[發明專利]氣膜等效仿真方法

在審

• 申請號: 202210762225.5
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115081226A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 楊晨;衛茹;李寧;翟學濤;楊朝輝
• 申請（專利權）人: 深圳市大族數控科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/04;G06F119/08;G06F119/14;G06F113/08
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

本發明涉及一種氣膜等效仿真方法。該方法包括：在工作臺模型朝向氣膜一側的空間中選取第一支撐點，將工作臺模型網格化為工作臺仿真模型，并在工作臺仿真模型的與氣膜相對應的區域中創建第二支撐點；對工作臺仿真模型施加預設約束并施加預設驅動，并獲得第二支撐點的運動曲線；將第二支撐點運動曲線作為第一支撐點驅動曲線；在第一支撐點和第二支撐點之間創建彈簧單元。在第一支撐點和第二支撐點之間創建彈簧單元，并將獲得第二支撐點的運動曲線作為第一支撐點的驅動曲線，使得彈簧單元的兩端點同步運動，從而模擬出氣腳支撐結構完全跟隨工作臺運動的狀態，進而通過彈簧單元準確模擬氣腳支撐結構，簡化了建模難度，提高了分析的效率和準確性。

技術領域

本發明涉及動力學仿真技術領域，特別是涉及氣膜等效仿真方法。

背景技術

傳統的機械加工平臺使用導軌導向方式，通常將兩側導軌轉換成氣腳支撐結構能夠實現提高定位精度、降低成本、降低工作臺熱應力等效果，在對其進行的仿真分析中，常見的分析目的有觀察臺面的動態變形、運動狀態改變時的臺面偏擺、振動衰減等特性，因此至少需要保留臺面的柔性體特性，然而氣腳支撐結構實際上是通過氣膜實現支撐，如果嚴格按照實際支撐方式來進行仿真模型創建，除了需要建立氣腳支撐件，還需要建立極小厚度的、開放流體域的氣膜模型，實際應用場景中，發明人發現，氣膜仿真模型太過復雜，仿真難度高。

發明內容

基于此，有必要針對氣膜仿真模型太過復雜，仿真難度高的技術問題，提供一種氣膜等效仿真方法。

一種氣膜等效仿真方法，用于對通過氣膜支撐的工作臺進行仿真，包括如下步驟：

在工作臺模型朝向氣膜一側的空間中選取第一支撐點，將工作臺模型網格化為工作臺仿真模型，并在工作臺仿真模型的與氣膜相對應的區域中創建第二支撐點；

對工作臺仿真模型施加預設約束并施加預設驅動，并獲得第二支撐點的運動曲線；

將第二支撐點的運動曲線作為第一支撐點的驅動曲線；

在第一支撐點和第二支撐點之間創建彈簧單元。

在其中一個實施例中，在工作臺模型朝向氣膜一側的空間中選取第一支撐點，的步驟具體包括：

在工作臺模型朝向氣膜一側的空間中創建支撐部件；

將支撐部件的質心選取為第一支撐點。

在其中一個實施例中，支撐部件的質心與工作臺模型朝向氣膜一側的表面的距離，與工作臺被氣膜支撐于床身時，工作臺朝向床身的一側的表面與床身朝向工作臺一側的表面之間的距離相等。

在其中一個實施例中，在將第二支撐點的運動曲線作為第一支撐點的驅動曲線之前，氣膜等效仿真方法還包括：

將支撐部件網格化為支撐部件仿真模型。

在其中一個實施例中，在將支撐部件網格化為支撐部件仿真模型和將第二支撐點的運動曲線作為第一支撐點的驅動曲線之間，氣膜等效仿真方法還包括：

對支撐部件仿真模型施加第一移動副，以使支撐部件仿真模型只有在與工作臺的臺面平行的平面上的平動自由度。

在其中一個實施例中，彈簧單元的延伸方向與氣膜的厚度方向相同。

在其中一個實施例中，獲得第二支撐點的運動曲線；將第二支撐點的運動曲線作為第一支撐點的驅動曲線，的步驟具體包括：

獲得第二支撐點的位置，將第二支撐點的位置相對于時間的函數作為第二支撐點的運動曲線；

調整工作臺仿真模型的驅動曲線的時間間隔，直至第一支撐點和第二支撐點的位置的偏差值小于預設閾值，其中第一支撐點的驅動曲線的時間間隔與工作臺仿真模型驅動曲線的時間間隔相同。