Raziskave metode kompenzacije napak toplotne deformacije za natančnost obdelave NC lesenih vrat HI1

Izvleček: Natančnost obdelave NC za luknje za lesene tečaje vrat je ključnega pomena za zagotavljanje splošne kakovosti tečajev. Eden glavnih dejavnikov, ki vpliva na natančnost obdelave, je napaka toplotne deformacije v obdelovalnem orodju. Ta članek predlaga model kompenzacijske napake toplotne deformacije na osnovi genetskega algoritma za obdelavo NC obdelave lukenj lesenih tečajev vrat, ki je namenjen doseganju večje natančne obdelave CNC.

Tradicionalno se luknje in utori na lesenih vratih za sestavljanje tečajev predelajo z uporabo splošne namestitve opreme, kot so usmerjevalniki in stroji za vrtanje in rezkanje lesa. Vendar je učinkovitost teh strojev nizka, prilagoditev opreme je težka, medsebojno zamenljivost proizvodnje je slaba, natančnost obdelave pa je pogosto neprimerna. Za premagovanje teh izzivov je sprejeta sodobna napredna tehnologija obdelave, metoda numeričnega nadzora. Ta metoda uporablja posebno obdelovalno stroj, opremljeno z večglavo vrtalno in rezkalno napravo za obdelavo lukenj in utorov za sestavljanje tečajev na podlagi grafičnih parametrov obdelave CNC.

Glavni dejavnik, ki vpliva na natančnost obdelave te metode, je kakovost samega obdelovalnega orodja, ki se nanaša na njegovo sposobnost obdelave. Napaka toplotne deformacije obdelovalnega orodja, ki predstavlja približno 28% celotne napake, izstopa kot ključni dejavnik, ki vpliva na točnost obdelave. Zato je razvoj metode kompenzacije toplotne napake bistvenega pomena za izboljšanje natančnosti obdelave CNC za lesene luknje v tečajih vrat.

CNC strojni stroj, ki se uporablja za obdelavo lukenj in utorov lesenih vrat, je prikazan na sliki 1. Razvija ga in proizvaja Univerza Northeast Forestry. Nadgrajen v smeri Y, obdelovalni stroj poganja visoko natančen servo motor s hitro hitrostjo odziva. Krmilnik združuje različne oblike utorov lesenih tečajev vrat, kar omogoča spremembo njihovih parametrov velikosti z grafičnim dialogom. Ta obdelovalna stroja lahko obdelajo ne samo utore za montažo tečajev, ampak tudi zaklenite utore, luknje za zaklepanje in žlebove za ročaje. Slika 2 prikazuje simulacijski model oblike lesenega tečaja vrat vrat luknje.

Pri obdelavi obdelovanca na strojnem stroju CNC relativna napaka premika med orodjem in obdelovancem določa natančnost obdelave. Geometrijska napaka, napaka toplotne deformacije, napaka nalaganja in napaka orodja obdelovalnega orodja so glavni dejavniki, ki vplivajo na natančnost obdelave. Za izboljšanje natančnosti obdelave se običajno uporabljata dve glavni metodi: metoda preprečevanja napak (metoda strojne opreme) in metoda kompenzacije napak (metoda programske opreme). Metoda preprečevanja napak se osredotoča na izboljšanje obdelave in natančnosti sestavljanja komponent obdelovalnih strojev, zmanjšanje napak, ki jih povzročajo spremembe obremenitve, in ohranjanje delovnega okolja s konstantno temperaturo. Po drugi strani metoda kompenzacije napak uporablja programiranost in inteligenco CNC obdelovalnih strojev za doseganje učinka "nizko natančno obdelovalno obdelovance". Z naraščajočo specializacijo in standardizacijo obdelovalnih strojev CNC je kompenzacija napak postala sestavni del povečanja njihove natančnosti obdelave.

Metoda modeliranja kompenzacije toplotne napake, predlagana v tem prispevku, temelji na genetskem algoritmu. Genetski algoritem je samoorganizirajoča in prilagodljiva tehnologija umetne inteligence, ki posnema proces biološke evolucije za reševanje težav iz skrajne vrednosti. S simuliranjem genetskega mehanizma narave in teorije biološke evolucije genetski algoritem vzpostavlja učinkovit algoritem za optimalno rešitev procesa. Genetski algoritem s trdno biološko podlago se izkaže za dragocen pri reševanju nelinearnih in večdimenzionalnih problemov optimizacije prostora.

Za vzpostavitev modela kompenzacije toplotne napake za obdelavo NC obdelave lukenj in utorov lesenih vrat in utorov se najprej uporabi genetski algoritem. Začne se z opredelitvijo ciljne funkcije in optimizacijo ključnih točk kompenzacije toplotnih napak, da dobimo optimalno rešitev za neznane koeficiente ciljne funkcije. Kodiranje realnega števila se uporablja za predstavljanje koeficientov v decimalni obliki, razširitev iskalnega prostora in izboljšanje natančnosti. Model toplotne napake genetskega algoritma lahko zapišemo v naslednji obliki (enačba 2):

V dejanskem postopku kompenzacije se točke kompenzacije toplotnih napak porazdelijo na mehanizem orodja vretena 1 lesenega tečaja tečajev vrat za luknjo za obdelavo obdelovalnega stroja CNC. Za optimizacijo so izbrane ključne točke za kompenzacijo termičnih napak in dobijo ustrezne analitične formule kompenzacijskega modela za osne in radialne kompenzacije toplotne napake.

Za zaključek lahko uporaba lesenega tečaja vrat za tečaje vrtine Numerično krmilno strojno strojno strojno strojno strojno strojno strojno strojno strojno opremo učinkovito popravi napake toplotne deformacije, kar zagotavlja visoko natančno obdelavo. Ta tehnologija ima ključno vlogo pri doseganju visoke natančnosti in učinkovitosti pri obdelavi CNC obdelave lesenih lukenj in žlebov z lesenimi vrati.