma teorije prirode i biološke evolucije, genetski algoritam uspostavlja učinkovit algoritam optimalnog rješenja za pretraživanje procesa. S čvrstim biološkim temeljem, genetski algoritam pokazuje se vrijednim u rješavanju problema s nelinearnim i višedimenzionalnim optimizacijom prostora.

Da bi se utvrdio model kompenzacije toplinske pogreške za obradu NC obrade rupa i žljebova drvenih šarki, najprije se koristi genetski algoritam. Započinje definiranjem objektivne funkcije i optimiziranjem ključnih točaka kompenzacije toplinske pogreške kako bi se dobilo optimalno rješenje za nepoznate koeficijente objektivne funkcije. Kodiranje realnog broja koristi se za predstavljanje koeficijenata u decimalnom obliku, proširujući prostor za pretraživanje i poboljšanje točnosti. Model toplinske pogreške genetskog algoritma može se napisati u sljedećem obliku (jednadžba 2):

U stvarnom postupku kompenzacije, točke kompenzacije toplinskih pogrešaka raspoređene su na mehanizmu alata u sklopu vretena 1 utor za rupu drvenih šarki na šarku CNC stroj za stroj. Ključne točke za kompenzaciju toplinske pogreške odabrane su za optimizaciju, a dobivene su odgovarajuće analitičke formule modela kompenzacije za aksijalnu i radijalnu toplinsku pogrešku.

Zaključno, upotreba drvenih šarki za sastavljanje rupe za rupu numeričke upravljačke strojeve alata s tehnologijom kompenzacije toplinske pogreške može učinkovito ispraviti pogreške toplinske deformacije, osiguravajući visoku precizno obradu. Ova tehnologija igra ključnu ulogu u postizanju visoke preciznosti i učinkovitosti u CNC obradi rupa i žljebova i žljebova.