مدل کردن، شناسایی و جبران خطای ابزار ماشینکاری CNC

Integrated geometric error modeling, identification and compensation of CNC machine tools

چکیده

این پژوهش، به مدلسازی، شناسایی و جبران خطای هندسی ابزار ماشینکاری CNC می‌پردازد. ابتدا، با فرض ابزار ماشینکاری به عنوان یک سیستم چند جزئی صلب (MBS)، مدل خطای هندسی تعریف شد. با استفاده از این مدل، ۲۱ پارامتر خطای هندسی انتقالی متناظر با محور انتقال خطی با استفاده از تداخل‌سنج لیزری و ۶ پارامتر خطای هندسی زاویه‌ای متناظر با هر محور دوران و با استفاده از سیستم گلوله-میله تعیین شد. با استفاده از این مدل، به منظور تعیین خطاهای هندسی، روش جدیدی جهت شناسایی خطای ابزار ماشینکاری CNC پیشنهاد شد. در نهایت، خطای هندسی تعیین شده، با اصلاح کدهای NC مربوطه، جبران شد.

به منظور تایید و اعتبار بخشیدن به این روش، یک نرم‌افزار اولیه توسعه داده شد که می‌توان از آن برای هر نوع ابزار ماشینکاری CNC با حداکثر ۵ محور استفاده کرد. آزمایش‌ها بر روی یک ماشین ابزار ۵ محوره با میز گردان و هد مورب انجام شدند و نتایج نشان دادند که مدلسازی، تعیین و جبران خطای هندسی مجموع در ماشین‌های ابزار چند محوره، روشی موثر و کاربردی است.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

This paper presents an integrated geometric error modeling, identification and compensation method for machine tools. Regarding a machine tool as a rigid multi-body system (MBS), a geometric error model has been established. It supports the identification of the 21 translational geometric error parameters associated with linear-motion axes based on a laser interferometer, and 6 angular geometric error parameters for each rotation axis based on a ball-bar. Based on this model, a new dentification method is proposed to recognize these geometric errors. Finally, the identified geometric errors are compensated by correcting corresponding NC codes.

In order to validate our method, a prototype software system has been developed, which can be used for conducting tests on any type of CNC machine tool with not more than five axes. An experiment has been conducted on a five-axis machine center with rotary table and tilting head; the results show that the integrated geometric error modeling, identification and compensation method is effective and applicable in multi-axis machine tools.