本發(fā)明涉及機(jī)床控制，尤其是指一種雙電主軸機(jī)床動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備和介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、雙主軸數(shù)控車床是一種高效的金屬加工設(shè)備，它具有兩個(gè)主軸，可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)工序，提高了加工效率，雙主軸數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床的一種，其特點(diǎn)是具有兩個(gè)單獨(dú)運(yùn)行的主軸。這意味著在同一時(shí)間內(nèi)可以進(jìn)行兩項(xiàng)不同的加工任務(wù)，從而大幅提高生產(chǎn)效率，與傳統(tǒng)的單主軸數(shù)控車床相比，雙主軸數(shù)控車床具有以下明顯優(yōu)勢，快速完成復(fù)雜零件加工。由于擁有兩個(gè)主軸，雙主軸數(shù)控車床可以在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多個(gè)工序，如鉆孔、鉸孔和車削等，從而大幅縮短加工周期，提高產(chǎn)能，高度自動(dòng)化。雙主軸數(shù)控車床采用電腦程序控制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工。操作員只需設(shè)置工藝參數(shù)，機(jī)床就能自動(dòng)執(zhí)行整個(gè)加工過程，提高了生產(chǎn)效率并降低了運(yùn)營成本，精度高，兩個(gè)主軸都具有高精度的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，可以保證加工零件的高精度要求，雙主軸數(shù)控車床還配備了自動(dòng)測量和補(bǔ)償系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在線檢測和糾正，從而提高了加工品質(zhì)。

2、雙電主軸機(jī)床在使用過程中，是將加工工件固定到工作臺(tái)面，隨后通過橫梁在機(jī)架上移動(dòng)，雙電主軸設(shè)備在橫梁上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四向的活動(dòng)，隨即雙電主軸設(shè)備即可對(duì)工件進(jìn)行切削加工，在此過程中，由于雙電主軸運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，加上機(jī)械移動(dòng)過程中的振動(dòng)，因此需要控制雙電主軸機(jī)床動(dòng)態(tài)振動(dòng)，而直接使用設(shè)備進(jìn)行物理檢驗(yàn)，存在機(jī)械的過渡損耗，增加動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制方法確定的成本，同時(shí)機(jī)床設(shè)備由于其體積較大，因此通過實(shí)機(jī)檢測制定控制方法，存在一定的誤差，不僅增加了試驗(yàn)成本，同時(shí)也不能保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中雙電主軸機(jī)床振動(dòng)控制成本較高且振動(dòng)控制準(zhǔn)確度較低的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙電主軸機(jī)床動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制方法，包括：

3、步驟s1：構(gòu)建雙電主軸機(jī)床的機(jī)架和橫梁的幾何模型，其中，所述橫梁設(shè)置于機(jī)架上并在機(jī)架上移動(dòng)；

4、步驟s2：在步驟s1的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相關(guān)組件的幾何模型，相關(guān)組件包括工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和加工主軸機(jī)構(gòu)，其中，所述工作臺(tái)固定于機(jī)架之間并用于承載工件；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)設(shè)置于橫梁上；所述加工主軸機(jī)構(gòu)固定于橫梁上，用于承載加工過程中的切削載荷；

5、步驟s3：將機(jī)架和橫梁的幾何模型裝配到一起，并將包括工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和加工主軸機(jī)構(gòu)的相關(guān)組件幾何模型進(jìn)行對(duì)應(yīng)裝配；

6、步驟s4：對(duì)裝配在一起的機(jī)架和橫梁的幾何模型設(shè)置材料屬性，得到具有材料屬性的雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型；

7、步驟s5：對(duì)所述具有材料屬性的雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；

8、步驟s6：對(duì)網(wǎng)格劃分后的雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型施加固定應(yīng)力約束，并對(duì)雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型活動(dòng)位置施加活動(dòng)應(yīng)力約束；

9、步驟s7：對(duì)步驟s6中的雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型進(jìn)行雙電主軸機(jī)床運(yùn)行的機(jī)械加載，構(gòu)建雙電主軸機(jī)床的不平衡度和工件允許剩余不平衡量，得到有限元分析結(jié)果；

10、步驟s8：根據(jù)所述有限元分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)雙電主軸機(jī)床動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s3在所有的裝配位置設(shè)置節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)包括固定節(jié)點(diǎn)和活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，用于模擬雙電主軸機(jī)床在實(shí)際運(yùn)行過程中的動(dòng)平衡情況。

12、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s6中對(duì)網(wǎng)格劃分后的雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型施加固定應(yīng)力約束，并對(duì)雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型活動(dòng)位置施加活動(dòng)應(yīng)力約束的方法為：

13、在對(duì)雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型的固定節(jié)點(diǎn)處施加固定應(yīng)力約束、在活動(dòng)節(jié)點(diǎn)處施加活動(dòng)應(yīng)力約束，用于限制雙電主軸機(jī)床節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的自由度，節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)包括節(jié)點(diǎn)位移和旋轉(zhuǎn)的一種或多種運(yùn)動(dòng)方式。

14、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s7中構(gòu)建雙電主軸機(jī)床的不平衡度和工件允許剩余不平衡量，得到有限元分析結(jié)果的方法為：

15、構(gòu)建雙電主軸機(jī)床的不平衡度，根據(jù)所述雙電主軸機(jī)床的不平衡度構(gòu)建雙電主軸機(jī)床的工件允許剩余不平衡量；

16、將所述雙電主軸機(jī)床的不平衡度和所述雙電主軸機(jī)床的工件允許剩余不平衡量進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，得到雙電主軸機(jī)床的動(dòng)平衡控制量，所述雙電主軸機(jī)床的動(dòng)平衡控制量為有限元分析結(jié)果。

17、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述雙電主軸機(jī)床的不平衡度的公式為：

18、

19、其中，ud為不平衡度，g為平衡精度等級(jí)，n為工件的工作轉(zhuǎn)速；

20、所述雙電主軸機(jī)床的工件允許剩余不平衡量的公式為：

21、

22、其中，aru為工件允許剩余不平衡量，w為工件重量，r為工件的旋轉(zhuǎn)半徑。

23、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s8中根據(jù)所述有限元分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)雙電主軸機(jī)床動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制，包括：

24、當(dāng)雙電主軸機(jī)床在運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)態(tài)振動(dòng)大于所能承受的最大不平衡度時(shí)，此時(shí)則代表動(dòng)態(tài)振動(dòng)過大，因此需要控制動(dòng)平衡，將動(dòng)平衡控制到小于工件允許剩余不平衡量的范圍內(nèi)，保證動(dòng)平衡穩(wěn)定；

25、動(dòng)平衡穩(wěn)定滿足：

26、力的平衡計(jì)算公式：f1+f2+fi+...+fn＝0，其中，fi表示雙電主軸機(jī)床受到的第i個(gè)外力；

27、力矩的平衡計(jì)算公式：m1+m2+mi+...+mn＝0，其中，mi表示雙電主軸機(jī)床的第i個(gè)力矩。

28、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s4中對(duì)裝配在一起的雙電主軸機(jī)床機(jī)架和橫梁設(shè)置材料屬性，包括將材料屬性定義為鋼材或合金鋼復(fù)合材料。

29、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙電主軸機(jī)床動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：

30、第一構(gòu)建模塊：用于構(gòu)建雙電主軸機(jī)床的機(jī)架和橫梁的幾何模型，其中，所述橫梁設(shè)置于機(jī)架上并在機(jī)架上移動(dòng)；

31、第二構(gòu)建模塊：用于在第一構(gòu)建模塊的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相關(guān)組件的幾何模型，相關(guān)組件包括工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和加工主軸機(jī)構(gòu)，其中，所述工作臺(tái)固定于機(jī)架之間并用于承載工件；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)設(shè)置于橫梁上；所述加工主軸機(jī)構(gòu)固定于橫梁上，用于承載加工過程中的切削載荷；

32、裝配模塊：用于將機(jī)架和橫梁的幾何模型裝配到一起，并將包括工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和加工主軸機(jī)構(gòu)的相關(guān)組件幾何模型進(jìn)行對(duì)應(yīng)裝配；

33、賦值模塊：用于對(duì)裝配在一起的機(jī)架和橫梁的幾何模型設(shè)置材料屬性，得到具有材料屬性的雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型；

34、網(wǎng)格劃分模塊：用于對(duì)所述具有材料屬性的雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；

35、施加約束模塊：用于對(duì)網(wǎng)格劃分后的雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型施加固定應(yīng)力約束，并對(duì)雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型活動(dòng)位置施加活動(dòng)應(yīng)力約束；

36、分析模塊：用于對(duì)施加約束模塊中的雙電主軸機(jī)床及其相關(guān)組件模型進(jìn)行雙電主軸機(jī)床運(yùn)行的機(jī)械加載，計(jì)算機(jī)架、橫梁、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和加工主軸機(jī)構(gòu)的振動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)形變，得到有限元分析結(jié)果；

37、振動(dòng)控制模塊：用于根據(jù)所述有限元分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)雙電主軸機(jī)床動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制。

38、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述雙電主軸機(jī)床動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制方法的步驟。

39、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上述雙電主軸機(jī)床動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制方法的步驟。

40、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

41、本發(fā)明通過有限元分析對(duì)機(jī)床的動(dòng)平衡進(jìn)行模擬測試，利用有限元分析能夠模擬各種幾何形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并得出其近似解，便于計(jì)算機(jī)編程，數(shù)學(xué)處理方便，適用于復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)，在雙電主軸機(jī)床的制作和測試之前發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，節(jié)省時(shí)間和金錢等特點(diǎn)，有助于確定雙電主軸機(jī)床動(dòng)平衡設(shè)計(jì)的弱點(diǎn)并進(jìn)行優(yōu)化，提高產(chǎn)品性能、安全性以及降低制造成本，能夠更好地為雙電主軸機(jī)床提供動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制的優(yōu)選方法，提升機(jī)床的動(dòng)平衡穩(wěn)定；

42、本發(fā)明通過有限元分析的方式對(duì)雙電主軸機(jī)床的動(dòng)態(tài)振動(dòng)進(jìn)行模擬，并將機(jī)床的部件材料進(jìn)行定義，使得機(jī)床的橫梁和機(jī)架的各項(xiàng)導(dǎo)熱、應(yīng)力、強(qiáng)度、密度和韌性保持一致，后續(xù)在對(duì)于雙電主軸機(jī)床的動(dòng)平衡模擬測試過程中，能夠保證機(jī)床的模擬準(zhǔn)確度，提升動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制的模擬分析準(zhǔn)確；

43、本發(fā)明利用有限元分析方法，并將機(jī)床組件的各個(gè)動(dòng)平衡連接節(jié)點(diǎn)設(shè)置成點(diǎn)面網(wǎng)格，當(dāng)有限元分析軟件，對(duì)機(jī)床施加實(shí)際運(yùn)行過程中產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，能夠更好地展現(xiàn)雙電主軸機(jī)床的動(dòng)平衡狀態(tài)，方便后續(xù)更好調(diào)節(jié)機(jī)床，達(dá)到更好的動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制需求，提升雙電主軸機(jī)床的穩(wěn)定使用。