NC 가공 정확도의 열 변형 오류 보상 방법에 대한 연구 목재 문 안녕1

초록 : 목재 도어 힌지 어셈블리 구멍에 대한 NC 가공의 정밀도는 경첩의 전반적인 품질을 보장하는 데 중요합니다. 가공 정확도에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나는 공작 기계의 열 변형 오차입니다. 이 논문은 더 높은 정밀 CNC 가공을 달성하기 위해 목재 도어 힌지 어셈블리 구멍의 NC 가공을위한 유전자 알고리즘 기반 열 변형 오차 보상 모델을 제안합니다.

전통적으로, 힌지 조립을위한 목재 문의 구멍과 그루브는 라우터 및 목공 시추 및 밀링 머신과 같은 일반 목적 장비를 사용하여 가공됩니다. 그러나 이러한 기계의 효율성은 낮고 장비 조정이 어렵고 생산 상호 교환 성이 좋지 않으며 처리 정확도는 종종 부적절합니다. 이러한 과제를 극복하기 위해 현대적인 고급 처리 기술인 수치 제어 처리 방법이 채택됩니다. 이 방법은 CNC 가공 그래픽 매개 변수를 기반으로 힌지 어셈블리 구멍 및 그루브를 처리하기 위해 멀티 헤드 드릴링 및 밀링 장치가 장착 된 특수 공작 기계를 사용합니다.

이 방법의 가공 정확도에 영향을 미치는 주요 요인은 공작 기계 자체의 품질이며, 이는 처리 기능을 나타냅니다. 총 오차의 약 28%를 차지하는 공작 기계의 열 변형 오차는 가공 정확도에 영향을 미치는 핵심 요소로 두드러집니다. 따라서, 열 오차 보상 방법을 개발하는 것은 목재 도어 힌지 어셈블리 구멍에 대한 CNC 가공의 정밀도를 향상시키는 데 필수적입니다.

목재 도어 힌지 어셈블리 구멍 및 그루브를 가공하는 데 사용되는 CNC 공작 기계는 그림 1에 나와 있습니다. Northeast Forestry University에서 개발하고 제조했습니다. Y 방향으로 구동되는 공작 기계는 빠른 응답 속도로 고정밀 서보 모터로 구동됩니다. 컨트롤러는 다양한 모양의 목재 도어 힌지 어셈블리 홀 그루브를 통합하여 그래픽 대화를 통해 크기 매개 변수를 수정할 수 있습니다. 이 공작 기계는 힌지 어셈블리 홀 그루브뿐만 아니라 그루브를 잠그고, 구멍을 잠그고, 구멍 그루브를 처리 할 수 ​​있습니다. 그림 2는 나무 도어 힌지 어셈블리 홀 그루브 모양의 시뮬레이션 모델을 보여줍니다.

CNC 공작 기계에서 공작물을 가공 할 때 공구와 공작물 사이의 상대 변위 오차는 가공 정확도를 결정합니다. 기하학적 오류, 열 변형 오류,로드 오류 및 공작 기계의 공구 오류는 가공 정확도에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 가공 정확도를 향상시키기 위해 일반적으로 오류 예방 방법 (하드웨어 방법) 및 오류 보상 방법 (소프트웨어)의 두 가지 주요 방법이 일반적으로 사용됩니다. 오류 방지 방법은 공작 기계 구성 요소의 처리 및 어셈블리 정확도를 향상시키고 부하 변화로 인한 오류를 줄이며 일정한 온도 작업 환경을 유지하는 데 중점을 둡니다. 반면에, 오류 보상 방법은 CNC 공작 기계의 프로그래밍 및 인텔리전스를 활용하여 "저 반드름 공작 기계 공정 고 정밀 워크 피스 프로세스"효과를 달성합니다. CNC 공작 기계의 전문화 및 표준화가 증가함에 따라 오류 보상은 가공 정확도를 향상시키는 데 필수적인 부분이되었습니다.

이 백서에서 제안 된 열 오차 보상 모델링 방법은 유전자 알고리즘을 기반으로합니다. 유전자 알고리즘은 극도의 가치 문제를 해결하기 위해 생물학적 진화 과정을 모방하는 자체 조직적이고 적응적인 인공 지능 기술입니다. 자연 및 생물학적 진화 이론의 유전 적 메커니즘을 시뮬레이션함으로써 유전자 알고리즘은 효율적인 프로세스 검색 최적 솔루션 알고리즘을 확립합니다. 견고한 생물학적 기초를 사용하여 유전자 알고리즘은 비선형 및 다차원 공간 최적화 문제를 해결하는 데 가치가 있습니다.

목재 도어 힌지 어셈블리 구멍 및 그루브의 NC 가공에 대한 열 오차 보상 모델을 설정하기 위해 유전자 알고리즘이 먼저 활용됩니다. 목적 함수를 정의하고 열 오차 보상의 핵심 지점을 최적화하여 목적 함수의 알려지지 않은 계수에 대한 최적의 솔루션을 얻는 것으로 시작합니다. 실수 코딩은 계수를 소수점 형태로 나타내는 데 사용되어 검색 공간을 확장하고 정확도를 향상시킵니다. 유전자 알고리즘의 열 오차 모델은 다음 형식으로 작성할 수 있습니다 (식 2):

실제 보상 프로세스에서, 열 오차 보상 지점은 목재 도어 힌지 어셈블리 홀 그루브 CNC 가공 공작 기계의 스핀들 어셈블리 1의 공구 메커니즘에 분포된다. 열 오차 보상의 핵심 포인트는 최적화를 위해 선택되며, 축 방향 및 방사형 열 오차 보상에 대한 해당 보상 모델 분석 공식이 얻어집니다.

결론적으로, 열 오류 보정 기술을 갖춘 목재 도어 힌지 어셈블리 홀 그루브 수치 제어 기계 공구는 열 변형 오차를 효과적으로 교정하여 높은 정밀 가공을 보장 할 수 있습니다. 이 기술은 목재 도어 힌지 어셈블리 구멍과 그루브의 CNC 가공에서 높은 정밀도와 효율성을 달성하는 데 중요한 역할을합니다.