本文關(guān)鍵詞：面向數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過程的能耗建模與仿真方法

  更多相關(guān)文章： 數(shù)控機(jī)床 動(dòng)態(tài)加工 多能量源 能耗評(píng)估

【摘要】：節(jié)能減排是我國制造業(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)加工過程能耗的研究。為此,本論文針對(duì)數(shù)控加工過程中數(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)加工過程的能耗建模與仿真方法。主要工作如下:對(duì)數(shù)控機(jī)床的能耗動(dòng)態(tài)性進(jìn)行分析。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驪etri網(wǎng)(HOONet)和部件能耗模型對(duì)數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過程的能耗進(jìn)行建模。其中,通過構(gòu)建HOONet模型的幾何結(jié)構(gòu)來對(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;通過定義HOONet模型的著色token及其相關(guān)屬性來對(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;通過建立部件能耗模型來對(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語言對(duì)上述模型進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)。通過仿真三個(gè)工件的數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過程,從數(shù)控機(jī)床角度和加工任務(wù)角度綜合分析了數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過程的能耗信息,證明了本論文方法的可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控機(jī)床 動(dòng)態(tài)加工 多能量源 能耗評(píng)估
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 論文選題背景8-9
• 1.1.1 制造業(yè)能耗巨大8-9
• 1.1.2 機(jī)床節(jié)能潛力可觀9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 論文研究目的意義及項(xiàng)目來源11-12
• 1.3.1 論文研究目的和意義11-12
• 1.3.2 論文項(xiàng)目來源12
• 1.4 論文研究內(nèi)容的體系結(jié)構(gòu)12-14
• 2 數(shù)控機(jī)床的能耗動(dòng)態(tài)特性分析14-20
• 2.1 數(shù)控機(jī)床多能量源構(gòu)成14-15
• 2.1.1 數(shù)控機(jī)床工作原理14-15
• 2.1.2 數(shù)控機(jī)床多能量源的能耗構(gòu)成15
• 2.2 數(shù)控機(jī)床加工過程能耗動(dòng)態(tài)性分析15-18
• 2.2.1 數(shù)控機(jī)床加工任務(wù)的動(dòng)態(tài)性分析15-16
• 2.2.2 數(shù)控機(jī)床及多能量源的運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)性分析16-17
• 2.2.3 多能量源受加工參數(shù)影響的動(dòng)態(tài)特性分析17-18
• 2.3 本章小結(jié)18-20
• 3 數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過程的能耗建模20-42
• 3.1 建模框架20-21
• 3.2 數(shù)控機(jī)床加工過程Petri網(wǎng)建模21-33
• 3.2.1 分層的面向?qū)ο驪etri網(wǎng)—HOONet的定義21-24
• 3.2.2 機(jī)床層HOONet模型24
• 3.2.3 運(yùn)行狀態(tài)層HOONet模型24-28
• 3.2.4 能耗部件層HOONet模型28-33
• 3.3 數(shù)控機(jī)床部件的能耗建模33-37
• 3.3.1 能耗部件的功率消耗模型33-35
• 3.3.2 能耗部件的時(shí)間消耗模型35-37
• 3.4 數(shù)控機(jī)床部件能耗的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)過程37-40
• 3.4.1 數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過程的能耗計(jì)算37-39
• 3.4.2 驅(qū)動(dòng)模型39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 4 數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)加工過程的能耗仿真與分析42-68
• 4.1 Petri網(wǎng)仿真基礎(chǔ)42-45
• 4.1.1 有限狀態(tài)機(jī)簡介及Stateflow仿真應(yīng)用基礎(chǔ)42-44
• 4.1.2 基于Stateflow的Petri網(wǎng)仿真方法44-45
• 4.2 能耗模型的Stateflow實(shí)現(xiàn)45-52
• 4.2.1 系統(tǒng)的實(shí)體及實(shí)體狀態(tài)分析45-47
• 4.2.2 模型實(shí)現(xiàn)47-52
• 4.3 案例分析52-67
• 4.3.1 棒料零件車削能耗分析52-59
• 4.3.2 差動(dòng)殼體車削能耗分析59-62
• 4.3.3 托盤零件加工能耗分析62-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 5 結(jié)論與展望68-70
• 5.1 結(jié)論68
• 5.2 后續(xù)研究工作及展望68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 附錄78
• A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文78
• B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間從事的主要研究工作78
• C.作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的發(fā)明專利78
• D.作者在攻讀碩士學(xué)位期間所獲獎(jiǎng)勵(lì)78

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本文編號(hào)：802388