Korekcja błędów obróbki złożonych powierzchni kształtowych na frezarskich centrach obróbkowych

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_210/150

wyślij Andrzej Werner Zakład Inżynierii Produkcji, Wydział Mechaniczny, Politechnika Białostocka

Pobierz Artykuł

Streszczenie

Artykuł poświęcony jest tematyce związanej z korekcją błędów obróbkowych powierzchni krzywoliniowych wytwarzanych na frezarkach CNC. Korekcja ta wykonywana jest obecnie dwiema metodami. Pierwsza z nich, zwana on-line, wymaga stałego korygowania toru narzędzia w trakcie obróbki. Podejście takie wymaga stosowania rozbudowanych układów sterowania adaptacyjnego. Druga metoda – off-line polega na korygowaniu programu sterującego obróbką poza obrabiarką (na podstawie wyników pomiarów kontrolnych). W artykule przedstawiona została propozycja metodyki korekcji błędów obróbki powierzchni techniką off-line (bez stałego bezpośredniego połączenia z obrabiarką CNC). Metoda ta bazuje na wykorzystaniu systemów CAD/CAM, frezarek sterowanych numerycznie oraz współrzędnościowych maszyn pomiarowych. Proponowany w artykule sposób postępowania zweryfikowany został na przykładzie powierzchni krzywoliniowej opisanej techniką NURBS. Realizacja proponowanej metodyki korekcji błędów obróbkowych wykazała istotną poprawę dokładności wytworzonej powierzchni kształtowej.

Słowa kluczowe

CAD/CAM, korekcja błędów, obróbka, pomiary współrzędnościowe

Error correction in processing complex-shape surfaces on machining centres

Abstract

The present paper is devoted to the issues connected with correcting errors in processing curvilinear surfaces produced with the use of CNC milling machines. At present, such a correction is performed with two methods. The first of them, called an on-line method, requires constant correcting of the tool path during processing. In this approach, it is necessary to apply sophisticated adaptive control systems. In the second, off-line method, correcting the programme which controls the processing is performed outside the machine tool (on the basis of the control measurement results). The paper presents a suggestion of a methodology for correcting surface processing errors using the off-line technique (without a constant direct connection to a CNC milling machine). The suggested methodology is based on using CAD/CAM systems, numerically controlled milling machines, and coordinate measuring machines. The suggested procedure was verified on the example of a curvilinear surface described with the NURBS method. Implementing the suggested methodology of correcting processing errors resulted in a significant improvement in the accuracy of the produced shape surface.

Keywords

CAD/CAM, coordinate measurement, error correction, processing

Bibliografia

  1. Raksiri C., Parnichkun M., Geometric and force errors compensation in a 3-axis CNC milling machine, “International Journal of Machine Tools & Manufacture”, 44/2004, 1283–1291.
  2. Ryu S.H., Chu C.N., The form error reduction in side wall machining using successive down and up milling, “International Journal of Machine Tools & Manufacture”, 45/2005, 1523–1530.
  3. Yang M.Y., Choi J.G., A tool deflection compensation system for end milling accuracy improvement, “ASME J. Manuf. Sci. Eng.”, 120/1998, 222–229.
  4. Lechniak Z., Werner A., Skalski K., Kędzior K., Methodology of the Off-line Software Compensation for Errors in the Machining Process on the CNC Machine Tool, “Journal of Material Processing Technology”, 73/1998, 42–48.
  5. Lo C.C., Hsiao C.Y., A method of tool path compensation for repeated machining process, “International Journal of Machine Tools & Manufacture”, 38/1998, 205–213.
  6. Cho M.W., Kim G.H., Seo T., Hong Y.C., Cheng H.H., Integrated machining error compensation method using OMM data and modified PNN algorithm, “International Journal of Machine Tools & Manufacture”, 46/2006, 1417–1427.
  7. Landon Y., Segonds S., Mousseigne M., Lagarrigue P., Correction of milling tool paths by tool positioning defect compensation, “Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: “Journal of Engineering Manufacture”, 217/2003, 1063–1073.
  8. Law K.M.Y., Geddam A., Error compensation in the end milling of pockets: a methodology, „J. Mater. Process. Technol.” 139/2003, 21–27.
  9. Ratchev S., Liu S., Becker A.A., Error compensation strategy in milling flexible thin walled parts, „J. Mater. Process. Technol.” 162–163/2005, 673–681.
  10. Chen W., Xue J., Tang D., Chen H., Qu S., Deformation prediction and error compensation in multilayer milling processes for thin-walled parts, “International Journal of Machine Tools & Manufacture”, 49/2009, 859–864.