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高端数控机床正向设计方法发展研究及建议

在新一代信息技术、人工智能技术与先进制造技术深度融合的背景下,世界机床制造强国持续加大对高端数控机床原始创新和技术引领的支持力度,德国制定了“工业4.0”和“国家工业战略 近10年来,包括天津大学在内的国内外相关研究团队持续开展了以精密卧式加工中心为代表的高端数控机床结构静动刚度正向设计方法研究;提出了基于有限元和结构参数化模型的静动刚度多目标优化设计方法、基于多体系统理论的整机与核心部件静刚度建模及基于线性规划法的静刚度匹配设计方法 因此,构建普适性的进给系统误差均化模型,并定量解析刻画多维误差均化作用效果,探索进给系统非线性弹性耦合作用对重复定位误差、精度保持性、动态运动误差的影响机制,是真正实现精度正向设计的瓶颈问题。 因此,根据机床结构部件拓扑构型建立精细化等效结构模型,以及构建基于传热学理论的整机热特性解析模型,揭示多热源对整机热特性的作用机制,从机理层面阐明和提出内生热源/平衡热源布局与结构局部拓扑协调对称设计准则 德国西门子公司开发了VNCK、NX-MCD等软件平台,日本FANUC公司也推出了数字孪生系统,可准确建立机床的CAD/CAE和控制系统数字仿真模型,实现数控系统参数的自整定,显著提高了机床的动态响应性能和轮廓精度
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