摘要:木製門鉸鏈組件孔的NC加工精度對於確保鉸鏈的整體質量至關重要。 影響加工精度的主要因素之一是機床中的熱變形誤差。 本文提出了一個基於遺傳算法的熱變形誤差補償模型,用於木製門鉸鏈組件孔的NC加工,旨在實現更高的精度CNC加工。
傳統上,使用通用設備(例如路由器,木工鑽機和銑床)處理用於組裝鉸鏈的木門的孔和凹槽。 但是,這些機器的效率很低,設備調整很困難,生產互換性較差,並且處理精度通常不足。 為了克服這些挑戰,採用了現代的先進處理技術,即數值控制處理方法。 此方法利用配備多頭鑽孔和銑削設備的特殊機床來基於CNC加工圖形參數來處理鉸鏈組件孔和凹槽。
影響該方法加工精度的主要因素是機床本身的質量,該質量是指其處理能力。 機床的熱變形誤差約佔總誤差的28%,是影響加工精度的關鍵因素。 因此,開發熱誤差方法對於提高木製門鉸鏈組件孔的CNC加工的精度至關重要。
用於加工木製門鉸鏈組件孔和凹槽的CNC機床如圖1所示。 它是由東北林業大學開發和製造的。 機床以y方向驅動,由高精度伺服電動機供電,響應速度迅速。 控制器集成了各種木製門鉸鏈組件孔凹槽的形狀,從而通過圖形對話可以修改其大小參數。 此機床不僅可以處理鉸鏈組件孔凹槽,還可以鎖定凹槽,鎖定孔和手柄凹槽。 圖2展示了木製門鉸鏈組件孔凹槽的形狀的模擬模型。
在CNC機床上加工工件時,工具和工件之間的相對位移誤差決定了加工精度。 幾何誤差,熱變形誤差,負載誤差和機床的刀具誤差是影響加工精度的主要因素。 為了提高加工精度,通常採用了兩種主要方法:預防錯誤方法(硬件方法)和錯誤補償方法(軟件方法)。 預防誤差方法著重於提高機床組件的處理和組裝精度,從而減少了由負載變化引起的錯誤以及保持恆定的溫度工作環境。 另一方面,錯誤補償方法利用CNC機床的可編程性和智能來實現“低精確的機床工藝流程高精度工件”的效果。 隨著CNC機床的越來越多的專業化和標準化,錯誤補償已成為提高其加工精度的組成部分。
本文提出的熱誤差補償建模方法基於遺傳算法。 遺傳算法是一種自組織和適應性人工智能技術,它模仿生物進化過程以解決極端價值問題。 通過模擬自然和生物進化論的遺傳機制,遺傳算法建立了有效的過程搜索最佳溶液算法。 憑藉堅實的生物基礎,遺傳算法在解決非線性和多維空間優化問題方面被證明是有價值的。
為了建立用於木製門鉸鏈組件孔和凹槽NC加工的熱誤差補償模型,首先使用遺傳算法。 它首先定義目標函數並優化熱誤差補償的關鍵點,以獲得目標函數未知係數的最佳解決方案。 實際數字編碼用於表示十進制形式的係數,擴大搜索空間並提高準確性。 遺傳算法的熱誤差模型可以用以下形式寫(等式2):
在實際的補償過程中,熱誤差補償點分佈在木製門鉸鏈組件組件的紡錘體組件1的工具機理上。 選擇熱誤差補償的關鍵點進行優化,並獲得軸向和徑向熱誤差補償的相應補償模型分析公式。
總之,使用木製門鉸鏈組件孔槽凹槽數值控制加工機床使用熱誤差補償技術可以有效糾正熱變形誤差,從而確保高精度加工。 這項技術在木製門鉸鏈裝配孔和凹槽的CNC加工中獲得高精度和效率方面起著至關重要的作用。