Zastosowanie metod sztucznej inteligencji do kompensacji odkształceń cieplnych śrub pociągowych obrabiarek CNC

• Autorzy: Pajor M. , Zapłata J.

Warianty tytułu

EN

Application of artificial intelligence based control algorithm in order to compensate thermal error of CNC ball screw

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W prezentowanej pracy przedstawiono system kompensacji odkształceń cieplnych śrub pociągowych konwencjonalnych osi posuwu obrabiarek sterowanych numerycznie. Położenie osi napędowych prezentowanej obrabiarki jest korygowane o modelowaną wartość odkształceń cieplnych. Model odkształceń cieplnych oparto na architekturze sieci neuronowych. Przedstawiono porównanie wyników kompensacji osiągniętych przy zastosowaniu modelu neuronowego oraz modelu analitycznego. Zaprezentowany system umożliwia korektę położenia w trybie on-line. Poprawnie koryguje on odkształcenia cieplne napędów posuwu w układzie ułożyskowania: węzeł swobodnyustalającym jak i układów z napięciem wstępnym, najczęściej spotykanych w nowoczesnych obrabiarkach CNC.

EN

The paper presents CNC axis control system with build-in procedure for compensating thermal errors of ball screws. The axis position accuracy is improved by adding the computed correction value. In order to compute the correction value artificial neural networks were implemented. The comparison of compensation accuracy achieved by implementing ANN model and analytic model is shown. The presented system was designed to compensate online the thermal errors. The presented system was successful in reducing thermal errors in both: locating - nonlocating bearing arrangement, and, most commonly applied in novel machine tools, pretentioned ball screw arrangement.

Słowa kluczowe

PL

odkształcenia cieplne; śruba napędowa; obrabiarka CNC

EN

thermal error; ball-screw; machine tool

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 20, nr 51
• Strony: 70--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Pajor M.

• Instyt Technologii Mechanicznej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

autor

Zapłata J.

• Katedra Mechaniki i PKM, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Bibliografia

• 1. Hao W., et al.: Thermal error optimization modeling and real-time compensation on a CNC turning center. “Journal of Materials Processing Technology” 2008, 207, p. 172 – 179.
• 2. Horejš O., Bárta P. and Hornych J.: Determination of positioning error of feed axes due to thermal expansion by infrared thermography. In: ATEM'07, JSME-MMD, 2007, Sep. 12-14.
• 3. Okafor A., Ertekin Y.: Vertical machining center accuracy characterization using laser interferometer. “Journal of Materials Processing Technology” 2000, 105, p. 394 – 406.
• 4. Pajor M., Zapłata J.: Supervising and compensation of thermal error of CNC feed ball screw. “Diagnostyka” 2013, Vol. 14, No 2, p. 37 – 42.
• 5. Pajor M., Zapłata J.: Compensation of thermal deformations of the feed screw in a CNC machine tool. “Advances In Manufacturing Science And Technology” 2011, Vol. 35, No. 4, p. 9 – 17.
• 6. Pietrusewicz K., Pajor. M, Urbański Ł.: Dynamic corrections of the tooling errors possibilities within the mechatronic actuator for motors with permanent magnets. “Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji” 2011, Vol. 31, nr 2, s. 181 – 190.
• 7. Ramesh R., Mannan M.A., Poo A.N.: Error compensation in machine tools - a review. Part II: Thermal errors. “International Journal of Machine Tools & Manufacture” 2000, 40, p. 1257 – 1284.
• 8. Wu C.-H., Kung Y.-T.: Thermal analysis for the feed drive system of a CNC machine. “International Journal of Machine Tools & Manufacture” 2003, 43, p. 1521 – 1528.
• 9. Xu Z.Z., et al.: Thermal error forecast and performance evaluation for an air-cooling ball screw system. “International Journal of Machine Tools and Manufacture” 2011, Vol. 51, Issues 7–8, p. 605 – 611.