جبران خطای هندسی مجتمع فرآیندهای ماشین کاری در ماشین CNC

Integrated geometric error compensation of machining processes on CNC machine tool

چکیده

خطاهای سینماتیکی ناشی از بی دقتی های هندسی در سیستم ماشین کاری منجر به ایجاد انحراف در موقعیت و جهت دستگاه نسبت به نقطه ماشین کاری شده بر روی قطعه کار می شود که این امر متعاقباً دقت هندسی سطح ماشین کاری شده را تحت تأثیر قرار می دهد.

این مقاله یک مدل خطای هندسی ماشین CNC و روش جبران آن در این ماشین ها را ارائه می دهد. با توجه به یک ماشین ابزار که شامل چیدمانی از فیکسچرها (چفت و بست، اتصالات)، قطعه کار و ابزار است، یک مدل خطای هندسی مجتمع برقرار شده است. خطای مجتمع از طریق توسعه و انباشت خطاها بر اساس تئوری ژاکوبین- تورسور ارائه شده است. این مدل، با مدل قبلی تفاوت دارد، در این مدل تمام خطای هندسی ماشین CNC به جای سطح ماشین کاری شده قطعه کار، بر حسب ماشین ابزار تبدیل شده اند. همانطور که به خوبی در ماشین ابزار مشخص است، ۲۱ خطای هندسی از یک ماشین ابزار فرزکاری سه محوره وجود دارد که می تواند توسط تداخل سنج لیزری اندازه گیری شود.

بر اساس این مدل مجتمع و خطای ماشین ابزار، ترکیب خطاهای هندسی سیستم ماشین کاری منعکس شده در ماشین ابزار، می تواند پیش بینی شود. در نهایت، روش جبران جدیدی جهت تحقق جبران خطا توسعه یافته است، برنامه NC بر اساس خطاهای پیش بینی شده در هنگام ماشین کاری مجازی، پیش از انجام ماشین کاری واقعی، کدهای معادل NC را تصحیح می کند. یک مورد، کاربرد اینکه چگونه این روش می تواند در جبران خطای هندسی ماشین CNC استفاده شود را نشان می دهد.

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

ABSTRACT

Kinematic errors due to geometric inaccuracies in machining system cause deviations of tool positions and orientation from being machined point on the workpiece, which consequently affect geometric accuracy of the machined surface.

This paper presents an integrated geometric error model of machining system and compensation method on machine tools. Regarding a machine tool, fixtures, workpiece and tool as an assembly, an integrated geometric error model has been established. The integrated error is modeled by the propagation and the accumulation of errors based on Jacobian-Torsor theory. It is different with previous model, in this model, all the geometric errors of machining system are converted into the machine tool instead of the workpiece machining surface. As is well known in the machine tool, there are 21 geometric error of a 3-axis milling machine tool, which can be measured by laser interferometer.

Based on this integrated model and machine tool error, the combination of geometric errors of machining system reflect on the machine tool can be predicted. Finally, a new compensation method is proposed to realize the error compensation, NC program is corrected corresponding NC codes according to the predicted errors during virtual machining before it is fed to the actual machining. A case demonstrates the application of how the method could be used in error compensation for machining processes.