[發(fā)明專利]一種基于模塊化的數(shù)控臥式車床設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010436906.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN111625978B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 庫祥臣;趙楊;蘇春堂;李雪曉;徐金波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06T17/00;G06F17/16
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王海龍

一種基于模塊化的數(shù)控臥式車床設(shè)計(jì)方法，具體方法為：步驟一、基于層次分析法和譜系聚類算法的數(shù)控車床模塊劃分；步驟二、多個(gè)功能模塊的三維模型建立，采用配套選擇接口算法對(duì)功能模塊間的接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并建立數(shù)據(jù)庫；步驟三、模塊的編碼系統(tǒng)研究，根據(jù)客戶需求從模塊庫中選擇滿足要求的模塊并實(shí)現(xiàn)模塊自動(dòng)裝配；步驟四、基于ANSYS進(jìn)行步驟二中多個(gè)功能模塊和整機(jī)的靜、動(dòng)態(tài)特性分析；步驟五，根據(jù)步驟四的計(jì)算結(jié)果，判斷配置方案是否滿足加工精度和穩(wěn)定性要求，若是，則輸出滿足要求的配置方案，若否，則返回步驟三。通過模塊化設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合使得機(jī)床設(shè)計(jì)周期大大縮短，提高了生產(chǎn)效率并保證了生產(chǎn)質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)床設(shè)計(jì)領(lǐng)域，主要涉及一種基于模塊化的數(shù)控臥式車床設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

從普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床，是機(jī)床在傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)方面的一次飛躍，與此相適應(yīng)，數(shù)控機(jī)床在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也必然要求有新的設(shè)計(jì)方法和理論來指導(dǎo)。機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)是在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能條件下不同性能規(guī)格的產(chǎn)品，在對(duì)其進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列的功能模塊，通過對(duì)模塊的選擇與組合，可以構(gòu)成不同種類的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)不同需求的一種設(shè)計(jì)手段。但目前的模塊化一般都是針對(duì)于信息和數(shù)據(jù)的管理，并沒有涉及到模塊與整機(jī)靜、動(dòng)態(tài)性能的分析和評(píng)價(jià)，所以應(yīng)該在機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中使用模塊化設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于模塊化的數(shù)控臥式車床設(shè)計(jì)方法，其能夠根據(jù)客戶需求來快速實(shí)現(xiàn)響應(yīng)其需求的規(guī)格和性能產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種基于模塊化的數(shù)控臥式車床設(shè)計(jì)方法，具體包括以下步驟：

步驟一、基于層次分析法和譜系聚類算法的數(shù)控車床模塊劃分；

步驟二、多個(gè)功能模塊的三維模型建立，采用配套選擇接口算法對(duì)功能模塊間的接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并建立數(shù)據(jù)庫；

步驟三、模塊的編碼系統(tǒng)研究，根據(jù)客戶需求從模塊庫中選擇滿足要求的模塊并實(shí)現(xiàn)模塊自動(dòng)裝配；

步驟四、基于ANSYS進(jìn)行步驟二中多個(gè)功能模塊和整機(jī)的靜、動(dòng)態(tài)特性分析；

步驟五，根據(jù)步驟四的計(jì)算結(jié)果，判斷配置方案是否滿足加工精度和穩(wěn)定性要求，若是，則輸出滿足要求的配置方案，若否，則返回步驟三。

進(jìn)一步優(yōu)化，步驟一中所述基于層次分析法和譜系聚類算法的數(shù)控車床模塊劃分具體方法為：首先對(duì)機(jī)床的功能進(jìn)行分解，分解成一系列易于實(shí)現(xiàn)的子功能，然后采用譜系聚類法進(jìn)行子功能聚類分析；采用層次分析法將數(shù)控機(jī)床各功能元按特定的關(guān)系進(jìn)行分組，形成一個(gè)有序的層次狀結(jié)構(gòu)的矩陣，通過對(duì)各個(gè)相關(guān)性兩兩進(jìn)行比較，來確定每一層次中各個(gè)因素的重要性。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述步驟一種層次分析法和譜系聚類法具體的計(jì)算步驟如下：

(1)對(duì)指標(biāo)體系中某一層次中的m項(xiàng)指標(biāo)之間相對(duì)的重要性進(jìn)行兩兩比較和判斷，形成判斷矩陣

其中，a_ij(i，j＝1，2，...，m)是2個(gè)指標(biāo)進(jìn)行比較的相對(duì)重要度，m表示指標(biāo)數(shù)，n表示各個(gè)功能元彼此之間的相關(guān)性，A是判斷矩陣，a₁₁、a_1n、a_m1、a_mn均為判斷矩陣A的元素；

(2)計(jì)算出A的特征向量d_i，并根據(jù)d_i計(jì)算得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值：

其中，i和j代表不同的兩個(gè)指標(biāo)，_aij(i，j＝1，2，...，m)為兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行比較的相對(duì)重要度，w_i是由特征向量得到的各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值；