0 引 言
螺丝锁付是产品装配过程中的重要工序，龙门式多轴自动锁螺丝设备于矩阵式排列短小螺丝的快节拍锁付，例如应用于电视背板灯条的锁付。快速的锁付节拍要求机构有良好的稳定性及灵活性。结构的刚度与固有频率是影响机构稳定性的重要因素，轻便的机构使机器具有更好的动态性能。
龙门横梁是影响整机运动稳定性的重要部件，当前横梁结构优化方法主要分为两大类：横梁板筋形状类型的优化及基于分析软件的尺寸优化。其中：周乐等对四种不同筋板结构的机床龙门横梁进行对比分析，确定o字型筋板具有的力学性能，并进一步对o字筋板进行分析，确定其的尺寸参数范围[1]，但其只针对四种常见结构进行比较，通用性较差；文献[2]对大型龙门数控机床横梁进行了六种主要工况的静力学分析，得出其仍有优化的空间；文献[3]对simp拓扑方法进行分析，并对龙门石材铣削中心龙门进行拓扑优化，实现了小幅度轻量化同时较大幅度的提高刚度；文献[4]对于尺寸变量较多的龙门铣床横梁进行尺寸灵敏度分析，确定主要的影响参数后进行结构优化，取得了一定的效果。但这些优化方法都是针对横梁结构及工况相对复杂、设计变量较多的情况。龙门式多轴自动锁螺丝设备的横梁结构与薄板结构较为相似，且尺寸变量较少，为此引入一种新的优化方法，能更快更好地根据其结构特征进行结构优化。
该方法利用神经网络建立尺寸变量与大变形量及一阶固有频率的映射关系[5-6]，基于deb可行性规则[7]改进粒子群算法，使粒子群算法具备处理约束优化问题的能力，并建立粒子群算法与神经网络的数据交互关系。以横梁质量为目标函数，以极限工况下大变形量及一阶固有频率为约束条件，通过改进的粒子群算法进行寻优，求得各个关键尺寸的参数。