Šiluminės deformacijos paklaidų kompensavimo metodas NC apdirbimo tikslumui1

Anotacija: Medinių durų vyrių surinkimo skylių NC apdirbimo tikslumas yra labai svarbus norint užtikrinti bendrą vyrių kokybę. Vienas pagrindinių veiksnių, darančių įtaką apdirbimo tikslumui, yra šiluminės deformacijos paklaida staklėje. Straipsnyje siūlomas genetinis algoritmas pagrįstas šiluminės deformacijos paklaidos kompensavimo modelis, skirtas medinių durų vyrių surinkimo skylių apdirbimui NC, siekiant pasiekti didesnį tikslų CNC apdirbimą.

Tradiciškai skylės ir grioveliai ant medinių durų, skirtų vyriams surinkti, apdorojamos naudojant bendrosios paskirties įrangą, tokią kaip maršrutizatoriai ir medžio apdirbimo gręžimo ir frezavimo mašinos. Tačiau šių mašinų efektyvumas yra mažas, įrangos reguliavimas yra sunkus, gamybos pakaitalas yra menkas, o apdorojimo tikslumas dažnai būna nepakankamas. Norint įveikti šiuos iššūkius, priimamas šiuolaikinė pažangios apdorojimo technologija, skaitmeninis valdymo apdorojimo metodas. Šis metodas naudoja specialų staklių, turinčių kelių galvučių gręžimo ir frezavimo įtaisą, naudoja vyrių surinkimo skyles ir griovelius, pagrįstus CNC apdirbimo grafiniais parametrais.

Pagrindinis šio metodo apdirbimo tikslumo veiksnys yra pačios staklės kokybė, kuri nurodo jo apdorojimo galimybes. Mušlinio įrankio šiluminės deformacijos paklaida, sudaranti maždaug 28% visos paklaidos, išsiskiria kaip pagrindinis veiksnys, turintis įtakos apdirbimo tikslumui. Todėl norint pagerinti CNC apdirbimo, skirto medinių durų vyrių surinkimo skylėse, tikslumą pagerinti, yra būtina sukurti šiluminės klaidų kompensavimo metodą.

CNC staklės, naudojamas medinių durų vyrių surinkimo skylėms ir grioveliams apdirbti, parodytas 1 paveiksle. Jį sukūrė ir gamina Šiaurės rytų miškų universitetas. Varomas Y kryptimi, staklės yra maitinamos didelio tikslumo servo varikliu, kurio greitas atsako greitis. Valdiklis integruoja įvairias medinių durų vyrinių surinkimo skylių griovelių formas, leidžiančias modifikuoti jų dydžio parametrus per grafinį dialogą. Šis staklės gali apdoroti ne tik surinkimo skylių griovelius, bet ir užrakinti griovelius, užrakinti skylutes ir tvarkyti skylių griovelius. 2 paveiksle parodytas medinių durų vyrių surinkimo skylės griovelio formos modeliavimas.

Makuojant ruošinį ant CNC staklės, santykinė poslinkio klaida tarp įrankio ir ruošinio lemia apdirbimo tikslumą. Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką apdirbimo tikslumui, daro įtaką apdirbimo tikslumui. Siekiant pagerinti apdirbimo tikslumą, dažniausiai naudojami du pagrindiniai metodai: klaidų prevencijos metodas (aparatinės įrangos metodas) ir klaidų kompensavimo metodas (programinės įrangos metodas). Klaidų prevencijos metodas sutelktas į staklių komponentų apdorojimo ir surinkimo tikslumo gerinimą, sumažinant klaidas, kurias sukelia apkrovos pokyčiai, ir palaikant nuolatinę temperatūros darbo aplinką. Kita vertus, klaidų kompensavimo metodas naudoja CNC staklių programuojamumą ir intelektą, kad būtų pasiektas „mažo tikslumo staklių apdorojimo didelio tikslumo ruošos efektas“. Didėjant CNC staklių specializacijai ir standartizavimui, klaidų kompensacija tapo neatsiejama jų apdirbimo tikslumo gerinimo dalimi.

Šiame darbe pasiūlytas šiluminės klaidų kompensavimo modeliavimo metodas yra pagrįstas genetiniu algoritmu. Genetinis algoritmas yra savarankiškai organizuojanti ir adaptyvi dirbtinio intelekto technologija, imituojanti biologinės evoliucijos procesą, siekiant išspręsti ekstremalias vertės problemas. Imituodamas gamtos genetinį mechanizmą ir biologinės evoliucijos teoriją, genetinis algoritmas nustato efektyvų proceso paieškos optimalų sprendimo algoritmą. Turėdamas tvirtą biologinį pagrindą, genetinis algoritmas pasirodo vertingas sprendžiant netiesines ir daugialypes erdvės optimizavimo problemas.

Norint nustatyti šiluminės paklaidų kompensavimo modelį, skirtą medinių durų vyrių surinkimo skylioms ir grioveliams apdirbti NC, pirmiausia naudojamas genetinis algoritmas. Tai prasideda apibrėžiant objektyvią funkciją ir optimizuojant pagrindinius šiluminės klaidų kompensacijos taškus, kad būtų gautas optimalus objekto funkcijos nežinomų koeficientų sprendimas. Realaus skaičiaus kodavimas naudojamas dešimtainės formos koeficientams pavaizduoti, išplėsti paieškos erdvę ir pagerinti tikslumą. Genetinio algoritmo šiluminės paklaidos modelis gali būti parašytas tokia forma (2 lygtis):

Faktiniame kompensavimo procese šiluminės paklaidos kompensavimo taškai pasiskirsto ant medinių durų vyrio surinkimo skylės „Groove CNC“ apdirbimo staklės suklio mazgo įrankio mechanizmo. Pagrindiniai šiluminių paklaidų kompensacijos taškai yra parinkti optimizavimui, ir gaunamos atitinkamos kompensacijos modelio analitinės ašinės ir radialinės šiluminės paklaidos kompensacijos.

Apibendrinant, naudojant medinių durų vyrių surinkimo skylės griovelio skaitmeninį valdymo apdirbimo mašinų įrankį su šiluminių klaidų kompensavimo technologija gali efektyviai ištaisyti šiluminės deformacijos klaidas, užtikrinant aukštą tikslumo apdirbimą. Ši technologija vaidina lemiamą vaidmenį siekiant aukšto tikslumo ir efektyvumo atliekant medinių durų vyrių surinkimo skyles ir griovelius CNC apdirbant.