Ricerca sull'errore di deformazione termica Metodo di compensazione dell'accuratezza della lavorazione NC della porta di legno HI1

Riassunto: la precisione della lavorazione NC per i fori della cerniera della porta di legno è cruciale per garantire la qualità complessiva delle cerniere. Uno dei principali fattori che influenzano l'accuratezza della lavorazione è l'errore di deformazione termica nella macchina utensile. Questo documento propone un modello di compensazione di errori di deformazione termica a base di algoritmo genetico per la lavorazione NC dei fori della cerniera della porta di legno, con l'obiettivo di ottenere una maggiore lavorazione a CNC di precisione.

Tradizionalmente, buchi e scanalature su porte di legno per l'assemblaggio di cerniere vengono elaborati utilizzando attrezzature per uso generale come router e perforazioni e fresature per la lavorazione del legno. Tuttavia, l'efficienza di queste macchine è bassa, la regolazione delle attrezzature è difficile, l'intercambiabilità della produzione è scarsa e l'accuratezza della lavorazione è spesso inadeguata. Per superare queste sfide, viene adottata una moderna tecnologia di elaborazione avanzata, il metodo di elaborazione del controllo numerico. Questo metodo utilizza una macchina utensile speciale dotata di un dispositivo di perforazione e fresatura a più testa per elaborare i fori e le scanalature del gruppo cerniera basate su parametri grafici a lavorazione CNC.

Il principale fattore che influenza l'accuratezza della lavorazione di questo metodo è la qualità della macchina stessa, che si riferisce alla sua capacità di elaborazione. L'errore di deformazione termica della macchina utensile, che rappresenta circa il 28% dell'errore totale, si distingue come un fattore chiave che influenza la precisione di lavorazione. Pertanto, lo sviluppo di un metodo di compensazione degli errori termici è essenziale per migliorare la precisione della lavorazione a CNC per i fori di assemblaggio della cerniera della porta in legno.

La macchina utensile CNC utilizzata per la lavorazione dei fori e delle scanalature della cerniera della porta in legno è mostrata nella Figura 1. È sviluppato e prodotto dalla Northeast Forestry University. Spinta in direzione Y, la macchina utensile è alimentata da un servo motore ad alta precisione con un tasso di risposta rapido. Il controller integra varie forme delle scanalature del foro della cerniera della porta in legno, consentendo la modifica dei loro parametri di dimensioni attraverso il dialogo grafico. Questa macchina utensile può elaborare non solo scanalature del foro del gruppo cerniera, ma anche scanalature di bloccaggio, fori di bloccaggio e scanalature del foro. La Figura 2 dimostra il modello di simulazione della forma di una scanalatura del foro della cerniera della porta di legno.

Quando si lavora un pezzo su una macchina utensile a CNC, l'errore di spostamento relativo tra lo strumento e il pezzo determina l'accuratezza della lavorazione. Errore geometrico, errore di deformazione termica, errore di carico ed errore dello strumento della macchina utensile principali che influenzano l'accuratezza della lavorazione. Per migliorare l'accuratezza della lavorazione, vengono comunemente impiegati due metodi principali: metodo di prevenzione degli errori (metodo hardware) e metodo di compensazione degli errori (metodo del software). Il metodo di prevenzione degli errori si concentra sul miglioramento dell'accuratezza dell'elaborazione e dell'assemblaggio dei componenti della macchina utensile, nella riduzione degli errori causati dalle variazioni di carico e dal mantenimento di un ambiente di lavoro a temperatura costante. D'altra parte, il metodo di compensazione degli errori utilizza la programmabilità e l'intelligenza delle macchine utensili CNC per ottenere l'effetto "Pettini di works di works-precision" a bassa precisione. Con la crescente specializzazione e standardizzazione delle macchine utensili a CNC, la compensazione degli errori è diventata parte integrante del miglioramento della loro accuratezza di lavorazione.

Il metodo di modellazione della compensazione degli errori termici proposto in questo documento si basa su algoritmo genetico. L'algoritmo genetico è una tecnologia di intelligenza artificiale auto-organizzativa e adattativa che imita il processo di evoluzione biologica per risolvere problemi di valore estremo. Simulando il meccanismo genetico della natura e la teoria dell'evoluzione biologica, l'algoritmo genetico stabilisce un efficiente algoritmo di soluzione ottimale di ricerca di processo. Con una solida base biologica, l'algoritmo genetico si rivela prezioso per risolvere problemi di ottimizzazione dello spazio non lineari e multidimensionali.

Per stabilire il modello di compensazione degli errori termici per la lavorazione NC di fori e scanalature della cerniera della porta di legno, l'algoritmo genetico viene prima utilizzato. Si inizia definendo la funzione obiettivo e ottimizzando i punti chiave della compensazione degli errori termici per ottenere la soluzione ottimale per i coefficienti sconosciuti della funzione obiettivo. La codifica dei numeri reali viene utilizzata per rappresentare i coefficienti in forma decimale, espandendo lo spazio di ricerca e migliorando l'accuratezza. Il modello di errore termico dell'algoritmo genetico può essere scritto nella seguente forma (Equazione 2):

Nel processo di compensazione effettiva, i punti di compensazione degli errori termici sono distribuiti sul meccanismo dello strumento del gruppo mandrino 1 del foro della cerniera della porta di legno scanalatura di macchine per lavorazione a cnc. Vengono selezionati punti chiave per la compensazione degli errori termici per l'ottimizzazione e vengono ottenute le corrispondenti formule analitiche del modello di compensazione per la compensazione di errore termico assiale e radiale.

In conclusione, l'uso della macchina per la lavorazione della lavorazione del foro numerico della cerniera della porta della porta in legno con tecnologia di compensazione degli errori termici può efficacemente correggere errori di deformazione termica, garantendo la lavorazione ad alta precisione. Questa tecnologia svolge un ruolo cruciale nel raggiungere un'elevata precisione ed efficienza nella lavorazione a CNC dei fori e delle scanalature della cerniera della porta di legno.