[发明专利]一种激光切割机床的结构设计方法

摘要

本发明公开一种激光切割机床的结构设计方法，机床包括切割头和多个结构件，该方法包括根据机床的设计方案，多个结构件从所述切割头处按照顺序开始标记和定义；逐个增加结构件建立多个模态分析有限元模型，并根据有限元分析计算得到每个模态分析有限元模型在切割头X方向摆动的模态频率值fn1以及在切割头Y方向摆动的模态频率值fn2；根据公式分别计算递减率vn1及递减率vn2，根据递减率vn1和递减率vn2判定每个结构件性能的强弱以及每个结构件在X方向和Y方向的强弱；分别对性能较弱的结构件以及结构件中较弱的方向进行改进。通过在设计激光切割机床阶段找出性能较弱的结构件及结构件中的弱点方向作为改进结构件的判据，从而能够达到提高整机的动态性能。

主权项

一种激光切割机床的结构设计方法，其特征在于，所述机床包括切割头和多个结构件，假定多个结构件分别为结构件P1，结构件P2…结构件Pn,其中，2≤n≤4；所述方法包括以下步骤：步骤a.根据所述机床的设计方案，所述多个结构件从所述切割头处按照顺序开始标记和定义，假定结构件P1为与所述切割头直接固联的结构件，结构件Pn为与地面直接固联的结构件；步骤b.逐个增加结构件建立多个模态分析有限元模型，并根据有限元分析计算得到每个模态分析有限元模型在所述切割头X方向摆动的模态频率值fn1以及在所述切割头Y方向摆动的模态频率值fn2,假定多个模态分析有限元模型分别为模态分析有限元模型M1,模态分析有限元模型M2…模态分析有限元模型Mn；步骤c.根据下述公式1和公式2分别计算在所述切割头X方向摆动的模态频率值fn1所对应的递减率vn1以及在所述切割头Y方向摆动的模态频率值fn2所对应的递减率vn2，其中，公式1：vn1＝(f(n‑1)1‑fn1)/f(n‑1)1，公式2：vn2＝(f(n‑1)2‑fn2)/f(n‑1)2；步骤d.根据递减率vn1和递减率vn2判定每个结构件性能的强弱以及每个结构件在所述切割头X方向和Y方向的强弱；步骤e.分别对性能较弱的结构件以及结构件中较弱的方向进行改进；其中，在步骤b中，建立切割头和连杆装配体的模态分析有限元模型M1具体包括以下步骤：步骤b10.将连杆的三维实体模型转换后导入有限元分析软件中，并且定义材料参数；步骤b11.连杆以实体形式建模，切割头以质量点建模；步骤b12.切割头和连杆之间建立刚性连接；步骤b13.在连杆和滑座的装配面上定义连杆的固定边界条件；步骤b14.根据有限元分析计算得到模态分析有限元模型M1在切割头X方向摆动的频率值f11以及在切割头Y方向摆动的频率值f12。