Дослідження методу компенсації помилок термічної деформації для точності обробки NC точності дерев’яних дверей1

Анотація: Точність обробки NC для дерев’яних отворів для вузлів для шарнірів має вирішальне значення для забезпечення загальної якості петлі. Одним з головних факторів, що впливають на точність обробки, є помилка термічної деформації в верстаті. У цьому документі пропонується модель компенсації помилок термічної деформації на основі генетичного алгоритму для обробки NC дерев’яних отворів для вузлів шарнірів, спрямованих на досягнення більш високої точної обробки ЧПУ.

Традиційно отвори та канавки на дерев’яних дверях для складання петлі обробляються за допомогою обладнання загального призначення, такого як маршрутизатори та деревообробні свердління та фрезерні машини. Однак ефективність цих машин низька, коригування обладнання є важким, виробнича взаємозамінність є поганою, а точність переробки часто недостатня. Для подолання цих викликів прийнято сучасну технологію вдосконаленої обробки, метод обробки чисельного контролю. Цей метод використовує спеціальний верстат, оснащений багатоголівним пристроєм для буріння та фрезерування для обробки отворів для складання шарнірів та канавок на основі графічних параметрів обробки ЧПУ.

Основним фактором, що впливає на точність обробки цього методу, є якість самого верстатів, що стосується його можливостей для обробки. Помилка термічної деформації верстатів, що становить приблизно 28% від загальної помилки, виділяється як ключовий фактор, що впливає на точність обробки. Тому розробка методу компенсації теплової помилки має важливе значення для підвищення точності обробки ЧПУ для дерев’яних отворів для шарнірів.

Машина ЧПУ, що використовується для обробки дерев’яних дверних отворів для вузлів та канавок, показаний на малюнку 1. Він розроблений та виготовлений Університет Північно -Східного лісового господарства. Керується у напрямку Y, верстат живиться від високоточного сервомоторя зі швидкою швидкістю відповіді. Контролер інтегрує різні форми дерев’яних пазів для вузлів для дверей, що дозволяє модифікувати їх параметри розміру за допомогою графічного діалогу. Цей верстат може обробляти не тільки шарнірні пази для вузлів, але й пази для блокування, отвори для блокування та канавки для ручки. На малюнку 2 демонструє моделююча модель форми дерев’яної дверної панелі шарнірного отвору.

Під час обробки заготовки на верстаті з ЧПУ, відносна помилка переміщення між інструментом та заготовкою визначає точність обробки. Геометрична помилка, помилка термічної деформації, помилка навантаження та помилка інструменту вершини вершини - основні фактори, що впливають на точність обробки. Для підвищення точності обробки зазвичай використовуються два основні методи: метод профілактики помилок (метод апаратного забезпечення) та метод компенсації помилок (метод програмного забезпечення). Метод запобігання помилок зосереджений на вдосконаленні точністю обробки та складання компонентів верстатів, зменшенню помилок, спричинених змінами навантаження, та підтримці робочого середовища постійної температури. З іншого боку, метод компенсації помилок використовує програму та інтелект верстатів з ЧПУ для досягнення ефекту "низькоточного вертольота, обробляти високоточні заготовки". Зі збільшенням спеціалізації та стандартизації верстатів з ЧПУ, компенсація помилок стала невід'ємною частиною підвищення точності їх обробки.

Метод моделювання компенсації теплової помилки, запропонований у цій роботі, заснований на генетичному алгоритмі. Генетичний алгоритм-це самоорганізуюча та адаптивна технологія штучного інтелекту, що імітує процес біологічної еволюції для вирішення проблем із надзвичайними цінностями. Моделюючи генетичний механізм теорії природи та біологічної еволюції, генетичний алгоритм встановлює ефективний алгоритм оптимального рішення для пошуку процесу. Маючи тверду біологічну основу, генетичний алгоритм виявляється цінним у вирішенні нелінійних та багатовимірних проблем оптимізації простору.

Для встановлення моделі компенсації теплової помилки для NC обробки дерев’яних дверних шарнірних отворів та канавок спочатку використовується генетичний алгоритм. Він починається з визначення цільової функції та оптимізації ключових точок компенсації теплової помилки для отримання оптимального рішення для невідомих коефіцієнтів об'єктивної функції. Кодування реальних чисел використовується для представлення коефіцієнтів у десятковій формі, розширення простору пошуку та підвищення точності. Модель теплової помилки генетичного алгоритму може бути записана у наступній формі (рівняння 2):

У фактичному процесі компенсації точки компенсації теплової помилки розподіляються на механізмі інструменту шпинделя 1 дерев’яного дверного шарнірного отвору пазу для обробки CNC -машинного верстата. Ключові точки для компенсації теплової помилки вибираються для оптимізації, а відповідні аналітичні формули компенсаційної моделі для осьової та радіальної компенсації термічної помилки.

На закінчення, використання дерев’яного дверного шарнірного отвору пазу чисельного керування машинами з технологією компенсації термічної помилки може ефективно виправити помилки термічної деформації, забезпечуючи високу точну обробку. Ця технологія відіграє вирішальну роль у досягненні високої точності та ефективності в обробці ЧПУ дерев'яних отворів для вузла та канавок.