木门加工精度的热变形误差补偿方法HI1

摘要：木制门铰链组件孔的NC加工精度对于确保铰链的整体质量至关重要。 影响加工精度的主要因素之一是机床中的热变形误差。 本文提出了一个基于遗传算法的热变形误差补偿模型，用于木制门铰链组件孔的NC加工，旨在实现更高的精度CNC加工。

传统上，使用通用设备（例如路由器，木工钻机和铣床）处理用于组装铰链的木门的孔和凹槽。 但是，这些机器的效率很低，设备调整很困难，生产互换性较差，并且处理精度通常不足。 为了克服这些挑战，采用了现代的先进处理技术，即数值控制处理方法。 此方法利用配备多头钻孔和铣削设备的特殊机床来基于CNC加工图形参数来处理铰链组件孔和凹槽。

影响该方法加工精度的主要因素是机床本身的质量，该质量是指其处理能力。 机床的热变形误差约占总误差的28％，是影响加工精度的关键因素。 因此，开发热误差方法对于提高木制门铰链组件孔的CNC加工的精度至关重要。

用于加工木制门铰链组件孔和凹槽的CNC机床如图1所示。 它是由东北林业大学开发和制造的。 机床以y方向驱动，由高精度伺服电动机供电，响应速度迅速。 控制器集成了各种木制门铰链组件孔凹槽的形状，从而通过图形对话可以修改其大小参数。 此机床不仅可以处理铰链组件孔凹槽，还可以锁定凹槽，锁定孔和手柄凹槽。 图2展示了木制门铰链组件孔凹槽的形状的模拟模型。

在CNC机床上加工工件时，工具和工件之间的相对位移误差决定了加工精度。 几何误差，热变形误差，负载误差和机床的刀具误差是影响加工精度的主要因素。 为了提高加工精度，通常采用了两种主要方法：预防错误方法（硬件方法）和错误补偿方法（软件方法）。 预防误差方法着重于提高机床组件的处理和组装精度，从而减少了由负载变化引起的错误以及保持恒定的温度工作环境。 另一方面，错误补偿方法利用CNC机床的可编程性和智能来实现“低精确的机床工艺流程高精度工件”的效果。 随着CNC机床的越来越多的专业化和标准化，错误补偿已成为提高其加工精度的组成部分。

本文提出的热误差补偿建模方法基于遗传算法。 遗传算法是一种自组织和适应性人工智能技术，它模仿生物进化过程以解决极端价值问题。 通过模拟自然和生物进化论的遗传机制，遗传算法建立了有效的过程搜索最佳溶液算法。 凭借坚实的生物基础，遗传算法在解决非线性和多维空间优化问题方面被证明是有价值的。

为了建立用于木制门铰链组件孔和凹槽NC加工的热误差补偿模型，首先使用遗传算法。 它首先定义目标函数并优化热误差补偿的关键点，以获得目标函数未知系数的最佳解决方案。 实际数字编码用于表示十进制形式的系数，扩大搜索空间并提高准确性。 遗传算法的热误差模型可以用以下形式写（等式2）：

在实际的补偿过程中，热误差补偿点分布在木制门铰链组件组件的纺锤体组件1的工具机理上。 选择热误差补偿的关键点进行优化，并获得轴向和径向热误差补偿的相应补偿模型分析公式。

总之，使用木制门铰链组件孔槽凹槽数值控制加工机床使用热误差补偿技术可以有效纠正热变形误差，从而确保高精度加工。 这项技术在木制门铰链装配孔和凹槽的CNC加工中获得高精度和效率方面起着至关重要的作用。