一种分块建模和实验参数辨识的摆角铣头整机建模方法技术

本发明专利技术公开了属于建模技术领域的一种分块建模和实验参数辨识的摆角铣头整机建模方法。所述方法依据摆头的结构和结合面分布，确定模块划分，模块之间以结合面、轴承等非固结连接结构为分界，建立等效的动力学模型，求解动力学方程。然后，根据划分的模块对机床进行拆分，分别对这些模块进行激励实验，采集频响函数，建立对应模块的有限元模型，通过优化算法搜索到能使频响函数的理论值与实测值误差最小的结合面参数，将搜索到的结合面参数附加到各模块的有限元模型中。最后将各模块的有限元模型整合成摆头整机的模型，求解末端频响函数，并与实测频响函数对照，验证模型的可靠性与该建模方法的可行性。

【技术实现步骤摘要】
一种分块建模和实验参数辨识的摆角铣头整机建模方法
本专利技术属于建模
，尤其涉及一种分块建模和实验参数辨识的摆角铣头整机建模方法。
技术介绍
摆角铣头(简称：摆头)是多轴联动数控机床上的核心部件，摆角铣头内部结构复杂、载荷条件多样，还有多个运动位姿，给研究和设计工作带来了很大的难度，但由于摆角铣头的精度基本上直接决定了加工的精度，因此也是一个难以避过的研究重点。有效、准确的机床的整机建模对机床的特性研究、结构优化有重大的意义，但是由于机床结构复杂、结合面众多，因此机床的整机建模也存在着建模工作量大、参数多、结果难以验证的困难。有限元法是当下研究结构动静态特性最有效、最简便的方法，近些年我国有大量关于有限元建模的研究，针对机床动态特性的基础性研究主要集中于以下几个方面：关键部件的动态特性分析(例如机床的刀具尖点)、结构大件的有限元分析(机床横梁、主轴箱)、结合面动态特性与动态参数获取(立柱-主轴结合面)、伺服进给单元动态特性分析等。关于有限元整机建模方向，总的来说仍存在三方面的问题：(1)基础研究还不充分：国外对建模的研究是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分块建模和实验参数辨识的摆角铣头整机建模方法，其特征在于，包括：/n1)将摆角铣头整机进行模块划分，并分别建立有限元模型；/n2)根据划分的模块对摆角铣头进行拆分，分别对拆分的模块进行激励实验，得到频响函数；/n3)根据实验参数拟合得到各模块有限元模型，整合成摆角铣头整机的模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种分块建模和实验参数辨识的摆角铣头整机建模方法，其特征在于，包括：
1)将摆角铣头整机进行模块划分，并分别建立有限元模型；
2)根据划分的模块对摆角铣头进行拆分，分别对拆分的模块进行激励实验，得到频响函数；
3)根据实验参数拟合得到各模块有限元模型，整合成摆角铣头整机的模型。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实验参数包括通过优化算法搜索得到频响函数的理论值与实测值误差最小时的结合面参数，将其附加到各模块的有限元模型中。


3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述模块划分的依据是以非固结连接结构为分界；所述非固结连接结构包括结构间结合面、轴承。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘成颖，杨哲，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11