制造業(yè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主體,作為制造業(yè)的工業(yè)母機(jī),數(shù)控機(jī)床的功率需求不斷增大,造成的資源枯竭、全球變暖等環(huán)境問(wèn)題也逐漸加重,提高數(shù)控機(jī)床能量效率問(wèn)題是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的重點(diǎn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,車(chē)間設(shè)備的加工信息可以更加全面迅速的反映出來(lái),促進(jìn)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的融合是未來(lái)加工車(chē)間發(fā)展的趨勢(shì)。本文針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)控銑床加工,開(kāi)展基于信息物理系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床能耗建模及切削參數(shù)優(yōu)化研究,實(shí)現(xiàn)自組織、自適應(yīng)優(yōu)化數(shù)控機(jī)床加工能效,主要研究?jī)?nèi)容包括:首先,構(gòu)建面向數(shù)控設(shè)備的信息物理系統(tǒng),采用MTConnect標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范數(shù)據(jù)采集,以兼容系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)的異構(gòu)型和多樣性。從實(shí)際出發(fā)完成信息物理系統(tǒng)架構(gòu)中物理實(shí)體與信息空間的數(shù)據(jù)映射,得到系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)信息和加工信息。其次,分析數(shù)控機(jī)床能耗特性,將數(shù)控加工能耗劃分為三個(gè)階段。并提出引力搜索算法改進(jìn)布谷鳥(niǎo)算法（Gravity-search based Cuckoo Search Algorithm,GCSA）,綜合利用平滑濾波法、多元線(xiàn)性回歸以及GCSA優(yōu)化核極限學(xué)習(xí)機(jī)方法建立數(shù)控機(jī)床能耗模型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)論證,得到數(shù)控銑床輸入功率函數(shù)模型,并與文獻(xiàn)模型對(duì)比,驗(yàn)證了提出模型... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

MTConnect“2A”模式結(jié)構(gòu)圖

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文統(tǒng)基本信息、控制器信息、加工類(lèi)信息以及傳感器信息。以此建立數(shù)控設(shè)備的信息數(shù)據(jù)模型，對(duì)應(yīng)生成代理的 XML 文件，此配置文件將作為該設(shè)備在 CPS 體系中的“數(shù)據(jù)名片”，通過(guò)此名片實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體與信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)映射。通過(guò) XML 報(bào)文規(guī)范傳輸?shù)臄?shù)據(jù)成為 MTConnect 信息流，這些信息流根據(jù)時(shí)間變化定期更新數(shù)據(jù)，其中包括檢查機(jī)器設(shè)備的結(jié)構(gòu)信息、一般屬性信息以及特定狀態(tài)信息。根據(jù) MTConnect 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，客戶(hù)端查詢(xún)數(shù)據(jù)類(lèi)型主要分為四類(lèi)：probe，查詢(xún)?cè)O(shè)備組件構(gòu)成信息及相關(guān)數(shù)據(jù)定義等基礎(chǔ)信息；current，查詢(xún)指定設(shè)備的當(dāng)前數(shù)據(jù)信息；sample，可以獲得指定一段時(shí)間內(nèi)指定設(shè)備數(shù)據(jù)信息；asset，查詢(xún)?cè)O(shè)備可用資產(chǎn)（比如刀具、夾具）信息。針對(duì)不同的請(qǐng)求，代理也會(huì)返回 MTConnect Devices、MTConnect Streams、MTConnect Asset 和 MTConnect Error 等相應(yīng)信息[63]。

圖 2-6 監(jiān)控設(shè)備指定數(shù)據(jù)流映射 XML 文檔2.4 本章小結(jié)本章主要介紹了面向數(shù)控設(shè)備的 CPS 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)，從設(shè)備層、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層、網(wǎng)絡(luò)層、認(rèn)知層和應(yīng)用層分別介紹 CPS 的功能。并針對(duì) CPS 系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)的異構(gòu)型和多樣性，采用基于 MTConnect 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議指定數(shù)據(jù)采集的規(guī)范。著重介紹了 MTConnect 架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)異構(gòu)統(tǒng)一的“2A”模式，并系統(tǒng)介紹了基于 MTConnect 協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能模塊。最后從實(shí)際出發(fā)分析數(shù)控設(shè)備的信息源，從而實(shí)現(xiàn) CPS架構(gòu)中物理實(shí)體與信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合，為接下來(lái)的數(shù)據(jù)處理和決策反饋奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]機(jī)械切削加工系統(tǒng)低碳運(yùn)行優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用[D]. 林文文.華中科技大學(xué) 2016
[2]機(jī)械加工制造過(guò)程能耗優(yōu)化方法研究[D]. 張中偉.浙江大學(xué) 2016
[3]面向低碳制造的數(shù)控機(jī)床能量供給建模研究[D]. 呂景祥.浙江大學(xué) 2014

碩士論文
[1]數(shù)控機(jī)床能耗建模與切削參數(shù)節(jié)能優(yōu)化研究[D]. 徐敬通.大連理工大學(xué) 2016
[2]基于支持向量機(jī)的數(shù)控機(jī)床能耗預(yù)測(cè)及節(jié)能方法研究[D]. 陳薇薇.武漢科技大學(xué) 2015
[3]面向能效的數(shù)控銑削加工工藝參數(shù)優(yōu)化模型及方法研究[D]. 李鵬宇.重慶大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2981689