Nghiên cứu về phương pháp bù lỗi biến dạng nhiệt của độ chính xác gia công NC của cửa gỗ HI1

Tóm tắt: Độ chính xác của gia công NC cho các lỗ lắp ráp bản lề cửa gỗ là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng tổng thể của bản lề. Một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác gia công là lỗi biến dạng nhiệt trong công cụ máy. Bài viết này đề xuất một mô hình bù lỗi biến dạng nhiệt dựa trên thuật toán di truyền cho gia công NC của các lỗ lắp ráp bản lề cửa gỗ, nhằm đạt được gia công CNC chính xác cao hơn.

Theo truyền thống, các lỗ và rãnh trên cửa gỗ để lắp ráp bản lề được xử lý bằng cách sử dụng các thiết bị đa năng như bộ định tuyến và máy khoan chế biến gỗ và máy phay. Tuy nhiên, hiệu quả của các máy này là thấp, điều chỉnh thiết bị là khó khăn, khả năng thay thế sản xuất kém và độ chính xác xử lý thường không đủ. Để khắc phục những thách thức này, một công nghệ xử lý tiên tiến hiện đại, phương pháp xử lý kiểm soát số, được áp dụng. Phương pháp này sử dụng một công cụ máy móc đặc biệt được trang bị một thiết bị khoan và phay đa đầu để xử lý các lỗ lắp ráp bản lề và các rãnh dựa trên các tham số đồ họa gia công CNC.

Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác gia công của phương pháp này là chất lượng của chính máy công cụ, đề cập đến khả năng xử lý của nó. Lỗi biến dạng nhiệt của máy công cụ, chiếm khoảng 28% tổng số lỗi, nổi bật như một yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác gia công. Do đó, việc phát triển một phương pháp bù lỗi nhiệt là rất cần thiết để cải thiện độ chính xác của gia công CNC cho các lỗ lắp ráp bản lề cửa gỗ.

Công cụ máy CNC được sử dụng để gia công các lỗ và rãnh lắp ráp bản lề cửa bằng gỗ được thể hiện trong Hình 1. Nó được phát triển và sản xuất bởi Đại học Lâm nghiệp Đông Bắc. Được điều khiển theo hướng Y, công cụ máy được cung cấp bởi động cơ servo có độ chính xác cao với tốc độ phản hồi nhanh. Bộ điều khiển tích hợp các hình dạng khác nhau của các rãnh lỗ bản lề cửa gỗ, cho phép sửa đổi các tham số kích thước của chúng thông qua đối thoại đồ họa. Công cụ máy móc này có thể xử lý không chỉ bản lề các rãnh lỗ mà còn khóa các rãnh, khóa khóa và xử lý các rãnh lỗ. Hình 2 cho thấy mô hình mô phỏng hình dạng của một lỗ lắp ráp bản lề cửa gỗ.

Khi gia công phôi trên máy công cụ CNC, lỗi dịch chuyển tương đối giữa công cụ và phôi xác định độ chính xác gia công. Lỗi hình học, lỗi biến dạng nhiệt, lỗi tải và lỗi công cụ của công cụ máy là các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác gia công. Để cải thiện độ chính xác gia công, hai phương pháp chính thường được sử dụng: Phương pháp ngăn ngừa lỗi (phương pháp phần cứng) và phương pháp bù lỗi (phương pháp phần mềm). Phương pháp phòng chống lỗi tập trung vào việc cải thiện độ chính xác của xử lý và lắp ráp các thành phần công cụ máy, giảm lỗi do thay đổi tải và duy trì môi trường làm việc nhiệt độ không đổi. Mặt khác, phương pháp bù lỗi sử dụng khả năng lập trình và trí thông minh của máy công cụ CNC để đạt được hiệu ứng "Máy công cụ máy móc có độ chính xác thấp. Với sự chuyên môn hóa và tiêu chuẩn hóa ngày càng tăng của các công cụ máy CNC, bù lỗi đã trở thành một phần không thể thiếu trong việc tăng cường độ chính xác gia công của chúng.

Phương pháp mô hình bù lỗi nhiệt được đề xuất trong bài viết này dựa trên thuật toán di truyền. Thuật toán di truyền là một công nghệ trí tuệ nhân tạo tự tổ chức và thích nghi, bắt chước quá trình tiến hóa sinh học để giải quyết các vấn đề giá trị cực đoan. Bằng cách mô phỏng cơ chế di truyền của lý thuyết tiến hóa tự nhiên và sinh học, thuật toán di truyền thiết lập một thuật toán giải pháp tối ưu tìm kiếm quá trình hiệu quả. Với nền tảng sinh học vững chắc, thuật toán di truyền chứng minh có giá trị trong việc giải quyết các vấn đề tối ưu hóa không gian phi tuyến tính và đa chiều.

Để thiết lập mô hình bù lỗi nhiệt cho gia công NC của các lỗ và rãnh của bản lề cửa gỗ, thuật toán di truyền được sử dụng đầu tiên. Nó bắt đầu bằng cách xác định hàm mục tiêu và tối ưu hóa các điểm chính của bù lỗi nhiệt để có được giải pháp tối ưu cho các hệ số chưa biết của hàm mục tiêu. Mã số thực được sử dụng để thể hiện các hệ số ở dạng thập phân, mở rộng không gian tìm kiếm và cải thiện độ chính xác. Mô hình lỗi nhiệt của thuật toán di truyền có thể được viết ở dạng sau (Công thức 2):

Trong quy trình bù thực tế, các điểm bù lỗi nhiệt được phân phối trên cơ chế công cụ của lắp ráp trục chính 1 của công cụ máy mở gia công CNC Muff CNC Muff CNC. Các điểm chính cho bù lỗi nhiệt được chọn để tối ưu hóa và các công thức phân tích mô hình bù tương ứng cho bù lỗi nhiệt và hướng tâm.

Tóm lại, bằng cách sử dụng công cụ máy tính điều khiển bằng gỗ với công nghệ bù số có thể điều chỉnh hiệu quả các lỗi biến dạng nhiệt, đảm bảo gia công độ chính xác cao. Công nghệ này đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được độ chính xác và hiệu quả cao trong gia công CNC của các lỗ và rãnh lắp ráp bản lề cửa gỗ.