Pesquisa sobre o método de compensação de erro de deformação térmica da precisão da usinagem NC da porta de madeira oi1

Resumo: A precisão da usinagem NC para orifícios de montagem da dobradiça de porta de madeira é crucial para garantir a qualidade geral das dobradiças. Um dos principais fatores que afetam a precisão da usinagem é o erro de deformação térmica na máquina -ferramenta. Este artigo propõe um modelo de compensação de erro de deformação térmica baseada em algoritmo genético para a usinagem NC de orifícios de montagem da dobradiça da porta de madeira, com o objetivo de obter uma usinagem de CNC de maior precisão.

Tradicionalmente, orifícios e ranhuras em portas de madeira para montar dobradiças são processados ​​usando equipamentos de uso geral, como roteadores e máquinas de perfuração e moagem de madeira. No entanto, a eficiência dessas máquinas é baixa, o ajuste do equipamento é difícil, a intercambiabilidade de produção é ruim e a precisão do processamento é frequentemente inadequada. Para superar esses desafios, é adotada uma moderna tecnologia de processamento avançado, o método de processamento de controle numérico. Este método utiliza uma máquina-ferramenta especial equipada com um dispositivo de perfuração e moagem de várias cabeças para processar os orifícios e ranhuras de montagem da dobradiça com base nos parâmetros gráficos de usinagem CNC.

O principal fator que afeta a precisão da usinagem desse método é a qualidade da própria máquina -ferramenta, que se refere à sua capacidade de processamento. O erro de deformação térmica da máquina -ferramenta, representando aproximadamente 28% do erro total, se destaca como um fator -chave que afeta a precisão da usinagem. Portanto, o desenvolvimento de um método de compensação de erro térmico é essencial para melhorar a precisão da usinagem CNC para orifícios de montagem da dobradiça da porta de madeira.

A máquina -ferramenta CNC usada para usinagem de orifícios de montagem da dobradiça de porta de madeira é mostrada na Figura 1. É desenvolvido e fabricado pela Northeast Forestry University. Acionado na direção y, a máquina-ferramenta é alimentada por um motor servo de alta precisão com uma taxa de resposta rápida. O controlador integra várias formas das ranhuras do orifício da dobradiça de porta de madeira, permitindo a modificação de seus parâmetros de tamanho através do diálogo gráfico. Esta máquina -ferramenta pode processar não apenas as ranhuras do orifício da dobradiça, mas também as ranhuras de trava, os orifícios de trava e as ranhuras do orifício. A Figura 2 demonstra o modelo de simulação da forma de uma ranhura do orifício da dobradiça da dobradiça da porta de madeira.

Ao usinar uma peça de trabalho em uma máquina -ferramenta CNC, o erro de deslocamento relativo entre a ferramenta e a peça de trabalho determina a precisão da usinagem. Erro geométrico, erro de deformação térmica, erro de carga e erro da ferramenta da máquina -ferramenta são os principais fatores que influenciam a precisão da usinagem. Para melhorar a precisão da usinagem, dois métodos principais são comumente empregados: Método de Prevenção de Erros (Método de Hardware) e Método de Compensação de Erros (Método de Software). O método de prevenção de erros concentra -se em melhorar a precisão do processamento e montagem dos componentes da máquina -ferramenta, reduzir erros causados ​​por alterações de carga e manter um ambiente de trabalho de temperatura constante. Por outro lado, o método de compensação de erro utiliza a programabilidade e a inteligência das máquinas-ferramentas CNC para obter o efeito "Pontas de trabalho de alta precisão de alta precisão" processam as peças de trabalho de alta precisão ". Com a crescente especialização e padronização das máquinas -ferramentas CNC, a compensação de erros tornou -se parte integrante do aprimoramento de sua precisão de usinagem.

O método de modelagem de compensação de erro térmico proposto neste artigo é baseado no algoritmo genético. O algoritmo genético é uma tecnologia de inteligência artificial auto-organizadora e adaptativa que imita o processo de evolução biológica para resolver problemas de valor extremo. Ao simular o mecanismo genético da natureza e a teoria da evolução biológica, o algoritmo genético estabelece um algoritmo de solução ideal de pesquisa eficiente. Com uma base biológica sólida, o algoritmo genético se mostra valioso na solução de problemas de otimização de espaço não lineares e multidimensionais.

Para estabelecer o modelo de compensação de erro térmico para usinagem NC de orifícios e ranhuras de montagem da dobradiça da porta de madeira, o algoritmo genético é utilizado pela primeira vez. Começa definindo a função objetiva e otimizando os pontos -chave da compensação de erro térmico para obter a solução ideal para os coeficientes desconhecidos da função objetiva. A codificação de números real é usada para representar os coeficientes em forma decimal, expandindo o espaço de pesquisa e melhorando a precisão. O modelo de erro térmico do algoritmo genético pode ser escrito na seguinte forma (Equação 2):

No processo de compensação real, os pontos de compensação de erro térmico são distribuídos no mecanismo da ferramenta do conjunto do eixo 1 da máquina de usinagem CNC Machine Tool de máquinas de usinagem CNC da porta da dobradiça da porta de madeira. Os pontos -chave da compensação de erro térmico são selecionados para otimização, e as fórmulas analíticas do modelo de compensação correspondentes para compensação de erro térmico axial e radial são obtidas.

Em conclusão, o uso da máquina de usinagem numérica de usinagem numérica da porta da dobradiça da porta da porta da porta de madeira com tecnologia de compensação de erro térmico pode efetivamente corrigir erros de deformação térmica, garantindo a usinagem de alta precisão. Essa tecnologia desempenha um papel crucial na obtenção de alta precisão e eficiência na usinagem CNC de orifícios e ranhuras de montagem da dobradiça da porta de madeira.