[發明專利]一種基于優化順序的機床動態性能提升方法

有效

• 申請號: 201811622565.8
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109634122B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 李天箭;丁曉紅;吳晨帆
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

根據本發明所涉及的一種基于優化順序的機床動態性能提升方法，因為將機床轉化為多個相互關聯的部件，在每個受力部件上設置一個關鍵點并在獲取關鍵點在受力下的空間矢量改變量，對關鍵點的空間矢量改變量進行分析，得到優化順序，再按優化順序依次對受力部件進行優化，最后將優化后的受力部件加工裝配得到動態性能提升的機床。所以，本發明的基于優化順序的機床動態性能提升方法通過在機床受力時中對機床中的每個受力部件進行受力分析再依次進行優化，屬于一種混合建模的方法。不同于單一建模，本方法綜合考慮了機床工作時部件間的約束對部件造成的影響，其相對單一建模的方法提升機床動態性能在精度和效率上更具優越性。

技術領域

本發明屬于機床設備領域，具體涉及一種基于優化順序的機床動態性能提升方法。

背景技術

目前在機床設備領域中，針對機床整機的動態性能優化主要是對單一部件進行結構修改。以往行業經驗是對每一個機床大件的結構構型與特征尺寸進行單獨的優化修改，為機床大件結構的動態性能設計提供了參考，屬于針對單一部件建模的方法。而單一建模的方法在對部件動態性能的分析上無法將機床工作時整體部件間的約束對部件造成的影響考慮在內，因此通過單一部件建模的方法提升機床動態性能在精度和效率上都存在明顯的限制與不足。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種基于優化順序的機床動態性能提升方法，具有這樣的特征，包括以下步驟：

步驟S1，根據機床工作時的結構受力特點將機床轉化為整機上的多個受力部件；

步驟S2，對每個受力部件建立一個關鍵點；

步驟S3，對每個關鍵點建立三維坐標系，獲取關鍵點在受力狀態下空間坐標點的矢量改變量；

步驟S4，對每個受力部件的關鍵點的空間坐標點的矢量改變量從大到小進行排序，得到優化順序；

步驟S5，按優化順序依次對每個受力部件在整機裝配狀態約束條件下進行優化得到優化受力部件；

步驟S6，將優化受力部件進行加工裝配，得到動態性能提升的機床，

其中，步驟S5包括以下子步驟：

步驟S5-1，按優化順序選取準備進行優化的受力部件；

步驟S5-2，在受力部件上設置多個測試點，根據該測試點的在受力部件上的分布將受力部件簡化為受力結構體；

步驟S5-3，將多個測試點代入靈敏度公式進行受力結構體的靈敏度計算，

剛度靈敏度公式為：

質量靈敏度公式為：

ω_r為機床第r階固有頻率；φ_ir和φ_jr分別為機床第r階固有頻率中的測試點i和測試點j的振型向量，k_ij為機床測試點i與測試點j之間的結構剛度；m_ij為機床測試點i與測試點j之間的質量；

步驟S5-4，通過靈敏度計算得到相關的按的數值從大到小進行排序，得到剛度敏感數組及質量敏感數組；

步驟S5-5，按剛度敏感數組的順序依次增強對應結構剛度k_ij，得到剛度改善部件；

步驟S5-6，將剛度改善部件按質量敏感數組的順序依次減少對應結構質量m_ij，得到優化部件；

步驟S5-7，重復步驟S5-1～S5-6，直至每個受力部件都被優化成優化受力部件。