機床是工業(yè)生產(chǎn)制造的平臺,同時也是加工過程能耗的主體。因此,對機床能耗特性進行監(jiān)測分析,并探尋有效的機床運行節(jié)能方法,是實現(xiàn)可持續(xù)制造的必要條件之一。為此,本文以機床加工過程能耗監(jiān)測為研究對象,設(shè)計開發(fā)了一種機床加工能耗實時監(jiān)測系統(tǒng),可實現(xiàn)對機床主要耗能部件和加工過程能耗進行實時監(jiān)測,并進行了應(yīng)用驗證。論文的主要工作包括:(1)針對數(shù)控機床加工過程能耗特性和實時信號采集的需求,對機床加工能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)進行了總體方案設(shè)計、硬件選擇設(shè)計以及電路設(shè)計,搭建了具備上位機信息交互單元和下位機信息采集單元的監(jiān)測系統(tǒng)硬件工作平臺。(2)在搭建監(jiān)測系統(tǒng)硬件工作平臺的基礎(chǔ)上,結(jié)合各功能模塊設(shè)計,進行了監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計開發(fā)。其中,對下位機進行配置開發(fā)了信號采集和數(shù)據(jù)傳輸兩個功能模塊,在上位機編程軟件平臺開發(fā)了具有數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲和遠程控制功能的人機交互軟件。(3)通過對數(shù)控銑床加工過程各階段的能耗測定,驗證了所開發(fā)機床加工能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)的可行性,進而應(yīng)用該系統(tǒng),對變工藝參數(shù)下的數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)能耗、切削能耗、加工過程總能耗等進行了測試分析,探討了切削用量和冷卻潤滑條件等對機床加工過程能耗的影響,...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 機床能耗模型
        1.2.2 機床能耗監(jiān)測
        1.2.3 機床節(jié)能方法
    1.3 論文的研究內(nèi)容與思路
第二章 機床加工能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計
    2.1 機床加工過程能耗模型
        2.1.1 機床能耗部件組成分析
        2.1.2 機床加工過程功率平衡方程
    2.2 監(jiān)測系統(tǒng)總體方案設(shè)計
        2.2.1 監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理設(shè)計
        2.2.2 監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)和要求
        2.2.3 監(jiān)測系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.3 系統(tǒng)硬件的選擇設(shè)計
        2.3.1 傳感器的選擇
        2.3.2 上位機的選擇
        2.3.3 下位機的選擇
    2.4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
        2.4.1 晶振電路設(shè)計
        2.4.2 板間連接電路設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
第三章 機床加工能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā)
    3.1 監(jiān)測系統(tǒng)的軟件功能設(shè)計
    3.2 下位機信號采集軟件開發(fā)
    3.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊軟件開發(fā)
        3.3.1 串行總線協(xié)議選擇
        3.3.2 上位機總線驅(qū)動開發(fā)
        3.3.3 下位機總線驅(qū)動開發(fā)
        3.3.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊功能實現(xiàn)
    3.4 上位機人機交互軟件開發(fā)
        3.4.1 數(shù)據(jù)顯示模塊開發(fā)
        3.4.2 數(shù)據(jù)存儲模塊開發(fā)
        3.4.3 遠程控制模塊開發(fā)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 機床加工能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)的測試驗證與應(yīng)用
    4.1 機床加工過程能量平衡方程
    4.2 機床加工能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)的測試驗證
        4.2.1 試驗方案設(shè)計
        4.2.2 測試結(jié)果與分析
    4.3 機床加工過程能耗試驗與分析
        4.3.1 主傳動系統(tǒng)能耗試驗與分析
        4.3.2 切削能耗試驗與分析
        4.3.3 加工過程總能耗數(shù)據(jù)分析
        4.3.4 潤滑條件下能耗試驗與分析
        4.3.5 機床加工能效提升策略
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3742637