面向數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過(guò)程的能耗建模與仿真方法.pdf

1、節(jié)能減排是我國(guó)制造業(yè)的一項(xiàng)重要科技發(fā)展方向。機(jī)床是制造業(yè)的重要組成部分，而且我國(guó)量大面廣的機(jī)床的能耗總量巨大且有效能量利用率低。減少機(jī)床的能量消耗是我國(guó)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的策略之一。機(jī)床能量消耗過(guò)程的評(píng)估和分析是減少機(jī)床能量消耗的基礎(chǔ)?，F(xiàn)有的機(jī)床能耗評(píng)估和分析的研究主要集中在機(jī)床的基礎(chǔ)性能耗、工藝性能耗和結(jié)構(gòu)性能耗等方面的研究，缺乏對(duì)機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過(guò)程能耗的研究。為此，本論文針對(duì)數(shù)控加工過(guò)程中數(shù)控機(jī)床能量源多、加工任務(wù)及其加工參數(shù)的動(dòng)態(tài)變

2、化等特點(diǎn)，提出了一種面向數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過(guò)程的能耗建模與仿真方法。
　　本文對(duì)數(shù)控機(jī)床的能耗動(dòng)態(tài)性進(jìn)行了分析。在對(duì)數(shù)控機(jī)床多能量源構(gòu)成分析的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程能耗動(dòng)態(tài)性進(jìn)行分析，包括：分析了數(shù)控機(jī)床的能耗受動(dòng)態(tài)變化加工任務(wù)的影響、分析了數(shù)控機(jī)床的能耗受機(jī)床及多能量源動(dòng)態(tài)變化的運(yùn)行狀態(tài)的影響、分析了數(shù)控機(jī)床多能量源的能耗受變化的加工參數(shù)的影響。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合分層的面向?qū)ο?Petri網(wǎng)（HOONet）和部件能耗模型對(duì)數(shù)控機(jī)

3、床動(dòng)態(tài)加工過(guò)程的能耗進(jìn)行建模。其中，通過(guò)構(gòu)建HOONet模型的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)受數(shù)控機(jī)床及多能量源的運(yùn)行狀態(tài)影響的能耗進(jìn)行建模；通過(guò)定義 HOONet模型的著色 token及其相關(guān)屬性來(lái)對(duì)受數(shù)控機(jī)床的加工任務(wù)和加工參數(shù)影響的能耗進(jìn)行建模；通過(guò)建立部件能耗模型來(lái)對(duì)受加工參數(shù)影響的能耗進(jìn)行建模，為HOONet提供受加工參數(shù)影響的能耗數(shù)據(jù)。在以上研究的基礎(chǔ)上，采用 MATLAB/Stateflow語(yǔ)言對(duì)上述模型進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)。通過(guò)仿真三個(gè)工件的數(shù)控