CN111400951B - 一种面向磨床主轴的自动化仿真方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面向磨床主轴的自动化仿真方法及装置，所述方法包括：利用磨床主轴模型绘制软件建立磨床主轴的立体模型文件；在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口；基于读取的所述磨床主轴的结构参数信息，根据所述结构参数信息确定磨床主轴的仿真模型；利用仿真软件对仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成仿真模型对应的载荷参数信息。利用本发明提供的方法，通过在仿真软件中配置读取接口，使得仿真软件能够读取磨床主轴模型文件中的结构参数信息，根据结构参数信息生成磨床主轴的仿真模型可对应的载荷参数信息，实现了对磨床主轴的自动化仿真，提高了仿真效率。

Description

一种面向磨床主轴的自动化仿真方法及装置

技术领域

本申请涉及自动化仿真领域，特别涉及一种面向磨床主轴的自动化仿真方法及装置。

背景技术

近年来，随着我国的制造行业的迅猛发展，对高档类型的数控机床的加工性能以及综合精度水平的要求也越来越高，随之对于机床的设计水平和设计手段的要求也越来越高；其中，磨床属于机床的一种，其原理是利用磨具对待加工的工件表面进行磨削的机床，大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮来对工件进行磨削加工。

为了提高磨床的设计水平及应用效果，本领域人员利用CAD/CAE的设计软件来对机床进行设计；但目前对于机床的仿真技术主要局限在单点片面的人工仿真模式，对于机床设计的规范化程度差且效率低下，在对机床等零件进行有限元的仿真分析时，需要在现有的有限元仿真软件内手动设置需要仿真的材料属性、以及载荷大小等参数，此种仿真设计的过程繁琐且容易出错；本领域的机床设计人员需要花费大量的时间在重复性的仿真测试工作上，造成设计资源的浪费，并且对机床有限元分析的过程，采取人工仿真的稳定性也不高，目前对于磨床类型的机床的仿真设计还没有一种高效简洁的解决方法。

发明内容

本发明提供了一种面向磨床主轴的自动化仿真方法及装置，用于解决因仿真技术在机床行业的应用不够深入，且企业技术人员在仿真软件的深度应用能力有限，此外，现有还未存在能有效建立其适合于磨床主轴的仿真流程自动化的软件工具，使得仿真技术人员还在使用仿真软件工具对于磨床主轴的各点进行人工单点的仿真，且每次研发设计都要仿真技术人员重复的执行模型简化、网格划分、加载等操作的问题。

本发明的第一方面提供一种面向磨床主轴的自动化仿真方法，所述方法包括：

利用磨床主轴模型绘制软件建立包含结构参数信息的磨床主轴的立体模型文件；

在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口；

基于读取的所述磨床主轴的结构参数信息，根据所述结构参数信息确定磨床主轴的仿真模型；

利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息。

可选地，所述基于读取的所述磨床主轴的结构参数信息，根据所述结构参数信息确定磨床主轴的仿真模型，包括：

通过读取接口读取磨床主轴的立体模型文件，将其转换为磨床主轴的结构参数信息；

将磨床主轴的结构参数信息导入仿真软件的几何建立模块Geometry中；

利用几何建立模块Geometry获取磨床主轴的立体模型的结构参数信息，并根据结构参数信息建立磨床主轴的仿真模型。

可选地，所述利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息，包括：

利用仿真软件中的静力学模块，通过用于确定载荷分析参数的参数化设计语言APDL，得到载荷分析参数；

利用所述载荷分析参数中网格划分尺寸，将磨床主轴的仿真模型进行有限元的离散化网格划分；

根据所述载荷分析参数中不同网格的载荷加载位置和载荷值，通过模拟对离散化网格施加压力得到该网格的载荷参数信息；

根据所述载荷分析参数中离散化网格的载荷参数信息的合成信息，对各个离散化网格上的载荷参数信息进行合成，得到磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息。

可选地，所述有限元的离散化网格划分的网格形状为N边形，N为大于2的整数。

可选地，所述在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口具体为：

在仿真软件中写入用于读取磨床主轴模型绘制软件生成文件的读取插件，以使仿真软件能读取磨床主轴模型绘制软件生成文件；

通过在仿真软件可读取文件类型选项中勾选所述磨床主轴模型绘制软件选项，以使仿真软件能读取磨床主轴的立体模型文件，通过读取磨床主轴的立体模型文件获取磨床主轴的结构参数信息。

可选地，还包括：

在仿真软件中设置需要提取的磨床主轴的目标仿真项目；

根据需要提取的磨床主轴的目标仿真项目，从磨床主轴的包括不同仿真项目的载荷参数信息中，提取目标仿真项目对应的载荷参数信息；

基于提取的目标仿真项目对应的载荷参数信息，生成磨床主轴目标仿真项目报告。

可选地，所述磨床主轴模型绘制软件为SolidWorks软件，所述仿真软件为有限元分析软件ANSYS workbench。

本发明的第二方法提供一种面向磨床主轴的自动化仿真装置，所述装置包括如下模块：

磨床主轴模型绘制模块，用于利用磨床主轴模型绘制软件建立包含结构参数信息的磨床主轴的立体模型文件；

读取接口配置模块，用于在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口；

磨床主轴仿真模型建立模块，用于基于读取的所述磨床主轴的结构参数信息，根据所述结构参数信息确定磨床主轴的仿真模型；

载荷参数信息建立模块，用于利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息。

磨床主轴仿真模型建立模块，通过读取接口读取磨床主轴的立体模型文件，将其转换为磨床主轴的结构参数信息；

将磨床主轴的结构参数信息导入仿真软件的几何建立模块Geometry中；

利用几何建立模块Geometry获取磨床主轴的立体模型的结构参数信息，并根据结构参数信息建立磨床主轴的仿真模型。

载荷参数信息建立模块，利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息，包括：

利用仿真软件中的静力学模块，通过用于确定载荷分析参数的参数化设计语言APDL，得到载荷分析参数；

利用所述载荷分析参数中网格划分尺寸，将磨床主轴的仿真模型进行有限元的离散化网格划分；

根据所述载荷分析参数中不同网格的载荷加载位置和载荷值，通过模拟对离散化网格施加压力得到该网格的载荷参数信息；

根据所述载荷分析参数中离散化网格的载荷参数信息的合成信息，对各个离散化网格上的载荷参数信息进行合成，得到磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息。

载荷参数信息建立模块中，有限元的离散化网格划分的网格形状为N边形，N为大于2的整数。

读取接口配置模块，在仿真软件中写入用于读取磨床主轴模型绘制软件生成文件的读取插件，以使仿真软件能读取磨床主轴模型绘制软件生成文件；

通过在仿真软件可读取文件类型选项中勾选所述磨床主轴模型绘制软件选项，以使仿真软件能读取磨床主轴的立体模型文件，通过读取磨床主轴的立体模型文件获取磨床主轴的结构参数信息。

目标仿真项目生成模块，在仿真软件中设置需要提取的磨床主轴的目标仿真项目；

根据需要提取的磨床主轴的目标仿真项目，从磨床主轴的包括不同仿真项目的载荷参数信息中，提取目标仿真项目对应的载荷参数信息；

基于提取的目标仿真项目对应的载荷参数信息，生成磨床主轴目标仿真项目报告。

本发明第三方面提供一种面向磨床主轴的自动化仿真装置，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明第一方面提供的任一项面向磨床主轴的自动化仿真方法。

本发明第四方面提供一种计算机介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现本发明第一方面提供的任一项面向磨床主轴的自动化仿真方法。

利用本发明提供的一种面向磨床主轴的自动化仿真方法及装置，通过在仿真软件中配置读取接口，可以在仿真软件中读取磨床主轴模型文件中的结构参数信息，根据结构参数信息能够生成磨床主轴的仿真模型，并得到磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息，实现了对磨床主轴的自动化仿真，提高了仿真效率。

附图说明

图1为面向磨床主轴的自动化仿真系统示意图；

图2为面向磨床主轴的自动化仿真方法流程图；

图3为在ANSYS workbench上勾选的支持SolidWorks选项的界面示意图；

图4为磨床主轴的网格划分示意图；

图5为磨床主轴的等效应力云图；

图6为面向磨床主轴的自动化仿真方法的完整流程图；

图7为面向磨床主轴的自动化仿真装置模块示意图；

图8为面向磨床主轴的自动化仿真装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种面向磨床主轴的自动化仿真方法，如图1所示为面向磨床主轴的自动化仿真系统示意图；

自动化仿真系统中包括磨床主轴101、第一仿真设备102、第二仿真设备103。其中第一仿真设备102中的磨床主轴模型绘制软件根据技术人员输入的磨床主轴具体结构参数在第一仿真设备102中的磨床主轴模型绘制软件中建立磨床主轴立体模型，并生成磨床主轴立体模型文件；通过在第二仿真设备103中的仿真软件上配置用于读取磨床主轴立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口，在仿真软件上读取在第一仿真设备102中建立的磨床主轴立体模型文件，通过仿真软件读取磨床主轴立体模型文件磨床主轴的结构参数信息，在仿真软件上建立磨床主轴的仿真模型，通过在仿真软件中的静力学模块中导入针对磨床主轴写入的APDL代码，对磨床主轴的仿真模型设定网格划分信息、不同网格的压力信息以及各网格的合成信息，计算磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息，通过在仿真软件中设定目标仿真项目，从包括不同仿真项目的载荷参数信息中提取需要获取的目标仿真项目对应的载荷参数信息，根据提取的目标仿真项目对应的载荷参数信息，以生成磨床主轴目标仿真项目报告；

其中，第一仿真设备102与第二仿真设备可以为同一设备，即磨床主轴模型绘制软件与仿真软件集成在同一仿真设备上以对磨床主轴101实现自动化仿真。

APDL(ANSYS Parametric Design Language，ANSYS参数化设计语言)，APDL不仅是优化设计和自适应网格划分等ANSYS经典特性的实现基础，运用APDL可以将ANSYS命令组织起来，编写出参数化的用户程序，从而实现有限元分析的全过程，即建立参数化的CAD仿真模型、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化的载荷和边界条件定义、参数化的分析控制和求解以及参数化的后处理等全过程的实现。

为了方便理解，下面对本发明实施例中涉及的名词进行解释：

1)ANSYS Workbench，ANSYS Workbench仿真平台能对复杂机械系统的结构静力学、结构动力学、刚体动力学、流体动力学、结构热、电磁场以及耦合场等进行分析模拟。

2)磨床主轴(grinding machine spindle)，磨床属于机床的一种，是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床，大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，大多数磨床都有主轴部件，主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。

3)有限元离散化，把一个特定的研究区域分割成由许多很小的子区域(元素)，以满足一些特定的要求。在理想的情况下，网格中的每个元素的形状和分布可以通过一种自动的网格生成算法来确定。

本发明提供一种面向磨床主轴的自动化仿真方法，所述方法步骤流程图如图2所示，包括：

步骤S201，利用磨床主轴模型绘制软件建立包含结构参数信息的磨床主轴的立体模型文件；

所述磨床主轴模型绘制软件为SolidWorks软件，但不限于该软件，还可以为3DMAX、C4、DUG、Pro/Engineer等模型绘制软件，这里不做限制。磨床主轴模型绘制软件基于设计人员输入的磨床主轴的具体参数，建立磨床主轴的参数化的简化模型，并以英文名称文件存储在系统中，所述磨床主轴的立体模型文件中包括磨床主轴的结构参数信息，所述磨床主轴的结构参数信息可以为轴承宽度、主轴长度、轴心半径、连接处倒角角度等。

步骤S202，在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口；

具体的，在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口为，在仿真软件中写入用于读取磨床主轴模型绘制软件生成文件的读取插件，以使仿真软件能读取磨床主轴模型绘制软件生成文件；

通过在仿真软件可读取文件类型选项中勾选所述磨床主轴模型绘制软件选项，以使仿真软件能读取磨床主轴的立体模型文件，通过读取磨床主轴的立体模型文件获取磨床主轴的结构参数信息。

所述仿真软件为有限元分析软件ANSYS workbench，在仿真软件上配置读取磨床主轴的立体模型文件的读取接口，具体为在ANSYS workbench上，通过在ANSYS workbench安装用于读取SolidWorks软件文件的读取插件，使得ANSYS workbench具备读取由SolidWorks软件生成的文件的功能，在成功安装读取插件后，根据ANSYS workbench中读取SolidWorks格式文件选项，确定仿真软件上配置读取磨床主轴的立体模型文件的读取接口配置是否成功。如图3所示，为在ANSYS workbench上勾选的支持SolidWorks选项的界面示意图。

步骤S203，基于读取的所述磨床主轴的结构参数信息，根据所述结构参数信息确定磨床主轴的仿真模型；

具体的，在仿真软件上配置读取磨床主轴的立体模型文件的读取接口后，通过在仿真软件中读取磨床主轴的立体模型文件，将磨床主轴的立体模型文件中的结构参数信息进行读取，并将结构参数信息导入仿真软件的几何建立模块Geometry中，通过几何建立模块Geometry对结构参数信息进行参数分析，在几何建立模块Geometry中建立磨床主轴的仿真模型；

步骤S204，利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息。

利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分具体为：在几何建立模块Geometry建立磨床主轴的仿真模型后，在仿真软件中选择用于导入APDL代码的静力学模块，在静力学模块中写入用于确定载荷分析参数的参数化设计语言APDL，得到载荷分析参数，其中APDL能以代码形式在进行有限元划分时直接录入到静力学模块中，或通过读取针对磨床主轴编写的参数化设计语言APDL文件，得到对于磨床主轴的载荷分析参数。

所述载荷分析参数中包括：对于磨床主轴的网格划分尺寸、不同网格的载荷加载位置和载荷值以及载荷参数信息的合成信息。

所述磨床主轴的网格划分尺寸包括划分网格的形状以及具体尺寸，如图4所示，为按设定的尺寸以及三角形的形状进行划分，其中按划分的尺寸以及形状不做限定。

在对磨床主轴的仿真模型进行离散化网格划分后，根据载荷分析参数中的载荷加载位置和载荷值，对于划分后的各个网格增加不同位置的载荷值，得到磨床主轴的仿真模型的各个网格的载荷参数信息。

例如，在各个划分后的网格中施加某方向的载荷，当各个划分后的网格结构发生屈曲时的临界载荷值、以及该点网格的应力值等。

基于上述的各个网格的载荷参数信息将各个网格的载荷参数信息根据合成信息进行合成，最终得到磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息，所述磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息包括：弹性应变值、塑性应变值、总应变值等相关力学载荷参数信息。

如图5所示，为磨床主轴仿真模型经载荷分析后得到的磨床主轴的等效应力云图。

所述面向磨床主轴的自动化仿真方法，还包括，在仿真软件中设置需要提取的磨床主轴的目标仿真项目；

根据需要提取的磨床主轴的目标仿真项目，从磨床主轴的包括不同仿真项目的载荷参数信息中，提取目标仿真项目对应的载荷参数信息；

具体的，通过设置需要获取的目标仿真项目，在载荷参数信息提取和目标仿真项目有关的载荷参数信息值，例如提取载荷参数信息中的磨床主轴末端的临界载荷值，可以得到磨床主轴末端的耐磨能力值。

基于提取的目标仿真项目对应的载荷参数信息，生成磨床主轴目标仿真项目报告；

将目标仿真项目进行获取得到与此次磨床主轴分析需求对应的磨床主轴目标仿真项目报告。

如图6所示，是一种面向磨床主轴的自动化仿真方法的完整流程图；

步骤S601，在SolidWorks软件中绘制磨床主轴的立体模型，并生成磨床主轴立体模型文件；

步骤S602，在有限元分析软件ANSYS workbench中配置用于读取SolidWorks软件生成文件中的结构参数信息的读取接口；

步骤S603，ANSYS workbench读取磨床主轴立体模型文件，从磨床主轴立体模型文件中获取结构参数信息；

步骤S604，根据磨床主轴的结构参数信息，在几何建立模块Geometry中建立磨床主轴的仿真模型；

步骤S605，在ANSYS workbench中的静力学模块中写入用于确定载荷分析参数的参数化设计语言APDL，得到载荷分析参数；

步骤S606，根据载荷分析参数，将磨床主轴的仿真模型进行有限元的离散化网格划分，并对仿真模型进行相应的载荷分析；

步骤S607，根据载荷分析参数中不同网格的载荷加载位置和载荷值，以及离散化网格的合成信息，得到磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息；

步骤S608，在仿真软件中设置需要提取的磨床主轴的目标仿真项目，从载荷参数信息中，提取目标仿真项目对应的载荷参数信息，最终生成磨床主轴目标仿真项目报告。

实施例2

本发明实施例提供一种面向磨床主轴的自动化仿真装置，如图7所示，所述装置包括如下模块：

磨床主轴模型绘制模块701，用于利用磨床主轴模型绘制软件建立包含结构参数信息的磨床主轴的立体模型文件；

读取接口配置模块702，用于在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口；

磨床主轴仿真模型建立模块703，用于基于读取的所述磨床主轴的结构参数信息，根据所述结构参数信息确定磨床主轴的仿真模型；

载荷参数信息建立模块704，用于利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息。

磨床主轴仿真模型建立模块703，通过读取接口读取磨床主轴的立体模型文件，将其转换为磨床主轴的结构参数信息；

将磨床主轴的结构参数信息导入仿真软件的几何建立模块Geometry中；

利用几何建立模块Geometry获取磨床主轴的立体模型的结构参数信息，并根据结构参数信息建立磨床主轴的仿真模型。

载荷参数信息建立模块704，利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息，包括：

利用仿真软件中的静力学模块，通过用于确定载荷分析参数的参数化设计语言APDL，得到载荷分析参数；

利用所述载荷分析参数中网格划分尺寸，将磨床主轴的仿真模型进行有限元的离散化网格划分；

根据所述载荷分析参数中不同网格的载荷加载位置和载荷值，通过模拟对离散化网格施加压力得到该网格的载荷参数信息；

根据所述载荷分析参数中离散化网格的载荷参数信息的合成信息，对各个离散化网格上的载荷参数信息进行合成，得到磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息。

载荷参数信息建立模块中，有限元的离散化网格划分的网格形状为N边形，N为大于2的整数。

读取接口配置模块702，在仿真软件中写入用于读取磨床主轴模型绘制软件生成文件的读取插件，以使仿真软件能读取磨床主轴模型绘制软件生成文件；

通过在仿真软件可读取文件类型选项中勾选所述磨床主轴模型绘制软件选项，以使仿真软件能读取磨床主轴的立体模型文件，通过读取磨床主轴的立体模型文件获取磨床主轴的结构参数信息。

目标仿真项目生成模块705，在仿真软件中设置需要提取的磨床主轴的目标仿真项目；

根据需要提取的磨床主轴的目标仿真项目，从磨床主轴的包括不同仿真项目的载荷参数信息中，提取目标仿真项目对应的载荷参数信息；

基于提取的目标仿真项目对应的载荷参数信息，生成磨床主轴目标仿真项目报告。

实施例3

本发明实施例提供一种面向磨床主轴的自动化仿真装置，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，所述计算机程序用于执行以下方法：

利用磨床主轴模型绘制软件建立包含结构参数信息的磨床主轴的立体模型文件；

在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口；

基于读取的所述磨床主轴的结构参数信息，根据所述结构参数信息确定磨床主轴的仿真模型；

利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息。

如图8所示，面向磨床主轴的自动化仿真装置可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(英文全称：central processing units，英文简称：CPU)801(例如，一个或一个以上处理器)和存储器802，一个或一个以上存储应用程序804或数据805的存储介质803(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器802和存储介质803可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质803的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对信息处理装置中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器801可以设置为与存储介质803通信，在装置800上执行存储介质803中的一系列指令操作。

装置800还可以包括一个或一个以上电源806，一个或一个以上有线或无线网络接口807，一个或一个以上输入输出接口808，和/或，一个或一个以上操作系统809，例如Windows Server，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等。

可选地，所述基于读取的所述磨床主轴的结构参数信息，根据所述结构参数信息确定磨床主轴的仿真模型，包括：

通过读取接口读取磨床主轴的立体模型文件，将其转换为磨床主轴的结构参数信息；

将磨床主轴的结构参数信息导入仿真软件的几何建立模块Geometry中；

利用几何建立模块Geometry获取磨床主轴的立体模型的结构参数信息，并根据结构参数信息建立磨床主轴的仿真模型。

可选地，所述利用仿真软件对所述磨床主轴的仿真模型进行有限元划分，在至少一个划分的有限元上进行载荷分析，生成磨床主轴的仿真模型对应的载荷参数信息，包括：

利用仿真软件中的静力学模块，通过用于确定载荷分析参数的参数化设计语言APDL，得到载荷分析参数；

利用所述载荷分析参数中网格划分尺寸，将磨床主轴的仿真模型进行有限元的离散化网格划分；

根据所述载荷分析参数中不同网格的载荷加载位置和载荷值，通过模拟对离散化网格施加压力得到该网格的载荷参数信息；

根据所述载荷分析参数中离散化网格的载荷参数信息的合成信息，对各个离散化网格上的载荷参数信息进行合成，得到磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息。

可选地，所述有限元的离散化网格划分的网格形状为N边形，N为大于2的整数。

可选地，所述在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口具体为：

在仿真软件中写入用于读取磨床主轴模型绘制软件生成文件的读取插件，以使仿真软件能读取磨床主轴模型绘制软件生成文件；

通过在仿真软件可读取文件类型选项中勾选所述磨床主轴模型绘制软件选项，以使仿真软件能读取磨床主轴的立体模型文件，通过读取磨床主轴的立体模型文件获取磨床主轴的结构参数信息。

可选地，还包括：

在仿真软件中设置需要提取的磨床主轴的目标仿真项目；

根据需要提取的磨床主轴的目标仿真项目，从磨床主轴的包括不同仿真项目的载荷参数信息中，提取目标仿真项目对应的载荷参数信息；

基于提取的目标仿真项目对应的载荷参数信息，生成磨床主轴目标仿真项目报告。

可选地，所述磨床主轴模型绘制软件为SolidWorks软件，所述仿真软件为有限元分析软件ANSYS workbench。

实施例4

本发明实施例提供一种计算机介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现实施例1提供的任一项面向磨床主轴的自动化仿真方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种面向磨床主轴的自动化仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

利用磨床主轴模型绘制软件建立包含结构参数信息的磨床主轴的立体模型文件；

在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口；

通过读取接口读取磨床主轴的立体模型文件，将其转换为磨床主轴的结构参数信息；

将磨床主轴的结构参数信息导入仿真软件的几何建立模块Geometry中；

利用几何建立模块Geometry获取磨床主轴的立体模型的结构参数信息，并根据结构参数信息建立磨床主轴的仿真模型；

利用仿真软件中的静力学模块，通过用于确定载荷分析参数的参数化设计语言APDL，得到载荷分析参数；

利用所述载荷分析参数中网格划分尺寸，将磨床主轴的仿真模型进行有限元的离散化网格划分；

根据所述载荷分析参数中不同网格的载荷加载位置和载荷值，通过模拟对离散化网格施加压力得到该网格的载荷参数信息；

根据所述载荷分析参数中离散化网格的载荷参数信息的合成信息，对各个离散化网格上的载荷参数信息进行合成，得到磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有限元的离散化网格划分的网格形状为N边形，N为大于2的整数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口具体为：

在仿真软件中写入用于读取磨床主轴模型绘制软件生成文件的读取插件，以使仿真软件能读取磨床主轴模型绘制软件生成文件；

通过在仿真软件可读取文件类型选项中勾选所述磨床主轴模型绘制软件选项，以使仿真软件能读取磨床主轴的立体模型文件，通过读取磨床主轴的立体模型文件获取磨床主轴的结构参数信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在仿真软件中设置需要提取的磨床主轴的目标仿真项目；

根据需要提取的磨床主轴的目标仿真项目，从磨床主轴的包括不同仿真项目的载荷参数信息中，提取目标仿真项目对应的载荷参数信息；

基于提取的目标仿真项目对应的载荷参数信息，生成磨床主轴目标仿真项目报告。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磨床主轴模型绘制软件为SolidWorks软件，所述仿真软件为有限元分析软件ANSYS workbench。

6.一种面向磨床主轴的自动化仿真装置，其特征在于，所述装置包括如下模块：

磨床主轴模型绘制模块，用于利用磨床主轴模型绘制软件建立包含结构参数信息的磨床主轴的立体模型文件；

读取接口配置模块，用于在仿真软件中配置读取磨床主轴的立体模型文件中磨床主轴的结构参数信息的读取接口；

磨床主轴仿真模型建立模块，用于通过读取接口读取磨床主轴的立体模型文件，将其转换为磨床主轴的结构参数信息；

将磨床主轴的结构参数信息导入仿真软件的几何建立模块Geometry中；

利用几何建立模块Geometry获取磨床主轴的立体模型的结构参数信息，并根据结构参数信息建立磨床主轴的仿真模型；

载荷参数信息建立模块，用于利用仿真软件中的静力学模块，通过用于确定载荷分析参数的参数化设计语言APDL，得到载荷分析参数；

利用所述载荷分析参数中网格划分尺寸，将磨床主轴的仿真模型进行有限元的离散化网格划分；

根据所述载荷分析参数中不同网格的载荷加载位置和载荷值，通过模拟对离散化网格施加压力得到该网格的载荷参数信息；

根据所述载荷分析参数中离散化网格的载荷参数信息的合成信息，对各个离散化网格上的载荷参数信息进行合成，得到磨床主轴的仿真模型的载荷参数信息。

7.一种面向磨床主轴的自动化仿真装置，其特征在于，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，所述计算机程序用于执行如权利要求1～5任一项所述面向磨床主轴的自动化仿真的方法。

8.一种计算机介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1～5任一项所述面向磨床主轴的自动化仿真的方法。

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