数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法

发布时间：2018-11-17 13:52

【摘要】：机床能量消耗过程的评估和分析是机床能效优化研究的基础。现有研究提出的机床能耗模型主要是静态能耗模型,少数对机床动态性能耗的研究又主要集中在机床运行状态的动态性的建模,缺乏对机床能量源特别是数控机床多能量源的动态性能耗的研究。针对数控机床能量源多、加工任务及加工参数动态变化等特点,提出了一种数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法。对数控机床能耗过程的动态性进行分析;在此基础上,结合面向对象着色赋时Petri网(Colored timed object-oriented Petri net,CTOPN)和虚拟部件方法建立数控机床多能量源动态能耗模型,其中CTOPN模型用于描述数控机床能耗过程机床和多能量源运行状态的动态特性,虚拟部件方法用于描述数控机床多能量源受加工参数影响的动态特性;通过CTOPN中"变迁"蕴含的信息来驱动虚拟部件模型实现对数控机床多能量源的动态能耗特性的建模。案例分析结果证明了该方法的可行性,上述模型可为数控机床动态能耗的预测、综合的能耗特性分析以及定量的能耗影响因素分析提供一种基础支持,具有较广阔的应用前景。
[Abstract]:The evaluation and analysis of the process of machine tool energy consumption is the basis of the optimization of machine tool energy efficiency. The existing energy consumption model of machine tool is mainly static energy consumption model. A few researches on machine tool dynamic energy consumption mainly focus on the dynamic modeling of machine tool running state. Lack of research on dynamic energy consumption of machine tool energy sources, especially numerical control machine tools. According to the characteristics of numerical control machine tools, such as multiple energy sources, machining tasks and dynamic changes of machining parameters, a dynamic energy consumption modeling and simulation method for numerical control machine tools with multiple energy sources is proposed. The dynamic characteristics of the energy consumption process of NC machine tools are analyzed. On this basis, combined with object-oriented colored timed Petri net (Colored timed object-oriented Petri net,CTOPN) and virtual component method, the dynamic energy consumption model of numerical control machine tool with multiple energy sources is established. The CTOPN model is used to describe the dynamic characteristics of the machine tool and the running state of the machine tool with multiple energy sources, and the virtual component method is used to describe the dynamic characteristics of the numerical control machine tool with multiple energy sources affected by the processing parameters. The virtual component model is driven by the information contained in "transition" in CTOPN to model the dynamic energy consumption characteristics of numerical control machine tools with multiple energy sources. The results of case study prove the feasibility of this method. The above model can provide a basic support for the prediction of dynamic energy consumption of NC machine tools, comprehensive analysis of energy consumption characteristics and quantitative analysis of factors affecting energy consumption, and has a broad application prospect.
【作者单位】： 重庆大学机械传动国家重点实验室;南京理工大学机械工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51105394) 国家高技术研究发展计划(863计划,2012AA041306) 江苏省“六大人才高峰”(2014-ZBZZ-006) 中央高校基本科研业务费专项资金(30920130111001)资助项目
【分类号】：TG659

【参考文献】

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2 刘飞;刘霜;;机床服役过程机电主传动系统的时段能量模型[J];机械工程学报;2012年21期

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1 胡韶华;现代数控机床多源能耗特性研究[D];重庆大学;2012年

【共引文献】

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3 冯权;;变频器谐波的危害及抑制[J];科技创新与应用;2012年31期

4 胡韶华;刘飞;胡桐;;数控机床进给系统功率模型及空载功率特性[J];重庆大学学报;2013年11期

5 孙万杰;王仪明;李艳;朱强;金林;;凹版印刷机能耗特性分析[J];北京印刷学院学报;2014年02期

6 谢东;陈国荣;施金良;许弟建;王锋;;基于BP神经网络数控机床切削能耗的研究[J];机床与液压;2012年01期

7 胡韶华;刘飞;何彦;胡桐;;数控机床变频主传动系统的空载能量参数特性研究[J];计算机集成制造系统;2012年02期

8 张红娟;权龙;李斌;;注塑机电液控制系统能量效率对比研究[J];机械工程学报;2012年08期

9 杨进民;;基于PC的高精度三维数控雕铣机[J];科技信息;2012年08期

10 刘飞;刘霜;;机床服役过程机电主传动系统的时段能量模型[J];机械工程学报;2012年21期

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1 Dong Xie;Jinliang Shi;Guorong Chen;Jianqu Zhu;;Research on Fuzzy Neural Network Modeling and Genetic Algorithms Optimization in CNC Machine Tools Energy Saving[A];Proceedings of 2011 International Conference on Computer Science and Information Technology(ICCSIT 2011)[C];2011年

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1 张红娟;变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究[D];太原理工大学;2011年

2 胡韶华;现代数控机床多源能耗特性研究[D];重庆大学;2012年

3 贺晓辉;现代作业车间设备运行状态信息的系统特性及采集方法研究[D];重庆大学;2012年

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5 吕景祥;面向低碳制造的数控机床能量供给建模研究[D];浙江大学;2014年

6 杨扬;基于改进GEP的数控铣削过程物理建模及工艺参数优化方法研究[D];华中科技大学;2013年

7 贾顺;面向低碳制造的机械加工工艺过程能量需求建模与智能计算研究[D];浙江大学;2014年

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1 储晓承;开放式CNC机床加工过程状态监测技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

2 苏凯;螺旋桨五轴数控加工参数优化与能耗计算[D];华中科技大学;2011年

3 胡桐;数控机床进给系统能量特性研究[D];重庆大学;2012年

4 王信锐;数控机床能量模型及其应用研究[D];大连理工大学;2013年

5 毕辉;可重构机器人制造单元控制系统设计与实现[D];广东工业大学;2013年

6 张妍;基于Petri网的A企业区域分拨中心仓储作业流程优化[D];北京交通大学;2013年

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10 罗毅;面向再制造的机床能耗分析模型及节能关键技术研究[D];重庆大学;2013年

【二级参考文献】

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4 徐滨士;刘世参;张伟;史佩京;;绿色再制造工程及其在我国主要机电装备领域产业化应用的前景[J];中国表面工程;2006年S1期

5 张伟;刘仲谦;张纾;徐滨士;;绿色制造与再制造技术研究与发展[J];中国表面工程;2006年S1期

6 胡建辉;李锦庚;邹继斌;谭久彬;;变频器中的IGBT模块损耗计算及散热系统设计[J];电工技术学报;2009年03期

7 程明;曹瑞武;胡国文;蔡桂龙;陈军;;异步电动机调压节能控制方法研究[J];电力自动化设备;2008年01期

8 刘飞,徐宗俊;机床主传动系统能量传输数学模型[J];重庆大学学报(自然科学版);1990年02期

9 施志辉;刘杰;;优化计算切削用量的实用方法[J];工具技术;2008年01期

10 徐滨士;绿色再制造工程——21世纪的重要产业[J];航空制造技术;2002年06期

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3 张会端;机床进给系统的动力学分析[D];吉林大学;2009年

4 施金良;变频调速数控机床运行过程能量特性及节能技术研究[D];重庆大学;2009年

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4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

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3 王静;宝马发动机创新技术试验成功[N];中国工业报;2005年

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