Cercetări privind deformarea termică Metoda de compensare a erorilor de deformare termică Precizia prelucrării NC a ușii din lemn1

Rezumat: Precizia prelucrării NC pentru găurile de asamblare a balamalei ușilor din lemn este crucială pentru asigurarea calității generale a balamalelor. Unul dintre principalii factori care afectează precizia prelucrării este eroarea de deformare termică în mașină -unelte. Această lucrare propune un model de compensare a erorilor de deformare termică pe bază de algoritm genetic pentru prelucrarea NC a găurilor de asamblare a balamalei ușilor din lemn, urmărind să obțină prelucrări CNC cu precizie mai mare.

În mod tradițional, găurile și canelurile de pe uși din lemn pentru asamblarea balamalelor sunt procesate folosind echipamente cu scop general, cum ar fi routere și mașini de foraj și frezare pentru prelucrarea lemnului. Cu toate acestea, eficiența acestor mașini este scăzută, ajustarea echipamentelor este dificilă, schimbul de producție este slab, iar precizia de procesare este adesea inadecvată. Pentru a depăși aceste provocări, este adoptată o tehnologie modernă de procesare avansată, metoda de procesare a controlului numeric. Această metodă utilizează o mașină-unelte specială echipată cu un dispozitiv de foraj și frezare cu mai multe capete pentru a prelucra găurile și canelurile de asamblare a balamalei bazate pe parametrii grafici de prelucrare CNC.

Principalul factor care afectează precizia prelucrării acestei metode este calitatea mașinii -unelte în sine, care se referă la capacitatea sa de procesare. Eroarea de deformare termică a mașinii -unelte, reprezentând aproximativ 28% din eroarea totală, iese în evidență ca un factor cheie care afectează precizia prelucrării. Prin urmare, dezvoltarea unei metode de compensare a erorilor termice este esențială pentru îmbunătățirea preciziei prelucrării CNC pentru găurile de asamblare a balamalei ușilor din lemn.

Mașina -unelte CNC utilizată pentru prelucrarea găurilor și canelurilor de ansamblu a balamalei ușilor din lemn este prezentată în figura 1. Este dezvoltat și fabricat de Universitatea Northeast Forestry. Condus în direcția Y, mașina-unelte este alimentat de un servo cu mare precizie, cu o rată de răspuns rapid. Controlerul integrează diverse forme de caneluri de gaură a balamalei ușilor din lemn, permițând modificarea parametrilor de dimensiune prin dialogul grafic. Această mașină -unelte poate prelucra nu numai canelurile de găuri de asamblare, ci și canelurile de blocare, găurile de blocare și mânerul de găuri. Figura 2 demonstrează modelul de simulare al formei unei canale de găuri de asamblare a balamalei ușilor din lemn.

Când prelucrați o piesă de lucru pe o mașină -unelte CNC, eroarea de deplasare relativă dintre instrument și piesa de lucru determină precizia prelucrării. Eroarea geometrică, eroarea de deformare termică, eroarea de încărcare și eroarea de instrumente a mașinii -unelte sunt factorii primari care influențează precizia prelucrării. Pentru a îmbunătăți precizia prelucrării, două metode principale sunt utilizate în mod obișnuit: metoda de prevenire a erorilor (metoda hardware) și metoda de compensare a erorilor (metoda software). Metoda de prevenire a erorilor se concentrează pe îmbunătățirea prelucrării și a preciziei de asamblare a componentelor mașinii -unelte, reducerea erorilor cauzate de modificările de încărcare și menținerea unui mediu de lucru constant la temperatură. Pe de altă parte, metoda de compensare a erorilor utilizează programabilitatea și inteligența mașinilor CNC pentru a obține un efect de lucru „mașini-unelte de înaltă precizie”. Odată cu specializarea și standardizarea din ce în ce mai mare a mașinilor CNC, compensarea erorilor a devenit o parte integrantă a îmbunătățirii preciziei lor de prelucrare.

Metoda de modelare a compensării erorilor termice propuse în această lucrare se bazează pe algoritmul genetic. Algoritmul genetic este o tehnologie de inteligență artificială auto-organizantă și adaptativă care imită procesul de evoluție biologică pentru a rezolva probleme de valoare extremă. Prin simularea mecanismului genetic al naturii și al teoriei evoluției biologice, algoritmul genetic stabilește un proces de căutare eficientă a soluției optime de căutare. Cu o bază biologică solidă, algoritmul genetic se dovedește valoros în rezolvarea problemelor de optimizare a spațiului neliniar și multidimensional.

Pentru a stabili modelul de compensare a erorilor termice pentru prelucrarea NC a găurilor de asamblare a balamalei ușilor din lemn, algoritmul genetic este utilizat pentru prima dată. Începe prin definirea funcției obiective și optimizarea punctelor cheie ale compensației de eroare termică pentru a obține soluția optimă pentru coeficienții necunoscuți ai funcției obiective. Codificarea reală a numărului este utilizată pentru a reprezenta coeficienții sub formă zecimală, extinzând spațiul de căutare și îmbunătățind precizia. Modelul de eroare termică al algoritmului genetic poate fi scris în forma următoare (Ecuația 2):

În procesul de compensare efectivă, punctele de compensare a erorilor termice sunt distribuite pe mecanismul de scule al ansamblului axului 1 din mașina de prelucrare a gauriilor de la balamale din lemn. Punctele cheie pentru compensarea erorilor termice sunt selectate pentru optimizare și se obțin formulele analitice ale modelului de compensare corespunzător pentru compensarea erorilor termice axiale și radiale.

În concluzie, utilizarea mașinilor de control numeric Control de control numeric Controlul numeric Machine -Tool -Tool -Tool -Tool Motorical cu tehnologie de compensare a erorilor termice poate corecta în mod eficient erorile de deformare termică, asigurând prelucrări de înaltă precizie. Această tehnologie joacă un rol crucial în realizarea unei precizii și eficiență ridicată în prelucrarea CNC a găurilor și canelurilor de asamblare a balamalei ușilor din lemn.