本文選題：加工中心 + 節(jié)能優(yōu)化方法��； 參考：《武漢科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),機(jī)床作為制造業(yè)的生產(chǎn)“母機(jī)”,其節(jié)能運(yùn)行研究是國家實(shí)施節(jié)能減排戰(zhàn)略的需要,也是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。加工中心作為機(jī)床系統(tǒng)的重要組成部分,廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車制造等高精密工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,其生產(chǎn)性能和擁有量已成為當(dāng)今衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平與綜合國力的重要標(biāo)志,是國家工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)與支撐。相比于普通數(shù)控機(jī)床,加工中心能耗特性復(fù)雜,有效能量利用率低,節(jié)能潛力巨大,提高其能量利用率對于機(jī)床系統(tǒng)整體能效水平的提升至關(guān)重要�；诖�,本課題依托國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“基于工件能耗屬性的制造系統(tǒng)能效提升方法研究”(編號:51275365)與國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目“典型機(jī)床綠色生產(chǎn)工藝技術(shù)評估及應(yīng)用支持系統(tǒng)研究”(編號:2014AA041504)對數(shù)控加工中心機(jī)械加工工藝過程的節(jié)能優(yōu)化方法進(jìn)行了研究。主要工作如下:首先,對加工中心機(jī)械加工系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與能量流動(dòng)特性進(jìn)行分析,確定加工中心的能量流組成,在此基礎(chǔ)上建立加工中心機(jī)械加工過程的能耗量化公式,并對各能耗系統(tǒng)的功率平衡方程進(jìn)行分析研究,搭建加工中心機(jī)械加工系統(tǒng)的總能耗模型,為后續(xù)節(jié)能優(yōu)化方法的研究奠定理論基礎(chǔ)。其次,對加工中心切削加工過程的切削用量優(yōu)化方法進(jìn)行研究,確定優(yōu)化變量,搭加工中心切削加工過程的成本函數(shù)和能耗函數(shù),綜合考慮生產(chǎn)機(jī)床、加工刀具等約束條件,建立加工中心切削加工參數(shù)的節(jié)能優(yōu)化模型,采用加權(quán)法將多目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化成單目標(biāo),并基于自適應(yīng)粒子群算法對目標(biāo)函數(shù)尋優(yōu)求解,為加工中心實(shí)施工藝參數(shù)的節(jié)能優(yōu)化提供支持。再次,對加工中心切削加工過程的工藝路線優(yōu)化問題進(jìn)行分析,提出了工步元的概念用于描述待加工零件的特征;在充分考慮工步元之間的優(yōu)先約束關(guān)系的條件下,構(gòu)建加工中心工步排序問題的節(jié)能優(yōu)化模型;提出了一種基于約束分析的工步鏈智能生成算法與遺傳算法相結(jié)合的混合式算法用于求解建立的優(yōu)化模型,為加工中心實(shí)施工藝路線的節(jié)能優(yōu)化提供支持。最后,分別以平面銑削工藝和乳化液泵箱體的加工過程為例,在TH6350臥式加工中心上,對論文提出的工藝參數(shù)和工藝路線優(yōu)化方法進(jìn)行了應(yīng)用分析,驗(yàn)證了論文所提優(yōu)化方法的有效性與可行性。
[Abstract]:The manufacturing industry is the pillar industry of the national economy. As the "mother machine" of the manufacturing industry, the research on the energy-saving operation of the machine tool is the need of the country to implement the strategy of energy saving and emission reduction, and it is also an important way for the manufacturing industry to realize the sustainable development. As an important part of machine tool system, machining center is widely used in the fields of high precision industrial production, such as aviation, aerospace, automobile manufacturing, etc. Its production performance and ownership have become an important symbol to measure the level of scientific and technological development and comprehensive national strength of a country. It is also the foundation and support of national industrial development. Compared with conventional NC machine tools, the energy consumption characteristics of machining centers are complex, the effective energy utilization ratio is low, and the energy saving potential is huge. It is very important to improve the overall energy efficiency level of the machine tool system. Based on this, Based on the National Natural Science Foundation of China, the project "Research on Energy efficiency Promotion method of Manufacturing system based on Energy consumption attribute of workpiece" (No. 51275365) and National High Technology Research and Development Program "typical Green Machine tool production worker" A study on the Technology Evaluation and Application support system "(No.: 2014AA041504) was carried out to study the energy-saving optimization method of the machining process in the NC machining center. The main work is as follows: firstly, the operating characteristics and energy flow characteristics of machining center machining system are analyzed, and the energy flow composition of machining center is determined. On this basis, the energy consumption quantification formula of machining center machining process is established. The power balance equation of each energy consumption system is analyzed and studied, and the total energy consumption model of machining center machining system is set up, which lays a theoretical foundation for the further study of energy saving optimization method. Secondly, the optimization method of cutting parameters in machining center cutting process is studied, and the optimization variables are determined, the cost function and energy consumption function of machining center machining process are determined, and the constraint conditions such as production machine tool, machining tool and so on are considered synthetically. The energy-saving optimization model of machining parameters in machining center is established. The multi-objective function is transformed into a single objective by weighted method, and the objective function is solved by adaptive particle swarm optimization algorithm. Provide support for energy saving optimization of process parameters in machining center. Thirdly, the optimization problem of machining process in machining center is analyzed, and the concept of step element is put forward to describe the characteristics of parts to be processed. The energy saving optimization model of processing center step scheduling problem is constructed, and a hybrid algorithm based on constraint analysis is proposed to solve the optimization model, which combines the intelligent generation algorithm of step chain and genetic algorithm. Provide support for energy saving optimization of process route in machining center. Finally, taking the machining process of plane milling process and emulsion pump box as examples, the application analysis of the process parameters and process route optimization methods proposed in the paper is carried out on the TH6350 horizontal machining center. The effectiveness and feasibility of the proposed optimization method are verified.
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659

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本文編號：1979220