杜 洋 赵 凯 邓文敬 朱忠良 张 骏

(①上海航天设备制造总厂有限公司，上海 200245;②上海复杂金属构件增材制造工程技术中心，上海 200245)

目前，由于激光光学头部分重量相对传统制造设备具有重量轻、非接触加工无负载的特点，部分机床型激光加工设备采用稳定性较好的轻量化龙门式结构。轻量化龙门式激光加工机床主体结构作为机床的组成部件，不仅支撑着床身重要的传动机构及主轴，同时承受着机床工作过程中运动部件的动态负载，而主体结构动态特性的好坏将直接影响激光光斑位置精度，最终影响到零件的加工质量。同时相对于传统机床一体化制造结构，轻量化龙门式结构存在刚性较弱的特点。因此，有必要对轻量化龙门式激光加工机床主体结构进行动态特性分析。

李灿丽等人[1]对数控铣床工作平台进行动态特性研究，找出了结构共振发生较多的位置并进行了优化；孟祥志等人[2]对3-TPS混联铣床进行振动特性研究，并分析了刀尖位置的位移偏差；赵成喜[3]对六轴数控机床主轴进行了模态分析，重点研究了机床进给切削时的动态特性；马春生等人[4]基于有限元法研究了龙门式混联机床主体结构动态特性的解析和建模方法。综上，目前大多数文献研究对象均为接触加工机床，而对非接触时轻量化低刚度机床却鲜有研究。本文以多轴联动大型龙门式激光熔覆成形设备(Kre-LMD6000)主体结构为研究对象，建立设备主体结构有限元模型，在ANSYS仿真平台上对该结构进行模态分析及谐响应分析，为轻量化龙门式激光加工机床主体结构设计提供了理论参考依据。……