[發(fā)明專利]基于機床不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)的數(shù)控機床頻響函數(shù)獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410181574.3
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103970066B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李斌;毛新勇;羅博;閆睿智;蔡輝;張譯寒;劉響求;潘大為;彭芳瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 廖盈春

1.一種基于機床不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)的數(shù)控機床頻響函數(shù)獲取方法，通過改變機床可移動部件的位置使機床結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生變化，利用機床不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)的工作模態(tài)參數(shù)計算各階模態(tài)振型的標定因子，然后合成機床在不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的頻響函數(shù)，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

(1)將整個機床劃分為兩大部件，包括固定部件和可動部件，其中可動部件是機床中可通過程序控制位置的可移動部件，固定部件是機床中不可移動的部件；

(2)獲得機床可動部件在第一位置時結(jié)構(gòu)狀態(tài)的工作模態(tài)參數(shù)；

(3)獲得機床可動部件在第二位置時結(jié)構(gòu)狀態(tài)的工作模態(tài)參數(shù)；

(4)利用步驟(2)和步驟(3)獲得的工作模態(tài)參數(shù)先計算得出模態(tài)標定因子，后結(jié)合頻響函數(shù)的模態(tài)表達式分別合成可動部件在第一位置和第二位置時機床結(jié)構(gòu)狀態(tài)的頻響函數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)包括以下子步驟：

(2-1)控制機床可動部件移動到第一位置，然后對機床實施激勵，通過加速度傳感器測量機床的振動響應；

(2-2)通過機床的振動響應信號辨識出可動部件在第一位置時機床的工作模態(tài)參數(shù)，包括固有頻率ω_r、阻尼比ζ_r和未標定的模態(tài)振型向量η_r。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)包括以下子步驟：

(3-1)控制機床可動部件移動到第二位置，然后對機床實施激勵，通過加速度傳感器測量機床的振動響應；

(3-2)通過機床的振動響應信號辨識出可動部件在第二位置時機床的工作模態(tài)數(shù)，包括固有頻率ω_r′、阻尼比ζ_r’和未標定的模態(tài)振型向量η_r′。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述基于機床不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)的數(shù)控機床頻響函數(shù)獲取方法，所述的激勵為空運行自激勵和切削自激勵。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的方法，所述步驟(4)中，所述可動部件在第一位置時機床結(jié)構(gòu)狀態(tài)的頻響函數(shù)[H₁(ω)]采用以下公式計算：

[H1(ω)]=Σr-1nαr2ηrηrTωr2-ω2+i2ζrωrω]]>

式中，[H₁(ω)]表示所述可動部件在第一位置時機床結(jié)構(gòu)狀態(tài)的頻響函數(shù)，a_r為所述機床結(jié)構(gòu)狀態(tài)的模態(tài)標定因子，r為第r階模態(tài)，n為共有n階模態(tài)，ω_r表示可動部件在第一位置時機床固有頻率，ζ_r表示可動部件在第一位置時機床阻尼比，η_r表示可動部件在第一位置時未標定的模態(tài)振型向量，T表示對向量進行的轉(zhuǎn)置，i為復數(shù)。