熱変形エラー補償に関する研究NC加工の方法木製ドアの精度1
要約：木製のドアヒンジアセンブリ穴のNC加工の精度は、ヒンジの全体的な品質を確保するために重要です。 機械加工の精度に影響を与える主な要因の1つは、工作機械の熱変形誤差です。 このペーパーでは、より高い精密CNC加工を実現することを目的とした、木製ドアヒンジアセンブリホールのNC加工のための遺伝的アルゴリズムベースの熱変形誤差補償モデルを提案します。
伝統的に、ヒンジを組み立てるための木製のドアの穴と溝は、ルーターや木工掘削、フライス材などの汎用機器を使用して処理されます。 ただし、これらのマシンの効率は低く、機器の調整は困難であり、生産の互換性が低く、処理の精度はしばしば不十分です。 これらの課題を克服するために、最新の高度な処理技術である数値制御処理方法が採用されています。 この方法は、CNCの機械加工グラフィックパラメーターに基づいて、ヒンジアセンブリ穴と溝を処理するために、マルチヘッド掘削および粉砕装置を装備した特別な工作機械を利用しています。
この方法の加工精度に影響を与える主な要因は、その処理能力を指す工作機械自体の品質です。 機械工場の熱変形誤差は、総誤差の約28％を占めており、機械加工の精度に影響する重要な要因として際立っています。 したがって、木製のドアヒンジアセンブリ穴のCNC加工の精度を改善するためには、熱誤差補償方法の開発が不可欠です。
木製のドアヒンジアセンブリの穴と溝の機械加工に使用されるCNC工作機械を図1に示します。 北東林業大学によって開発および製造されています。 Y方向に駆動される工作機械は、急速な応答率を持つ高精度サーボモーターを搭載しています。 コントローラーは、木製のドアヒンジアセンブリホールグルーブのさまざまな形状を統合し、グラフィカルなダイアログを通じてサイズパラメーターを変更できるようにします。 この工作機械は、ヒンジアセンブリの穴の溝だけでなく、溝をロックしたり、穴を閉じたり、穴の溝を処理したりできます。 図2は、木製のドアヒンジアセンブリホールグルーブの形状のシミュレーションモデルを示しています。
CNC工作機械でワークを加工すると、ツールとワークピースの間の相対的な変位エラーが加工精度を決定します。 幾何学的誤差、熱変形誤差、負荷誤差、および工作機械のツール誤差は、機械加工の精度に影響する主要な要因です。 加工精度を改善するために、2つの主要な方法が一般的に採用されています：エラー予防方法（ハードウェア法）とエラー補償法（ソフトウェア方法）。 エラー防止方法は、工作機械コンポーネントの処理とアセンブリの精度の改善、負荷の変化によるエラーの減少、一定の温度作業環境の維持に焦点を当てています。 一方、エラー補償方法は、CNC工作機械のプログラマ性とインテリジェンスを利用して、「低精度の機械工具プロセス高精度ワークピース」効果を実現します。 CNC工作機械の専門化と標準化の増加に伴い、エラー補償は機械加工の精度を高めるための不可欠な部分になりました。
この論文で提案されている熱誤差補償モデリング方法は、遺伝的アルゴリズムに基づいています。 遺伝的アルゴリズムは、極度の価値の問題を解決するための生物学的進化プロセスを模倣する自己組織化および適応性のある人工知能技術です。 自然と生物学的進化理論の遺伝的メカニズムをシミュレートすることにより、遺伝的アルゴリズムは効率的なプロセス検索最適ソリューションアルゴリズムを確立します。 強固な生物学的基礎により、遺伝的アルゴリズムは、非線形および多次元空間最適化問題の解決に貴重なことを証明しています。
木製ドアヒンジアセンブリ穴と溝のNC加工の熱誤差補償モデルを確立するために、遺伝的アルゴリズムが最初に利用されます。 目的関数を定義し、熱誤差補償の重要なポイントを最適化して、目的関数の未知の係数の最適な解を取得することから始めます。 実数コーディングは、10進数の係数を表すために使用され、検索スペースを拡大し、精度を向上させます。 遺伝的アルゴリズムの熱誤差モデルは、次の形式で記述できます（方程式2）：
実際の補償プロセスでは、熱誤差補償ポイントが、木製ドアヒンジアセンブリ穴グルーブCNC機械工場のスピンドルアセンブリ1のツールメカニズムに分布しています。 熱誤差補償の重要なポイントが最適化のために選択され、軸方向および放射状の熱誤差補償の対応する補償モデル分析式が得られます。
結論として、木製のドアヒンジアセンブリ穴グルーブ数値制御機械工学工作機械工学工作機械は、熱変形エラーを効果的に修正し、高精度の機械加工を確保します。 この技術は、木製のドアヒンジアセンブリの穴と溝のCNC加工において高精度と効率を達成する上で重要な役割を果たします。
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