[发明专利]一种基于优化顺序的机床动态性能提升方法

说明书

根据本发明所涉及的一种基于优化顺序的机床动态性能提升方法，因为将机床转化为多个相互关联的部件，在每个受力部件上设置一个关键点并在获取关键点在受力下的空间矢量改变量，对关键点的空间矢量改变量进行分析，得到优化顺序，再按优化顺序依次对受力部件进行优化，最后将优化后的受力部件加工装配得到动态性能提升的机床。所以，本发明的基于优化顺序的机床动态性能提升方法通过在机床受力时中对机床中的每个受力部件进行受力分析再依次进行优化，属于一种混合建模的方法。不同于单一建模，本方法综合考虑了机床工作时部件间的约束对部件造成的影响，其相对单一建模的方法提升机床动态性能在精度和效率上更具优越性。

技术领域

本发明属于机床设备领域，具体涉及一种基于优化顺序的机床动态性能提升方法。

背景技术

目前在机床设备领域中，针对机床整机的动态性能优化主要是对单一部件进行结构修改。以往行业经验是对每一个机床大件的结构构型与特征尺寸进行单独的优化修改，为机床大件结构的动态性能设计提供了参考，属于针对单一部件建模的方法。而单一建模的方法在对部件动态性能的分析上无法将机床工作时整体部件间的约束对部件造成的影响考虑在内，因此通过单一部件建模的方法提升机床动态性能在精度和效率上都存在明显的限制与不足。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于优化顺序的机床动态性能提升方法，具有这样的特征，包括以下步骤：

步骤S1，根据机床工作时的结构受力特点将机床转化为整机上的多个受力部件；

步骤S2，对每个受力部件建立一个关键点；

步骤S3，对每个关键点建立三维坐标系，获取关键点在受力状态下空间坐标点的矢量改变量；

步骤S4，对每个受力部件的关键点的空间坐标点的矢量改变量从大到小进行排序，得到优化顺序；

步骤S5，按优化顺序依次对每个受力部件在整机装配状态约束条件下进行优化得到优化受力部件；

步骤S6，将优化受力部件进行加工装配，得到动态性能提升的机床，

其中，步骤S5包括以下子步骤：

步骤S5-1，按优化顺序选取准备进行优化的受力部件；

步骤S5-2，在受力部件上设置多个测试点，根据该测试点的在受力部件上的分布将受力部件简化为受力结构体；

步骤S5-3，将多个测试点代入灵敏度公式进行受力结构体的灵敏度计算，

刚度灵敏度公式为：

质量灵敏度公式为：

ω_r为机床第r阶固有频率；φ_ir和φ_jr分别为机床第r阶固有频率中的测试点i和测试点j的振型向量，k_ij为机床测试点i与测试点j之间的结构刚度；m_ij为机床测试点i与测试点j之间的质量；

步骤S5-4，通过灵敏度计算得到相关的按的数值从大到小进行排序，得到刚度敏感数组及质量敏感数组；

步骤S5-5，按刚度敏感数组的顺序依次增强对应结构刚度k_ij，得到刚度改善部件；

步骤S5-6，将刚度改善部件按质量敏感数组的顺序依次减少对应结构质量m_ij，得到优化部件；

步骤S5-7，重复步骤S5-1～S5-6，直至每个受力部件都被优化成优化受力部件。