基于人机工程学的数控机床耦合仿生优化设计方法研究进展-论文.pdf

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1、第36卷第3期河北科技大学学报VoI．36，NO．32015年6月JournalofHebeiUniversityofScienceandTechnologyJune2015文章编号：1008-1542【2015)03—0232～08doi：10．7535／hbkd．2015yx03002基于人机工程学的数控机床耦合仿生优化设计方法研究进展刘世豪，杜彦斌，郭志忠(1．海南大学机电工程学院，海南海口570228；2．重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室，重庆400067)摘要：当前中国多数数控机床不仅动静态性能与国外同类产品存在较

2、大差距，而且忽略了用户对数控机床越来越高的人性化设计需求，导致国产数控机床的综合竞争力相对低下。为了解决以上问题，在详细研究国内外机床设计方法研究成果的基础上，提出采用人机工程学和耦合仿生学来研究数控机床协同优化设计方法。结合人机工程学建立数控机床的“人～机一环境”交互作用机制，进而得到数控机床人机工程设计准则；以耦合仿生学为理论基础，研究生物结构的“形态一结构一功能一自适应生长”多元耦合机理，根据相似性原理提取其力学性能优势，从而得到数控机床多元耦合仿生设计技术；将数控机床人机工程设计准则和耦合仿生设计技术有机结合，考虑数控机床各性能之间的

3、相互影响及耦合机制，形成一种新的多目标协同优化设计方法。所提出的数控机床优化设计新方法不仅有利于提高整机的动静态性能，而且融入了“以人为本”的设计理念，研究前景良好。关键词：数控技术；数控机床；人机工程；耦合仿生；人性化设计；协同优化中图分类号：THI22文献标志码：AResearchadvancesincouplingbionicoptimizationdesignmethodforCNCmachinetoolsbasedonergonomicsLIUShihao，DUYanbin，GUOZhizhong(1．CollegeofMechan

4、icalandElectricalEngineering，HainanUniversity，Haikou，Hainan570228，China；2．ChongqingKeyLaboratoryofManufacturingEquipmentMechanismDesignandControl，ChongqingTechnologyandBusinessUniversity，Chongqing400067，China)Abstract：Currently，mostChineseCNCmachinetools’dynamicandstaticper

5、formanceshavelargegapcomparingwiththesimilarforeignproducts，andtheCNCmachinetoolsusers’human-centereddesigndemandareignored，whichresultsinthatthedomasticCNCmachinetools’overallcompetitivenessisrelatively1OW．Inordertosolvetheaboveproblem，theergonomicsandcouplingbionicsareado

6、ptedtOstudycollaborativeoptimizationdesignmethodforCNCmachinetoolsbasedonthedomesticandforeignmachinetOOldesignmethodresearchachievement．TheCNCmachinetools’“man-machine-environment”interac—tionmechanismcanbebuiltbycombiningwithergonomic，andthentheCNCergonomicdesigncriteriai

7、sobtained．Takingthe收稿日期：2014—11—18；修回日期：2014—12—19；责任编辑：张士莹基金项目：国家自然科学基金(51405115)；海南大学科研启动基金(kyqd1431)作者简介：刘世豪(1981一)，男，湖北天门人，讲师，博士，主要从事机械仿生设计方法方面的研究。E-mail：liushihaol102@126．com刘世豪，杜彦斌，郭志忠．基于人机工程学的数控机床耦合仿生优化设计方法研究进展[J]．河北科技大学学报，2015，36(3)：232—239．LIUShihao，DUYanbin，GUOZhi

8、zhong．ResearchadvancesincouplingbionicoptimizationdesignmethodforCNCmachinetoolsba