5. Phương pháp nghiên cứu
2.5 Kế hoạch bù sai số nhiệt dựa trên sự phân tích chu trình nhiệt
2.5.1 Giới thiệu.
Sự chính xác kích thước của sản phẩm được gia công là phụ thuộc lớn vào lượng sai số của máy công cụ. Sai số hình học và động lực, sai số nhiệt là những nguyên nhân chính mà cản trở sự chính xác. Cùng với sự cải thiện độ chính xác của máy, sai số nhiệt hiện tại trở thành quan trọng hơn trong sựđóng góp của chúng tới tổng sai số. Nhiệt được sinh ra bởi di chuyển các trục và quá trình gia công tạo ra độ
dốc trong cấu trúc máy, dẫn tới sự giãn dài và uốn của các thành phần máy mà cơ
bản làm giảm độ chính xác máy.
Bù sai số nhiệt là một trong những kỹ thuật được ứng dụng rộng rãi để giảm sai số nhiệt là vì lợi nhuận và tính khả thi. Thông thường, cảm biến nhiệt được đặt tại một số vị trí trên máy và một mô hình sau đó được xác định để tính toán biến dạng nhiệt từ sốđo nhiệt này. Sựđánh giá cơ khí và thử nghiệm sai số giữ một phần quan trọng trong sự quyết định số lượng và vị trí của cảm biến. Ngoài ra, mô hình diễn tả mối quan hệ giữa nhiệt độ và biến dạng nhiệt luôn luôn được tìm thấy do kinh nghiệm mà có thể phải giải quyết tốt với điều kiện truyền động, nhưng nói chung không thể tạo sự dựđoán chính xác dưới điều kiện hoạt động mà chưa từng trải nghiệm. Để cải thiện điều kiện khả thi và sựổn định của mô hình sai số, những phương pháp thống kê và phương pháp tạo mô hình thay đổi sau đó được sử dụng. Tuy nhiên, khi được tổng hợp ( bởi Ni 1997), xác định vị trí cảm biến tối ưu nhất, giai đoạn miêu tả dài dòng và tạo mô hình sai số nhiệt ổn định vẫn còn là trở ngại chính, hạn chế sự mở rộng ứng dụng hơn nữa của kĩ thuật bù sai số nhiệt.
Để giải quyết những vấn đề trở ngại trên, mối quan hệ tĩnh học - nhiệt phải
được nghiên cứu một cách cẩn thận, tỷ mỷ, do đó đạt được sự thấu hiểu thiết yếu trong máy và cung cấp về mặt lý thuyết những giải pháp có tiềm năng tới những mô
hình theo kinh nghiệm dựa vào phương pháp bù sai số nhiệt. Trong phần này phân tích phương pháp cải tiến nhiệt đã được đề xuất cho tạo mô hình sai số nhiệt. Biến dạng nhiệt trong máy được đánh giá để được chi phối bởi số lượng nhỏ mô hình nhiệt chiếm ưu thế. Cảm biến nhiệt sau đó được đặt để đạt được mô hình có ưu thế
hơn này, và những mô hình sai số nhiệt được tìm ra bởi hồi qui đường thẳng đểđảm bảo sự vững chắc trong phạm vi ngoại suy và tần số nhạy.
Mặc dù tính hiệu quả của sự phân tích phương pháp đã được chứng minh qua những bộ phận máy đơn giản, một bộ máy công cụ bao gồm một vài bộ phận là quá phức tạp để đối phó. Ngoài ra, cách hoạt động nhiệt tĩnh học của máy công cụ là khá tinh tế , sự giả định của tiếp xúc nhiệt hoàn hảo hay cô lập là luôn luôn không
đầy đủ. Ngoài ra, sự tiếp cận của máy có hình dáng dễ thay đổi mà được thiết kế
cho sự thay đổi nhanh trong sản lượng và nhu cầu thị trường, yêu cầu sự đặc trưng như sựđiều chỉnh, sự lắp lẫn .v.v.nhưng vẫn mang lại lợi nhuận cho hệ thống bù sai số nhiệt.
Trong phần này, một sự phân tích vòng lặp nhiệt được đề xuất cho ứng dụng của tạo mô hình sai số nhiệt và bù sai số toàn bộ máy. Một phương pháp luận hệ
thống được phát triển để xác định số lượng sai số thể tích thông qua sự phân tích và lắp ráp của máy. Phương pháp này có thể được thực hiện thêm hơn nữa tới máy 5 trục để bù cho sai số nhiệt, do vậy tăng cường đáng kể cho sự chính xác máy.