專利名稱：一種電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化 方法。
背景技術(shù)：
優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種新型的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，它以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本 為宗旨。
目前，電子裝備的高速、高精度化的實(shí)現(xiàn)是由CNC控制、系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、 進(jìn)給驅(qū)動及其它輔助部分如排屑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)裝置等共同來完成的。其中關(guān) 鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)如滑塊的連接剛度與阻尼，聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)剛度與扭轉(zhuǎn)阻尼、螺母座 連接剛度與阻尼等的匹配選取對系統(tǒng)的動態(tài)精度影響很大。
對于高精高速電子裝備設(shè)計(jì)中各結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化匹配問題，傳統(tǒng)的作法是 按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算選取，但是這種方法操作麻煩，精確度不高。
因此，需要一種方便、易于實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法， 旨在解決高精高速電子裝備結(jié)構(gòu)參數(shù)如何優(yōu)化匹配的難題。
本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法， 包括以下步驟
步驟A、對電子裝備進(jìn)行三維建^t;
步驟B、基于所建立的三維模型分別建立所述電子裝備的多剛體動力學(xué)模型和剛?cè)狁詈隙囿w模型；
步驟C、采用虛擬樣機(jī)方法得到所述電子裝備的動態(tài)誤差；
步驟D、以動態(tài)誤差最小為目標(biāo)對所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
其中，在步驟C后還包括確定所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)； 步驟D中對運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化具體是對所確定的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參 數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括在所述步驟B中，采用笛卡爾方法 建立多剛體動力學(xué)模型。
本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括在所述步驟B中，建立多剛體動力 學(xué)模型包括以下步驟確定所述模型各物體的拓樸結(jié)構(gòu)；設(shè)置所述模型的物體 運(yùn)動約束和設(shè)置載荷。
本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括在所述步驟B中，建立剛?cè)狁詈隙?體模型包括以下步驟確定所述模型各物體拓樸結(jié)構(gòu)、設(shè)置所述模型的物體運(yùn) 動約束、設(shè)置載荷、接觸模型和接合部柔性處理。
本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括所述步驟C包括以下步驟驅(qū)動所 述多剛體動力學(xué)才莫型和剛?cè)狁詈隙囿w模型；分別測量多剛體動力學(xué)模型上參考 點(diǎn)(MarkerA)位移曲線和剛?cè)狁詈隙囿w模型參考上同一參考點(diǎn)(MarkerB )的 位移曲線；通過上述兩位移曲線之差得到所述電子裝備的動態(tài)誤差。
本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括所述確定所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu) 關(guān)鍵性能參數(shù)包4舌建立設(shè)計(jì)變量；定義目標(biāo)函數(shù)；創(chuàng)建優(yōu)化約束；創(chuàng)建仿真 流程；進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，選取對動態(tài)精度影響最大的若干個(gè)參數(shù)為電子裝備的運(yùn) 動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)。
本發(fā)明實(shí)施例釆取的技術(shù)方案還包括對所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性 能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化具體包括對于所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)的多種 參數(shù)值組合，將各組合分別加到模型上，得到各自對應(yīng)的電子設(shè)備的動態(tài)誤差；選取動態(tài)誤差最小的情況對應(yīng)的那組參數(shù)值為運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)的優(yōu)化結(jié)
果。其中，所述得到模型的動態(tài)誤差具體包括驅(qū)動所述多剛體動力學(xué)模型和 剛?cè)狁詈隙囿w模型；分別測量多剛體動力學(xué)模型上參考點(diǎn)(MarkerA)的位移 曲線和剛?cè)狁詈隙囿w模型上同一參考點(diǎn)(MarkerB)的位移曲線；通過上述兩 位移曲線之差得到所述模型的動態(tài)誤差。
本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于本發(fā)明實(shí)施例的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參 數(shù)優(yōu)化方法通過基于多體動力學(xué)方法，分別建立多剛體動力學(xué)模型與剛?cè)狁詈?模型，以系統(tǒng)動態(tài)精度為目標(biāo)，優(yōu)化得到高精高速電子裝備結(jié)構(gòu)參數(shù)，并采用 計(jì)算機(jī)仿真方法，具有在設(shè)計(jì)階段前期就能完成關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化匹配，方 法準(zhǔn)確，方便可行，有利于提高設(shè)計(jì)能力，得到較優(yōu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法的流程圖2是本發(fā)明實(shí)施例電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法中三維建模示意
圖3本發(fā)明實(shí)施例電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法中多剛體動力學(xué)模 型的數(shù)值計(jì)算的數(shù)據(jù)流程圖4是本發(fā)明實(shí)施例電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法中剛?cè)狁詈隙囿w 模型的計(jì)算流程圖5是數(shù)控鉆機(jī)的三維模型示意圖6是數(shù)控鉆機(jī)剛?cè)狁詈隙囿w模型示意圖7是數(shù)控鉆機(jī)多體動力學(xué)模型的連接拓樸圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以 結(jié)合附僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法的核心思想在于基
于多體動力學(xué)原理，建立所研究機(jī)器的三維模型，以該模型為原型分別建立多 剛體動力學(xué)模型與剛?cè)狁詈隙囿w模型，采用虛擬樣機(jī)方法得到系統(tǒng)的動態(tài)精度， 并以動態(tài)精度為目標(biāo)，進(jìn)行了運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)的優(yōu)化。
請參閱圖1,為本發(fā)明實(shí)施例的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法的流
程圖。本發(fā)明實(shí)施例的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法包括以下步驟 步驟100:對電子裝備進(jìn)行三維建模。
請參閱圖2,為本發(fā)明實(shí)施例的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)優(yōu)化方法 中三維建模示意圖。對電子裝備進(jìn)行三維建模包括在電子裝備承載體1000 上進(jìn)行Y向裝配體1100建模、X向裝配體1200建模、Z向裝配體1300建模。
步驟200:基于所建立的三維模型建立電子裝備的多體動力學(xué)模型。
該步驟200具體包括步驟202,根據(jù)建立的電子裝備的三維模型建立多 剛體動力學(xué)模型；步驟204，在多剛體動力學(xué)^^莫型基礎(chǔ)上加入柔性連接或柔性 體，構(gòu)成剛?cè)狁詈隙囿w模型。
在步驟202中，在MSC.ADAMS中建立多剛體動力學(xué)模型，其具體包括以 下步驟確定各物體拓樸結(jié)構(gòu)；設(shè)置鉸(物體運(yùn)動約束)和設(shè)置載荷。
計(jì)算多體系統(tǒng)動力學(xué)模型有兩種數(shù)值處理方法，即多體系統(tǒng)動力學(xué)的拉格 朗日方法和笛卡兒方法。其中笛卡爾方法由于仿真結(jié)果準(zhǔn)確，通用性好，適合 復(fù)雜機(jī)構(gòu)的建模。笛卡兒方法是以系統(tǒng)的每個(gè)物體為單元，建立固結(jié)在剛體的 坐標(biāo)系，剛體的位形均相對于一個(gè)公共參考基進(jìn)行定義，每個(gè)剛體其位形坐標(biāo) 一般情況下有6個(gè)。對于N個(gè)剛體的系統(tǒng)，位形坐標(biāo)陣q中的坐標(biāo)個(gè)數(shù)為6N個(gè)，
由于鉸的存在，這些位形坐標(biāo)不獨(dú)立。系統(tǒng)的動力學(xué)模型表示為〖^W^0 ,
其中坐標(biāo)陣q為約束方程，氣為約束方程的Jaccobi矩陣，義為拉格朗日乘子，A、 B為系數(shù)矩陣。本發(fā)明實(shí)施例采用笛卡爾方法建立系統(tǒng)的多剛體系統(tǒng)動力學(xué)模型，請參閱圖 3 ,為本發(fā)明實(shí)施例電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)優(yōu)化方法中多剛體系統(tǒng)的數(shù)
值計(jì)算的流程圖。其具體通過微分方程、代數(shù)方程初始參數(shù)；微分方程求解 (GSTIFF&WSTIFF積分器)；代數(shù)方程求解(Newton-Raphson迭代算法)；高 斯降次等流程獲得位移、速度、加速度等輸出量。
在步驟204中，建立剛?cè)狁詈隙囿w模型包括以下步驟確定各物體拓樸結(jié) 構(gòu)；設(shè)置鉸(物體運(yùn)動約束)；設(shè)置載荷；接觸模型；接合部柔性處理。
在多剛體動力學(xué)模型基礎(chǔ)上加入柔性連接或柔性體，構(gòu)成剛?cè)狁詈隙囿w模 型。請參閱圖4，為本發(fā)明實(shí)施例電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法中剛?cè)?耦合多體模型的計(jì)算流程圖。對于滑塊與導(dǎo)軌的接觸模型接觸力是一種作用 在構(gòu)件上的特殊力，當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件相互接觸發(fā)生變形時(shí)，產(chǎn)生接觸力，接觸力的 大小與變形的大小和變形的速度有關(guān)，如果兩個(gè)構(gòu)件相互分開不接觸，則接觸 力為零。
在MSC.ADAMS中使用IMPACT函數(shù)來定義接觸力，該函數(shù)的數(shù)學(xué)計(jì)算 公式為
式中
q —一位移變量 # 一一速度變量
?！鲎擦﹂_始生效的臨界位移 step——ADAMS軟件內(nèi)部函數(shù) k 一一剛度系數(shù) c 一一阻尼系數(shù)
d —一碰撞力生效后阻尼發(fā)生作用的位移
8對于接合部的柔性處理兩構(gòu)件之間的聯(lián)接采用Bushing (軸套力)方式，軸套力實(shí)際上是模擬兩構(gòu)件之間的力和力矩大小，它作用在主動體與反作用體的I marker和J marker上。
軸套力工具提供了一種施加兩構(gòu)件相互作用力的方法:通過定義力和力矩
的6個(gè)分量(W《,WS),在兩構(gòu)件之間施加一個(gè)柔性力。軸套力的計(jì)算公式如下
00000 )、0卜00000)(v0
、0A22000000000&(、
00000wz00000+《。
000、400000c 00必x
7;000000000c550氣n',
、00000Aft6 乂、^、o0000Cf>6 乂,-乂
(2)
式中
F，T——力和力矩
及——I，J標(biāo)記之間的相對位移P——I,J標(biāo)記之間的相對轉(zhuǎn)角v——I，J標(biāo)記之間的相對速度
"——I, J標(biāo)記之間的相對角速度
k,c — 一剛性和阻尼系數(shù)
下標(biāo)x，y,z--x、 y、 z方向
下標(biāo)x0,y0，z0——x、 y、 z方向的初始^直軸套力的反作用力按下式計(jì)算
式中
5——J marker到I marker的瞬時(shí)形變矢量步驟300:采用虛擬樣機(jī)方法得到電子裝備的動態(tài)誤差。在本發(fā)明實(shí)施例中，可以在電子裝備中定義參數(shù)點(diǎn)(如加工頭的吸嘴尖上
9的參考點(diǎn)Marker),該點(diǎn)在多剛體動力學(xué)模型上為點(diǎn)MarkerA,在剛?cè)狁詈隙囿w模型上為點(diǎn)MarkerB,驅(qū)動多剛體動力學(xué)模型和剛?cè)狁詈隙囿w模型，分別測量MarkerA和點(diǎn)MarkerB的位移曲線，通過上述兩位移曲線之差得到電子裝備的動態(tài)誤差。
步驟400:確定電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)。
具體可以包括建立設(shè)計(jì)變量、定義目標(biāo)函數(shù)，創(chuàng)建優(yōu)化約束、創(chuàng)建仿真流程、進(jìn)行設(shè)計(jì)研究、選取對動態(tài)精度影響最大的若干個(gè)參數(shù)為電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)。
在確定某一性能參數(shù)對動態(tài)精度的影響時(shí)，可以將該性能參數(shù)的給定參數(shù)值加到模型上，然后驅(qū)動多剛體動力學(xué)模型和剛?cè)狁詈隙囿w模型，分別測量多剛體動力學(xué)模型上參考點(diǎn)的位移曲線和剛?cè)狁詈隙囿w模型上同 一參考點(diǎn)的位移曲線，并得到兩位移曲線之差，若該位移差曲線較平滑(動態(tài)誤差小)，則其對動態(tài)精度的影響較小，反之則大。
剛?cè)狁詈隙囿w模型包括柔性連接部，涉及力作用下機(jī)器機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動，它計(jì)算各部件連結(jié)點(diǎn)處的彈性與阻力等影響，可以充分反映機(jī)器系統(tǒng)高速工作
過程中所經(jīng)歷的大范圍空間運(yùn)動所產(chǎn)生的柔性多體效應(yīng)。多剛體模型中的各個(gè)
部件處于一種理想的剛體狀態(tài)，不會因?yàn)槭芰Χa(chǎn)生塑性變形，所以多剛體模
型中各個(gè)部件之間可以嚴(yán)格的按照相互之間的約束來運(yùn)動，能準(zhǔn)確地描述機(jī)器
的理想運(yùn)動情況，并且，由于是去掉了柔性連接，各剛體之間有確定的運(yùn)動，
加工頭能按運(yùn)動控制規(guī)劃的理想狀態(tài)精確運(yùn)動到位。剛體模型模擬通過求解位
置、速度和加速度非線性方程組確定構(gòu)件的位置、速度、加速度與時(shí)間的關(guān)系，^;，'云勁營^W4"置t^l扭4"^" ^壬 > ;甬；f云勁^r許蓉?cái)豭翼到沾i/7本誤^頭令。
步驟500:以動態(tài)誤差最小為目標(biāo)對所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參
數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
可以為每個(gè)關(guān)鍵性能參數(shù)定義可能的取值集合，形成所述電子設(shè)備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)的多種參數(shù)值組合。例如，假設(shè)確定2個(gè)關(guān)鍵性能參數(shù)X1、
X2， XI的取值集合為(xll, x12)， X2的取值集合為(x21， x22),則可以形成(Xl, X2)的取值分別為(xll, x21 )、 (xl2, x22),(x12, x21)以及(x12， x22 )這樣4種參數(shù)值組合。
在對電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可以將各組合分別加到模型上，得到各自對應(yīng)的電子設(shè)備的動態(tài)誤差，選取動態(tài)誤差最小的情況對應(yīng)的那組參數(shù)值為關(guān)鍵性能參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果。其中，得到所述模型的動態(tài)誤差具體包括驅(qū)動所述多剛體動力學(xué)模型和剛?cè)狁詈隙囿w模型；分別測量多剛體動力學(xué)模型上參考點(diǎn)(MarkerA)的位移曲線和剛?cè)狁詈隙囿w模型上同一參考點(diǎn)(MarkerB)的位移曲線；通過上述兩位移曲線之差得到所述模型的動態(tài)誤差。
以下詳細(xì)介紹本發(fā)明的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)優(yōu)化方法在數(shù)控鉆機(jī)的具體應(yīng)用。
請參閱圖5,為數(shù)控鉆機(jī)的三維模型示意圖。該數(shù)控鉆機(jī)三維模型包括床身l、工作臺2、工作臺蓋板3、氣夾4、絲杠/螺母5、導(dǎo)軌/滑塊6和橫梁7部分。
數(shù)控機(jī)械鉆孔是利用PCB板數(shù)控鉆床進(jìn)行精密孔位加工的一種方法，由于經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠，在目前仍然流行。PCB板數(shù)控鉆床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。以數(shù)控一支術(shù)為基礎(chǔ)，借助機(jī)床x-y-z三個(gè)坐標(biāo)的協(xié)調(diào)運(yùn)動，當(dāng)x、 y軸快速準(zhǔn)確地到達(dá)目標(biāo)時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，z軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行鉆孔操作，實(shí)現(xiàn)精密孑l4i力口王。
我國印制板數(shù)控鉆床起步較晚，在八十年代中期開始將數(shù)控技術(shù)引入PCB板鉆孔領(lǐng)域，經(jīng)過近二十年的迅猛發(fā)展，產(chǎn)品功能、性能等方面已取得了長足進(jìn)步，在小孔加工能力、加工精度和速度等方面有了飛速發(fā)展。
請參閱圖6,為數(shù)控鉆機(jī)剛?cè)狁詈隙囿w模型示意圖。該數(shù)控鉆機(jī)多體系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ图s束包括固定副11、棱柱副12、螺旋副13、旋轉(zhuǎn)副14、圓柱副15、軸套力16、平面副17。
請參閱圖7,為數(shù)控鉆機(jī)多體動力學(xué)模型的連接拓樸圖。電主軸與鉆頭裝配體與Z向小滑板連接，Z向小滑板分別通過兩邊的Z向滑塊、Z向?qū)к壟cZ軸固定板連接，Z向小滑板通過Z向螺母座、Z向螺母、Z向絲杠、Z向電機(jī)座與Z軸固定板連接。Z軸固定板分別通過兩邊的X向滑塊、X向?qū)к壟c橫梁連接，Z軸固定板還通過X向螺母座、X向螺母、X向絲杠及X向軸承座、X向電機(jī)座分別與橫梁連接。橫梁分別通過兩邊的橫梁座與床身連接，工作臺分別通過兩邊的Y向滑塊、Y向?qū)к壟c床身連接，工作臺還通過Y向螺母座、Y向螺母、Y向絲杠及Y向軸承座、Y向電機(jī)座分別與床身連接。
其中Hl為固定副；H2為平面副；H3為棱柱副；H4為旋轉(zhuǎn)副；H5為軸套力；H6為螺旋副；H7為圓柱副。
數(shù)控鉆機(jī)的幾何建模在三維軟件SolidWorks中完成，通過軟件接口轉(zhuǎn)換成ADAMS機(jī)構(gòu)模型，分別建立多剛體動力學(xué)模型與剛?cè)狁詈隙囿w模型，并施加驅(qū)動，以系統(tǒng)動態(tài)誤差為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行數(shù)控鉆機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到關(guān)鍵性能參數(shù)的優(yōu)化值。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟A對電子裝備進(jìn)行三維建模；步驟B基于所建立的三維模型分別建立所述電子裝備的多剛體動力學(xué)模型和剛?cè)狁詈隙囿w模型；步驟C采用虛擬樣機(jī)方法得到所述電子裝備的動態(tài)誤差；步驟D以動態(tài)誤差最小為目標(biāo)對所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
2、 如權(quán)利要求1所述的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于， 步驟C后包括確定所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)；步驟D中對運(yùn)動 機(jī)構(gòu)性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化具體是對所確定的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
3、 如權(quán)利要求1所述的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于， 在所迷步驟B中，采用笛卡爾方法建立多剛體動力學(xué)模型。
4、 如權(quán)利要求1或3所述的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，其特征 在于，在所述步驟B中，建立多剛體動力學(xué)模型包括以下步驟確定所述模型 各物體的拓樸結(jié)構(gòu)；設(shè)置所述模型的物體運(yùn)動約束和設(shè)置載荷。
5、 如權(quán)利要求1所述的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于， 在所述步驟B中，建立剛?cè)狁詈隙囿w模型包括以下步驟確定所述模型各物體 拓樸結(jié)構(gòu)、設(shè)置所述模型的物體運(yùn)動約束、設(shè)置載荷、接觸模型和接合部柔性 處理。
6、 如權(quán)利要求1所述的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于， 所述步驟C包括以下步驟驅(qū)動所述多剛體動力學(xué)模型和剛?cè)狁詈隙囿w模型；分別測量多剛體動力學(xué)模型上參考點(diǎn)(MarkerA)的位移曲線和剛?cè)狁詈?多體模型上同一參考點(diǎn)(MarkerB)的位移曲線；通過上述兩位移曲線之差得到所述電子裝備的動態(tài)誤差。
7、 如權(quán)利要求2所述的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，確定所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)包括建立設(shè)計(jì)變量；定義目標(biāo)函 數(shù)；創(chuàng)建優(yōu)化約束；創(chuàng)建仿真流程；進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，選取對動態(tài)精度影響最大 的若干個(gè)參數(shù)為電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)。
8、 如權(quán)利要求2所述的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于， 對所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化具體包括對于所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)的多種參數(shù)值組合，將各組合 分別加到模型上，得到各自對應(yīng)的電子設(shè)備的動態(tài)誤差；選取動態(tài)誤差最小的情況對應(yīng)的那組參數(shù)值為運(yùn)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵性能參數(shù)的優(yōu) 化結(jié)果。
9、 如權(quán)利要求8所述的電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于， 所述得到所述模型的動態(tài)誤差具體包括驅(qū)動所述多剛體動力學(xué)模型和剛?cè)狁詈隙囿w模型；分別測量多剛體動力學(xué)模型上參考點(diǎn)(MarkerA)的位移曲線和剛?cè)狁詈?多體模型上同一參考點(diǎn)(MarkerB)的位移曲線；通過上述兩位移曲線之差得到所述模型的動態(tài)誤差。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子裝備運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)優(yōu)化方法，包括以下步驟對電子裝備進(jìn)行三維建模；基于所建立的電子裝備的三維模型分別建立多剛體動力學(xué)模型和剛?cè)狁詈隙囿w模型；采用虛擬樣機(jī)方法得到所述模型的動態(tài)誤差；以動態(tài)誤差最小為目標(biāo)對所述電子裝備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。本發(fā)明通過基于多體動力學(xué)方法，分別建立多剛體動力學(xué)模型與剛?cè)狁詈夏Ｐ?，以系統(tǒng)動態(tài)精度為目標(biāo)，優(yōu)化得到高精高速電子裝備結(jié)構(gòu)參數(shù)，本發(fā)明具有準(zhǔn)確、方便可行，有利于提高設(shè)計(jì)能力，得到較優(yōu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G05B19/4097GK101639681SQ20081014258
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者宋富民, 肖永山, 群 雷, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司;深圳市大族數(shù)控科技有限公司