什么是拓扑优化？

拓扑优化是一种数学方法，它可以在一组给定的载荷、边界条件和约束条件下优化每个设计空间中的材料布局，并让设计满足给定的条件(载荷、边界、约束)以优化性能。拓扑优化与形状优化或尺寸优化的区别在于，设计可以获得设计空间中的任意形状。拓扑优化通常采用有限元法来评价设计性能。

机床终端应用大致可分为去除量大的粗加工和要求精度和表面精加工的精加工。机器的本质是一个机电一体化的系统，包括机器结构和伺服驱动控制模块。因此，要利用CAE分析技术模拟机床的动态特性，就必须将机床结构与伺服驱动控制模块相结合，构建一个完整的机电一体化的多体动态数字模型。保证了各子系统模型的正确性。这将影响整个机床的动态仿真分析结果。

近年来，虽然机床工业逐步介绍了CAE计算机仿真分析技术的机器开发，但大多数这些技术仍然基于静态刚性分析和模态分析。分析结果尚不具备直接匹配加工用户所需的切割效率和切割精度。切割精度或机器开发处理效率通常不符合客户的期望，或模具表面处理线是异常的。在开发的初始阶段，机器和设备将具有与设计过程相关的应用条件。更清晰的要求和更精确的设计，可以集成更快的拓扑优化技术来修改结构。

电力集成结构拓扑优化设计技术

采用结构拓扑优化技术，结合电力集成技术，如果铸件的刚性被定义为拓扑优化目标，并且动态误差需求用于将移动的铸件重量逆转为拓扑优化约束，该工具最佳符合设计目标要求可以自动解决。机器结构设计不仅可以满足重量轻的要求，还可以消除对铸造设计中多种修改的需求。最终的精确切割要求可以满足，可以实现高效的结构优化，有效降低人类主观因素的影响，大大提高设计发展效率。

目前，大多数结构拓扑优化技术旨在静态刚性或模态频率。更先进的方法也可用于优化频率响应函数FRF幅度的结构，但是该优化结果仅需要高切除速率。终端应用可以在处理要求下预测切削深度。整理表面纹理要求没有明确的索引。这通常导致机器开发完成后模具表面处理线的异常。机器的动态误差性能与机器的精度相当，这将反映在加工表面纹理的质量上。结构拓扑优化技术与机电仿真技术的集成能够构建机电，结构拓扑优化。用户定义空运行机器加速下所需的动态错误。可以推导出移动铸件的重量与动态误差之间的数学关系作为拓扑优化。该结构的优化与端部切割精度直接相关，这可以大大提高开发效率。

机床可以设置为不同的配置，以满足不同的工业应用方案。频率响应函数FRF是机器非常重要的定量指示器。对于粗加工过程，加工效率是主要考虑因素。频率响应函数FRF可以集成到切割抖动稳态图的计算模型中，以评估切削效率。对于精加工过程，加工精度是主要考虑因素，机器的动态误差性能与精加工表面纹理的质量有关。如果在设计中可以有效地减少机器结构的空行动轨道的动态误差，则在真实机芯切割方面会更好加工精度。

机电整合分析技术可以有效地预测机器的动态误差，并且机器的动态误差性能与每个轴的移动铸件的惯性（质量）有关。用户在空运行期间定义机器加速度的动态误差，并且可以确定移动铸件的重量。动态误差用作拓扑优化的限制条件，这种结构的优化结果与最终的切割精度直接相关。

机电集成结构拓扑优化设计技术的标准操作过程：用户在空运行加速下定义所需计算机的动态误差。机床机械和电气集成的特殊模块，可以反转移动铸造的动态误差与重量曲线之间的数学关系。使用上述关系表达式作为拓扑优化的限制条件，该结构的优化结果可以直接满足设计者的动态错误要求。与传统的拓扑优化技术相比，没有必要集成机械和电气集成技术，以确定初始设计阶段的动态误差性能。通过在开发端修改铸造设计，您可以确认机器后生成的路径错误和伺服控制是否符合客户的准确性要求。电子控制的机器过程也在开发阶段。随着不同伺服控制参数和结构的集成，您可以将机制，电控和流程快速集成到机器开发的初始阶段，以提高机床的开发效率。设计技术的整体变化将导致定性变化，高质量的机床设计过程。