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76工具技术

桥式龙门铣床多进给平台结构耦合动力响应

特性分析

1，23114

李腾，任万滨，刘昊燃，吴东航，于爱慈

12

齐齐哈尔大学机电工程学院；黑龙江省智能制造装备产业化协同创新中心；

34

哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院；齐齐哈尔大学轻工与纺织学院

摘要：针对桥式龙门铣床整机作业过程中存在的多进给平台结构耦合振动影响的问题，考虑系统受到外激励

等因素，重点研究铣床进给平台的动力响应特性。基于第二类拉格朗日动力学方程建立系统整机的振动运动微分

方程，利用数值分析的方法得到铣床各进给平台结构振动响应特征，并基于能量热图、PCA得出系统耦合效应下的

能量直观流动情况与参数的灵敏度、贡献度分析。结果表明，依据时域曲线分析可得，纵向工作台振动位移在x，y，

z方向较铣床其他工作平台更大，说明在耦合作用下，其振动响应更为复杂；依据频域曲线可知，纵向工作台在x，y，

z方向相较于铣床其他工作平台振动更为强烈明显；依据振动相图与能量分析图可知，3个工作平台在振动过程中

整体稳定性良好；系统整体在结构耦合的作用下会发生复杂的动态响应与能量流动，并能保持整体能量流稳定，且

对外激励幅值参数更为敏感，为系统的优化设计与振动控制提供了理论依据。

关键词：耦合作用；振动特性；数学模型；能量分析

中图分类号：TG54；TH113文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1000-7008.2025.09.010

ImprovementDesignandMotionSimulationofBridgeGantryMilling

MachineStructure

LiTeng,RenWanbin,LiuHaoran,WuDonghang,YuAici

Abstract:Tosolvetheproblemofcoupledvibrationofmulti-feedplatformstructureintheoperationprocessof

bridgetypeplaner-typemillingmachine,thedynamicresponsecharacteristicsofthemillingmachinesfeedplatform

aremainlystudiedconsideringtheexternalexcitationofthesystem.BasedonthesecondLagrangedynamicequation,

thedifferentialequationofvibrationmotionofthewholesystemisestablished,andthevibrationresponsecharacteris‐

ticsofeachfeedplatformofthemillingmachineareobtainedbynumericalanalysis,ba