数控铣床能耗模型及其加工优化研究
本文选题:三轴数控铣床 切入点:能耗模型 出处:《山东理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:数控机床是现代制造加工业的主要能耗设备。数控机床在机加工阶段能量源多且复杂、耗能部件众多,对环境产生的影响,99%来源于该过程中的电能消耗。为了减少机床加工过程能量消耗,优化工艺参数,使得机床实际加工中选择更优方案,最终减少数控机床能源消耗,有必要研究如何建立能耗模型并预测加工过程中能耗。本文基于大量国内外文献资料,阐述了数控机床能耗模型与能耗计算模型的研究现状。分析了现有研究中存在的不足,针对特定的数控铣床建立了功率平衡方程和能耗模型,在设定的加工工艺方案和加工参数下预测数控铣床加工过程的能耗,并仿真优化加工参数。分析数控机床的多源能量流和加工阶段能耗,将数控机床加工过程的能耗分为固定能耗、空载能耗、铣削能耗三个部分,建立了加工过程的功率平衡方程和能耗估算模型。提出了一种基于Master CAM软件、VERICUT仿真优化软件和VB的数控机床能耗预测方法。利用Master CAM软件构建加工零件模型,计算刀具加工轨迹,最终生成数控加工程序;利用VERICUT软件仿真优化产生的数控加工程序,获得更优的加工方案;自行编写VB程序读取数控加工代码中不同加工参数,代入建立的能耗计算模型自动计算能耗结果,并对能耗结果进行对比分析。以椭圆槽为加工对象进行实验,计算出具体的铣削能耗,分析结果来验证能耗模型正确性。通过数控铣削过程中的铣削能耗值,对比分析能耗结果及时调整加工方案,为优化数控铣削加工过程铣削能耗奠定理论基础,也为全面分析研究机床能耗提供了可行性方法。
[Abstract]:Numerical control machine tool is the main energy consumption equipment in modern manufacturing and processing industry. In order to reduce the energy consumption in the machining process, optimize the process parameters, make the machine tool choose a better scheme in actual machining, and finally reduce the energy consumption of the NC machine tool, in order to reduce the energy consumption of the NC machine tool, 99% of the impact on the environment is derived from the electric energy consumption in the process. It is necessary to study how to establish the energy consumption model and predict the energy consumption in the process of machining. Based on a large number of domestic and international literature, this paper expounds the research status of the energy consumption model and energy consumption calculation model of NC machine tools, and analyzes the shortcomings of the existing research. The power balance equation and energy consumption model are established for a specific NC milling machine. The energy consumption of the NC milling machine is predicted under the set process plan and processing parameters. The multi-source energy flow and the process energy consumption of NC machine tool are analyzed, and the energy consumption of NC machine tool process is divided into three parts: fixed energy consumption, no-load energy consumption, milling energy consumption. The power balance equation and energy consumption estimation model of machining process are established. A numerical control machine tool energy consumption prediction method based on Master CAM software vericut simulation optimization software and VB is presented. The model of machining parts is constructed by using Master CAM software. Finally, the NC machining program is generated by calculating the cutting tool path, and the NC machining program is simulated and optimized by VERICUT software to obtain a better machining scheme. The VB program is written by itself to read the different machining parameters in the NC machining code. The energy consumption results are calculated automatically by the proposed energy consumption calculation model, and the results of energy consumption are compared and analyzed. The specific milling energy consumption is calculated by taking the elliptical groove as the processing object. The energy consumption model is verified by analyzing the results. By comparing and analyzing the milling energy consumption in numerical control milling process and adjusting the processing scheme in time, the theoretical foundation is established for optimizing milling energy consumption in NC milling process. It also provides a feasible method for comprehensive analysis and research of machine tool energy consumption.
【学位授予单位】:山东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG547
【参考文献】
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,本文编号:1557036
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