[發(fā)明專利]PCB加工機(jī)床鑄鐵橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210301089.6
• 申請(qǐng)日: 2012-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN102819653A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳百強(qiáng);宋福民;雷鳴;高云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市大族激光科技股份有限公司;深圳市大族數(shù)控科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

1.一種PCB加工機(jī)床鑄鐵橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟a，根據(jù)長度、寬度、高度的預(yù)設(shè)值，建立橫梁模型；

步驟b，僅改變模型的寬度值，經(jīng)有限元仿真，得到橫梁的結(jié)構(gòu)性能與寬度值的變化關(guān)系：橫梁變寬時(shí)，橫梁前后方向剛度增加，模態(tài)頻率提高，綜合變形減小，橫梁質(zhì)量增大，當(dāng)模態(tài)頻率提高到最大值且綜合變形減小到最小值時(shí)，隨著橫梁質(zhì)量增大，模態(tài)頻率降低，橫梁上下方向變形增大；

步驟c，僅改變模型的高度值，經(jīng)有限元仿真，得到橫梁的結(jié)構(gòu)性能與高度值的變化關(guān)系：橫梁變高時(shí)，上下方向剛度增加，模態(tài)頻率提高，綜合變形減小，但橫梁質(zhì)量增大，當(dāng)模態(tài)頻率提高到最大值且綜合變形減小到最小值時(shí)，隨著橫梁質(zhì)量增大，橫梁上下及前后方向變形增大；

步驟d，根據(jù)橫梁的結(jié)構(gòu)性能與寬度值、高度值的變化關(guān)系及制作成本，確定最優(yōu)寬度值及最優(yōu)高度值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB加工機(jī)床鑄鐵橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟d之后，還包括以下步驟：

步驟e，將所述橫梁模型分割為上板、下板、前板、背板、墩子及內(nèi)部六塊區(qū)域；

步驟f，在最優(yōu)寬度值、最優(yōu)高度值、長度預(yù)設(shè)值及上板、下板、前板、背板及墩子的預(yù)設(shè)值不變的條件下，在橫梁模型內(nèi)部設(shè)定不同的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，經(jīng)有限元仿真，得到不同加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)下橫梁的結(jié)構(gòu)性能；

步驟g，根據(jù)不同加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)下橫梁的結(jié)構(gòu)性能，確定最優(yōu)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PCB加工機(jī)床鑄鐵橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟g之后，還包括以下步驟：

步驟h，在最優(yōu)寬度值、最優(yōu)高度值、最優(yōu)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、長度預(yù)設(shè)值及下板、前板、背板及墩子的預(yù)設(shè)值不變的條件下，僅改變模型中上板的厚度值，經(jīng)有限元仿真，得到橫梁的結(jié)構(gòu)性能與上板厚度值的變化關(guān)系：上板厚度值增加時(shí)，橫梁的抗扭能力增強(qiáng)，橫梁上導(dǎo)軌的前后變形變小；

步驟i，根據(jù)橫梁的結(jié)構(gòu)性能與上板厚度值的變化關(guān)系及制作成本，確定最優(yōu)上板厚度值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PCB加工機(jī)床鑄鐵橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟i之后，還包括以下步驟：

步驟j，在最優(yōu)寬度值、最優(yōu)高度值、最優(yōu)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、最優(yōu)上板厚度值、長度預(yù)設(shè)值及前板、背板、墩子的預(yù)設(shè)值不變的條件下，僅改變模型下板的厚度值，經(jīng)有限元仿真，得到橫梁的結(jié)構(gòu)性能與下板厚度值的變化關(guān)系：下板厚度值增加時(shí)，橫梁的抗扭能力增強(qiáng)，橫梁下導(dǎo)軌的前后變形變小；

步驟k，根據(jù)橫梁的結(jié)構(gòu)性能與下板厚度值的變化關(guān)系及制作成本，確定最優(yōu)下板厚度值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的PCB加工機(jī)床鑄鐵橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟k之后，還包括以下步驟：

步驟l，在最優(yōu)寬度值、最優(yōu)高度值、最優(yōu)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、最優(yōu)上板、下板厚度值、長度預(yù)設(shè)值及背板、墩子的預(yù)設(shè)值不變的條件下，僅改變模型前板的厚度值，經(jīng)有限元仿真，得到橫梁的結(jié)構(gòu)性能與前板厚度值的變化關(guān)系：前板厚度增加時(shí)，橫梁的變形減小，抗扭能力增強(qiáng)；

步驟m，根據(jù)橫梁的結(jié)構(gòu)性能與前板厚度值的變化關(guān)系及制作成本，確定最優(yōu)前板厚度值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的PCB加工機(jī)床鑄鐵橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟m之后，還包括以下步驟：

步驟n，在最優(yōu)寬度值、最優(yōu)高度值、最優(yōu)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、最優(yōu)上板、下板、前板厚度值、長度預(yù)設(shè)值及墩子的預(yù)設(shè)值不變的條件下，僅改變模型背板的厚度值，經(jīng)有限元仿真，得到橫梁的結(jié)構(gòu)性能與背板厚度值的變化關(guān)系：背板厚度增加時(shí)，橫梁的變形減小，抗扭能力增強(qiáng)；

步驟o，根據(jù)橫梁的結(jié)構(gòu)性能與背板厚度值的變化關(guān)系及制作成本，確定最優(yōu)背板厚度值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的PCB加工機(jī)床鑄鐵橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟o之后，還包括以下步驟：

步驟p，在最優(yōu)寬度值、最優(yōu)高度值、最優(yōu)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、最優(yōu)上板、下板、前板、背板厚度值、長度值預(yù)設(shè)值不變的條件下，僅改變墩子的結(jié)構(gòu)，經(jīng)有限元仿真，得到墩子在不同結(jié)構(gòu)下橫梁的結(jié)構(gòu)性能；

步驟q，根據(jù)墩子在不同結(jié)構(gòu)下橫梁的結(jié)構(gòu)性能及制作成本，得確定最優(yōu)墩子結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的PCB加工機(jī)床鑄鐵橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述有限元仿真的具體步驟為：

定義模型材質(zhì)；

定義邊界條件及模型所需加載的力；

將模型劃分為多個(gè)單元網(wǎng)格；

對(duì)各個(gè)單元網(wǎng)格建立力學(xué)方程，求解并綜合得到模型的結(jié)構(gòu)性能。