激光加工机床抽风管道结构优化设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光加工机床抽风管道结构优化设计方法及装置，获取当前抽风管道的流场空间模型；利用所述流场空间模型，建立所述当前抽风管道的气体动力学分析模型；对所述气体动力学分析模型进行计算，得到对应的质量流率及各个进风口的气流平均速度；当所述质量流率及所述气流平均速度满足预设条件时，确定所述当前抽风管道为优化后的抽风管道结构。如此，对激光加工机床抽风管道结构进行优化，无需经过多次的修正设计和实测循环，便能获得较好的设计方案。因此，上述激光加工机床抽风管道结构优化设计方法及装置能够节约成本。

【技术实现步骤摘要】
激光加工机床抽风管道结构优化设计方法及装置
本专利技术涉及激光加工
，尤其涉及一种激光加工机床抽风管道结构优化设计方法及装置。
技术介绍
激光切割工艺过程中会产生污染物：如在激光切割金属时产生主要由金属氧化物组成的金属烟尘；切割塑料时产生由增塑剂分解形成的油脂烟尘和烟雾。这些污染物必须被合理的收集，否则将会污染环境并危害操作人员的健康，另一方面，若有大量的污染物附着在机床功能部件上，将可能影响机床的功能并降低使用寿命。因此，在激光切割机床中必须采用除尘系统对以上污染物进行吸取、收集、净化。激光切割机床中的除尘系统一般由抽风管道结构和风机(或者除尘器)组成。在设计除尘系统时，必须合理的设计抽风管道结构，并选择与管道结构相匹配的风机，才能获得优良的除尘效果。传统的抽风管道结构的设计通常采用经验公式以及试错法。但由于激光切割机床中的抽风管道结构形式复杂，采用经验公式误差较大，且通常需要多次的修正设计和实测循环后才能获得较好的设计方案。因此，传统的抽风管道结构的设计优化过程耗费人力物力，其成本高。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种节约成本的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法及装置。一种激光加工机床抽风管道结构优化设计方法，包括：获取当前抽风管道的流场空间模型；利用所述流场空间模型，建立所述当前抽风管道的气体动力学分析模型；对所述气体动力学分析模型进行计算，得到对应的质量流率及各个进风口的气流平均速度；当所述质量流率及所述气流平均速度满足预设条件时，确定所述当前抽风管道为优化后的抽风管道结构。一种激光加工机床抽风管道结构优化设计装置，包括：流场空间模型获取模块，用于获取当前抽风管道的流场空间模型；动力分析模型建立模块，用于利用所述流场空间模型，建立所述当前抽风管道的气体动力学分析模型；流率速度确定模块，用于对所述气体动力学分析模型进行计算，得到对应的质量流率及各个进风口的气流平均速度；管道优化结构确定模块，用于当所述质量流率及所述气流平均速度满足预设条件时，确定所述当前抽风管道为优化后的抽风管道结构。上述激光加工机床抽风管道结构优化设计方法及装置，获取当前抽风管道的流场空间模型；利用所述流场空间模型，建立所述当前抽风管道的气体动力学分析模型；对所述气体动力学分析模型进行计算，得到对应的质量流率及各个进风口的气流平均速度；当所述质量流率及所述气流平均速度满足预设条件时，确定所述当前抽风管道为优化后的抽风管道结构。如此，对激光加工机床抽风管道结构进行优化，无需经过多次的修正设计和实测循环，便能获得较好的设计方案。因此，上述激光加工机床抽风管道结构优化设计方法及装置能够节约成本。附图说明图1为一实施例的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法的流程图；图2为图1的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法的抽风管道的结构示意图；图3为另一实施例的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法的流程图；图4为图1或图3的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法的一个具体步骤的具体流程图；图5为图1或图3的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法的另一个具体步骤的具体流程图；图6为一实施例的激光加工机床抽风管道结构优化设计装置的结构图；图7为另一实施例的激光加工机床抽风管道结构优化设计装置的结构图；图8为图6或图7的激光加工机床抽风管道结构优化设计装置的一个模块的单元结构图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，本专利技术一实施例的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法，包括：S110：获取当前抽风管道的流场空间模型。当前抽风管道为优化过程中的一种改进的抽风管道或者为初始的抽风管道。流场空间模型具体可以为流场空间3D模型。具体地，请参阅图2，当前抽风管道包括：连通管210及与所述连通管210通过连接件220连接的出风管230；连通管210包括两条平行的第一连通管211及与两条第一连通管211连通的第二连通管213；第一连通管211上开设有进风口2111；第二连通管213通过连接件220与出风管230连接，连接点为第二连通管213的中点，从而使得两条第一连通管211关于出风管230所在的直线呈轴对称关系。出风管230远离第二连通管213的一端的开口为出风口233。工作时，出风管230连接抽风机，在抽风机的作用下，将激光加工机床产生的污染物通过进风口2111吸入到第一连通管211，依次经过第二连通管213、出风管230，将污染物由出风口233排出抽风管道。为了获得更好的排除污染物的效果，进风口2111可以为不少于两个。优选地，不少于两个的进风口2111均匀的开设于第一连通管211上。可以理解地，两条第一连通管道211上开设的进风口2111关于出风管230所在的直线呈轴对称关系。在其中一个具体实施例中，连接管210为方通。需要说明的是，当前抽风管道的流场空间模型与当前抽风管道的结构对应，但其为封闭结构，从而方便后续建立气体动力学分析模型，及后续计算。S130：利用所述流场空间模型，建立所述当前抽风管道的气体动力学分析模型。在获取的流场空间模型的基础上，建立当前抽风管道的气体动力学分析模型。具体地，可以通过气体动力学分析软件，以流场空间模型为基础，建立当前抽风管道的气体动力学分析模型。S150：对所述气体动力学分析模型进行计算，得到相应的质量流率及各个进风口的气流平均速度。可以通过气体动力学分析软件对所述气体动力学分析模型进行计算，得到相应的质量流率及各个进风口的气流平均速度。具体地，在气体动力学分析软件中提交气体动力学分析模型后，对气体动力学分析模型进行计算，直至气体动力学分析模型收敛。气体动力学分析模型收敛条件具体包括：气体动力学分析模型的连续性方程的残差值<0.001；出风口速度变化逐渐平缓；进风口和出风口的差值/出风口流量<1％。S170：当所述质量流率及所述气流平均速度满足预设条件时，确定所述当前抽风管道为优化后的抽风管道结构。预设条件可以为当前抽风管道对应的质量流率大于上次抽风管道对应的质量流率，且当前抽风管道对应的气流平均速度大于上次抽风管道对应的气流平均速度，同时当前抽风管道的两个相邻的进风口的气流平均速差的差值在预设范围内。其中，气流平均速度差是指，相邻两个进气口的气流平均速度的差值。如此，保证各个进风口气流平均速度的均匀性的同时，提高质量流率及进风口的气流平均速度。从而，对抽风管道进行优化。为了得到更优的抽风管道优化结果。预设条件还可以为，在预设数量个数的抽风管道中，当前抽风管道对应的质量流量、各个进风口的气流平均速度以及两个相邻的进风口的气流平均速度之间的差值在预设范围内的权值为最高值。即，在本实施例中，对质量流量、各个进风口的气流平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工机床抽风管道结构优化设计方法，其特征在于，包括：获取当前抽风管道的流场空间模型；利用所述流场空间模型，建立所述当前抽风管道的气体动力学分析模型；对所述气体动力学分析模型进行计算，得到对应的质量流率及各个进风口的气流平均速度；当所述质量流率及所述气流平均速度满足预设条件时，确定所述当前抽风管道为优化后的抽风管道结构。

【技术特征摘要】
1.一种激光加工机床抽风管道结构优化设计方法，其特征在于，包括：获取当前抽风管道的流场空间模型；利用所述流场空间模型，建立所述当前抽风管道的气体动力学分析模型；对所述气体动力学分析模型进行计算，得到对应的质量流率及各个进风口的气流平均速度；当所述质量流率及所述气流平均速度满足预设条件时，确定所述当前抽风管道为优化后的抽风管道结构。2.根据权利要求1所述的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法，其特征在于，还包括：当所述质量流率或/及所述气流平均速度不满足所述预设条件时，对所述当前抽风管道的结构进行改进，并返回所述获取当前抽风管道的流场空间模型的步骤。3.根据权利要求1所述的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法，其特征在于，所述利用所述流场空间模型，建立所述当前抽风管道的气体动力学分析模型的步骤包括：在所述流场空间模型上划分流体网格；获取流体的材料属性、模型参数及边界条件；根据所述流体网格、所述材料属性、所述模型参数及所述边界条件建立所述当前抽风管道的气体动力学分析模型。4.根据权利要求3所述的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法，其特征在于，所述材料属性包括密度和粘度；或/及，所述模型参数包括基于压力的算法、稳态模型、湍流模型；或/及，所述边界条件包括：所述当前抽风管道的进风口所在面的进气压力边界条件、所述当前抽风管道的出风口所在面的出气压力边界条件。5.根据权利要求1所述的激光加工机床抽风管道结构优化设计方法，其特征在于，所述对所述气体动力学分析模型进行计算，得到相应的质量流率及各个进风口的气流平均速度的步骤，包括：对所述气体动力学分析模型进行计算，直至所述气体动力学分析模型收敛；提取所述气体动力学分析模型收敛时的质量流率及各个进风口的气流平均速度。6.一种激光加工机床抽风管道结构优化设计装置，其特征在于，包括：流场空间模型获取模块，用于获取当前抽风管道的流场...

【专利技术属性】
技术研发人员：万虹，范国成，王燕灵，肖俊君，陈根余，陈燚，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44