数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统研究

发布时间：2017-10-15 01:00

  本文关键词：数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统研究

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【摘要】：近年来,随着制造业能耗和环境问题的日益严峻以及全球低碳化形势的发展,由于数控机床是制造业最重要的加工设备,加工过程中会消耗大量的能量,数控机床能耗问题的研究较为广泛,已成为绿色制造领域研究的热点问题之一。目前机床能耗问题的研究主要集中在机床能量消耗特性、能量模型、能量效率等方面,缺乏对数控机床及其部件能耗监测的研究。机床能耗监测的研究是获取机床能耗实时数据的有效手段,能够为机床节能优化决策和评估机床能耗提供数据支持。因此,本文针对数控机床由多能耗部件构成的特点,结合功率传感器类型的多样性以及不同人员对能耗信息需求的差异性,对数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统进行了研究。首先,从多能耗部件数量、能耗信息需求、传感器类型等三方面对数控机床多能耗部件在线能耗监测的可配置性进行了分析;在此基础上,提出了数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统框架,进一步设计了系统的体系结构和功能模块。然后,对数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统的关键技术进行了研究。其主要包括以下三方面:基于UML语言的在线能耗监测系统可配置方案设计;数控机床多能耗部件的功率数据采集技术,包括多能耗部件的功率数据采集流程和多线程数据信息处理模型;基于多能耗部件的运行状态的能耗信息分析方法。最后,在上述研究的基础上,以C#语言和VS2008为开发工具,开发了数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测软件系统,该系统主要包括系统配置、能耗监测、能耗分析、结果输出等功能模块。根据某台数控机床的实际情况,搭建可由不同类型的功率传感器构成的能耗监测试验硬件平台;调试运行数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统;在线能耗监测试验表明:该系统运行稳定,有效可行,能够反映机床多能耗部件的能耗信息。
【关键词】：数控机床 多能耗部件 可配置 能耗监测 系统开发
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 论文选题背景8-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 机械加工过程的能耗研究现状11-12
• 1.2.2 数控机床监测研究现状12-14
• 1.2.3 研究现状总结14
• 1.3 论文研究目的意义及项目来源14-16
• 1.3.1 论文研究的目的和意义14-15
• 1.3.2 论文项目来源15-16
• 1.4 论文的研究内容及结构安排16-18
• 2 数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统总体设计18-28
• 2.1 数控机床多能耗部件在线能耗监测系统的需求分析18
• 2.2 数控机床多能耗部件在线能耗监测系统的可配置性描述18-22
• 2.2.1 多能耗部件数量的可配置性18-21
• 2.2.2 能耗信息需求的可配置性21-22
• 2.2.3 传感器类型的可配置性22
• 2.3 数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统总体框架22-23
• 2.4 系统的体系结构设计23-25
• 2.5 系统的功能模块设计25-26
• 2.6 本章小结26-28
• 3 数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统的关键技术研究28-42
• 3.1 基于UML语言的在线能耗监测系统可配置方案设计28-33
• 3.1.1 UML语言概述28-29
• 3.1.2 系统可配置功能设计29-33
• 3.2 数控机床多能耗部件的功率数据采集技术33-36
• 3.2.1 多能耗部件的功率数据采集流程33-34
• 3.2.2 多线程数据信息处理模型34-36
• 3.3 基于多能耗部件的运行状态的能耗信息分析方法36-41
• 3.3.1 数据滤波36-38
• 3.3.2 机床运行状态判别38-39
• 3.3.3 机床能耗信息指标39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 数控机床多能耗部件的可配置在线能耗监测系统实现与应用42-62
• 4.1 系统硬件平台搭建42-47
• 4.1.1 功率信息监测点43-44
• 4.1.2 功率传感器44-47
• 4.2 软件系统的实现47-54
• 4.2.1 软件系统的开发环境47-48
• 4.2.2 软件系统功能模块的实现48-54
• 4.3 监测系统运行实例54-61
• 4.3.1 实验条件54-56
• 4.3.2 实验过程及系统运行效果56-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 结论与展望62-64
• 5.1 结论62
• 5.2 后续研究工作及展望62-64
• 致谢64-66
• 参考文献66-72
• 附录72
• A.攻读硕士学位期间取得的成果目录72
• B.攻读硕士学位期间参加的科研项目72
• C.攻读硕士学位期间获奖情况72

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本文编号：1034157