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

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—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-结构-功能-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。