Badania nad błędem odkształcenia termicznego Metoda kompensacyjna Metoda NC Dokładność obróbki1

Streszczenie: Precyzja obróbki NC dla otworów montażowych do zawiasu drewnianych ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia ogólnej jakości zawiasów. Jednym z głównych czynników wpływających na dokładność obróbki jest błąd deformacji termicznej w maszynie. W niniejszym dokumencie zaproponowano genetyczny model kompensacji błędów deformacji termicznej dla obróbki NC drewnianych otworów montażowych drzwi, mających na celu osiągnięcie wyższej precyzyjnej obróbki CNC.

Tradycyjnie otwory i rowki na drewnianych drzwiach do montażu zawiasów są przetwarzane przy użyciu sprzętu ogólnego przeznaczenia, takiego jak routety oraz wiertarka do obróbki drewna i maszyny do mielenia. Jednak wydajność tych maszyn jest niska, regulacja sprzętu jest trudna, zamienność produkcji jest słaba, a dokładność przetwarzania jest często nieodpowiednia. Aby przezwyciężyć te wyzwania, przyjęta jest nowoczesna zaawansowana technologia przetwarzania, metoda przetwarzania kontroli numerycznej. Ta metoda wykorzystuje specjalne narzędzie maszynowe wyposażone w wielopłasne urządzenie wiertnicze i frezowanie do przetwarzania otworów i rowków montażowych opartych na parametrach graficznych CNC.

Głównym czynnikiem wpływającym na dokładność obróbki tej metody jest jakość samego narzędzia maszynowego, która odnosi się do jego możliwości przetwarzania. Błąd deformacji termicznej narzędzia maszynowego, odpowiadający za około 28% całkowitego błędu, wyróżnia się jako kluczowy czynnik wpływający na dokładność obróbki. Dlatego opracowanie metody kompensacji błędu termicznego jest niezbędne do poprawy precyzji obróbki CNC dla otworów montażowych do zawiasu drewnianego.

Narzędzie maszynowe CNC używane do obróbki otworów i rowków do montażu drewnianego zawiasu drzwi pokazano na rysunku 1. Jest opracowywany i produkowany przez Northeast Forestry University. Prowadzony w kierunku Y, narzędzie maszynowe jest zasilane silnikiem serwomechanizmu o szybkim wskaźniku odpowiedzi. Kontroler integruje różne kształty rowków otworów w zespole drewnianego zawiasu drzwi, umożliwiając modyfikację ich parametrów wielkości poprzez dialog graficzny. To narzędzie maszynowe może przetwarzać nie tylko rowki otworu zawiasowego, ale także rowki blokujące, otwory blokujące i rowki otworów uchwytu. Ryc. 2 pokazuje model symulacyjny kształtu rowka otworu z zespołu drewnianego zawiasu drzwi.

Podczas obróbki obrabiania narzędzia CNC narzędzia CNC, względny błąd przemieszczenia między narzędziem a przedmiotem obrabia określa dokładność obróbki. Błąd geometryczny, błąd deformacji termicznej, błąd obciążenia i błąd narzędzia narzędzia maszynowego są podstawowymi czynnikami wpływającymi na dokładność obróbki. Aby poprawić dokładność obróbki, powszechnie stosuje się dwie główne metody: metoda zapobiegania błędom (metoda sprzętowa) i metoda kompensacji błędów (metoda oprogramowania). Metoda zapobiegania błędom koncentruje się na poprawie dokładności przetwarzania i montażu komponentów narzędzi maszynowych, zmniejszaniu błędów spowodowanych zmianami obciążenia i utrzymaniem środowiska pracy o stałej temperaturze. Z drugiej strony metoda kompensacji błędów wykorzystuje programowalność i inteligencję narzędzi maszynowych CNC w celu osiągnięcia „niskoprecyzyjnego obrabiania narzędzi przetwarzania bardzo precyzyjnych elementów”. Wraz ze wzrostem specjalizacji i standaryzacji narzędzi CNC kompensacja błędów stała się integralną częścią zwiększania ich dokładności obróbki.

Metoda modelowania błędu termicznego zaproponowana w tym artykule oparta jest na algorytmie genetycznym. Algorytm genetyczny jest samoorganizującą się i adaptacyjną technologią sztucznej inteligencji, która naśladuje proces ewolucji biologicznej w celu rozwiązywania problemów z wartościami ekstremalnymi. Symulując genetyczny mechanizm teorii natury i biologicznej ewolucji, algorytm genetyczny ustanawia skuteczny algorytm optymalnego wyszukiwania procesu. Z solidnym fundamentem biologicznym algorytm genetyczny okazuje się cenny w rozwiązywaniu nieliniowych i wielowymiarowych problemów optymalizacji przestrzeni.

Aby ustalić model kompensacji błędów termicznych do obróbki NC obróbki otworów i rowków do montażu drzwi drewnianych, algorytm genetyczny jest najpierw wykorzystany. Zaczyna się od zdefiniowania funkcji celu i optymalizacji kluczowych punktów kompensacji błędu termicznego w celu uzyskania optymalnego rozwiązania dla nieznanych współczynników funkcji celu. Kodowanie liczb rzeczywistych służy do reprezentowania współczynników w formie dziesiętnej, rozszerzając przestrzeń wyszukiwania i poprawiając dokładność. Model błędu termicznego algorytmu genetycznego można zapisać w następującej formie (równanie 2):

W rzeczywistym procesie kompensacji punkty kompensacji błędów termicznych są rozmieszczone na mechanizmie narzędzi zespołu wrzeciona 1 narzędzia do montażu złącza drewnianego zawiasu drzwi CNC. Kluczowe punkty dla kompensacji błędów termicznych są wybierane do optymalizacji i uzyskuje się odpowiednie wzorce analityczne modelu kompensacyjnego dla kompensacji błędu termicznego osiowego i promieniowego.

Podsumowując, przy użyciu drewnianego zespołu do montażu otworu Rowek Numerowe sterowanie maszynami sterowania z technologią kompensacji błędów termicznych może skutecznie skorygować błędy deformacji termicznej, zapewniając wysoką precyzyjną obróbkę. Technologia ta odgrywa kluczową rolę w osiąganiu wysokiej precyzji i wydajności w obróbce CNC drewnianych otworów i rowków montażowych drzwi.