[發(fā)明專(zhuān)利]一種激光切割機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410128590.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103942368B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)虹;范國(guó)成;肖俊君;陳根余;陳燚;高云峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 深圳市道臻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44360
• 代理人: 陳琳

1.一種激光切割機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述機(jī)床包括切割頭和多個(gè)結(jié)構(gòu)件，假定多個(gè)結(jié)構(gòu)件分別為結(jié)構(gòu)件P₁，結(jié)構(gòu)件P₂…結(jié)構(gòu)件P_n,其中，2≤n≤4；所述方法包括以下步驟：

步驟a.根據(jù)所述機(jī)床的設(shè)計(jì)方案，所述多個(gè)結(jié)構(gòu)件從所述切割頭處按照順序開(kāi)始標(biāo)記和定義，假定結(jié)構(gòu)件P₁為與所述切割頭直接固聯(lián)的結(jié)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)件P_n為與地面直接固聯(lián)的結(jié)構(gòu)件；

步驟b.逐個(gè)增加結(jié)構(gòu)件建立多個(gè)模態(tài)分析有限元模型，并根據(jù)有限元分析計(jì)算得到每個(gè)模態(tài)分析有限元模型在所述切割頭X方向擺動(dòng)的模態(tài)頻率值f_n1以及在所述切割頭Y方向擺動(dòng)的模態(tài)頻率值f_n2,假定多個(gè)模態(tài)分析有限元模型分別為模態(tài)分析有限元模型M₁,模態(tài)分析有限元模型M₂…模態(tài)分析有限元模型M_n；

步驟c.根據(jù)下述公式1和公式2分別計(jì)算在所述切割頭X方向擺動(dòng)的模態(tài)頻率值f_n1所對(duì)應(yīng)的遞減率v_n1以及在所述切割頭Y方向擺動(dòng)的模態(tài)頻率值f_n2所對(duì)應(yīng)的遞減率v_n2，其中，

公式1：v_n1＝(f_(n-1)1-f_n1)/f_(n-1)1，

公式2：v_n2＝(f_(n-1)2-f_n2)/f_(n-1)2；

步驟d.根據(jù)遞減率v_n1和遞減率v_n2判定每個(gè)結(jié)構(gòu)件性能的強(qiáng)弱以及每個(gè)結(jié)構(gòu)件在所述切割頭X方向和Y方向的強(qiáng)弱；

步驟e.分別對(duì)性能較弱的結(jié)構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)件中較弱的方向進(jìn)行改進(jìn)；其中，

在步驟b中，建立切割頭和連桿裝配體的模態(tài)分析有限元模型M₁具體包括以下步驟：

步驟b10.將連桿的三維實(shí)體模型轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入有限元分析軟件中，并且定義材料參數(shù)；

步驟b11.連桿以實(shí)體形式建模，切割頭以質(zhì)量點(diǎn)建模；

步驟b12.切割頭和連桿之間建立剛性連接；

步驟b13.在連桿和滑座的裝配面上定義連桿的固定邊界條件；

步驟b14.根據(jù)有限元分析計(jì)算得到模態(tài)分析有限元模型M₁在切割頭X方向擺動(dòng)的頻率值f₁₁以及在切割頭Y方向擺動(dòng)的頻率值f₁₂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟b中，在模態(tài)分析有限元模型M₁的基礎(chǔ)上建立切割頭、連桿和滑座裝配體的模態(tài)分析有限元模型M₂具體包括以下步驟：

步驟b20.將滑座的三維實(shí)體模型轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入有限元分析軟件中，并且定義材料參數(shù)；

步驟b21.滑座以實(shí)體形式建模；

步驟b22.在連桿和滑座之間建立剛性連接；

步驟b23.在滑座和橫梁的裝配面上定義滑座的固定邊界條件，取消上述步驟b13中連桿的固定邊界條件；

步驟b24.根據(jù)有限元分析計(jì)算得到模態(tài)分析有限元模型M₂在切割頭X方向擺動(dòng)的頻率值f₂₁以及在切割頭Y方向擺動(dòng)的頻率值f₂₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光切割機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟b中，在模態(tài)分析有限元模型M₂的基礎(chǔ)上建立切割頭、連桿、滑座和橫梁裝配體的模態(tài)分析有限元模型M₃具體包括以下步驟：

步驟b30.將橫梁的三維實(shí)體模型轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入有限元分析軟件中，并且定義材料參數(shù)；

步驟b31.橫梁以實(shí)體形式建模；

步驟b32.在滑座和橫梁之間建立剛性連接；

步驟b33.在橫梁和床身的裝配面上定義橫梁的固定邊界條件，取消上述步驟b23中滑座的固定邊界條件；

步驟b34.根據(jù)有限元分析計(jì)算得到模態(tài)分析有限元模型M₃在切割頭X方向擺動(dòng)的頻率值f₃₁以及在切割頭Y方向擺動(dòng)的頻率值f₃₂。