基于MTConnect的数控机床网络监测及能耗建模研究
发布时间：2020-12-26 08:34
随着制造业产业规模在持续的增长,制造业每年消耗的能量在逐年增加。数控机床作为制造业的“工作母机”,不仅是生产过程中能量消耗的重要组成部分,也是诸多学者的重点关注方向。本文对数控机床数据监测现状进行深入分析,依据MTConnect协议搭建机床网络监控平台,同时对机床能耗进行建模与预测,主要研究内容包括:(1)通过研究当前数控机床数据监测的现状,确定数控机床网络监测架构,同时详细分析了MTConnect协议的组成结构和工作流程,并根据机床信息建模描述语言,对进行实验的数控机床完成了可扩展标记语言(XML)信息模型的构建。(2)对数控机床数据监测平台进行了总体设计,分析了当前关于机床数据采集的主要技术,利用Fanuc数控机床的二次开发包和功率传感器实现了MTConnect适配器(Adapter)的主要功能,利用C#语言在PC平台上开发了MTConnect的代理(Agent)和客户端(Client)部分,实现了数控机床数据的远程监测。(3)研究了数控机床的能耗组成及其分布特性,通过机床能量流动建立了数控铣削功率平衡方程,建立了基于改进的粒子群算法(Particle Swarm Optimiza...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轴类文档XML文件描述定义的控制器数据项如图2-9所示
图 2-9 控制器文档 XML 描述图 2-10 传感器文档 XML 描述通过传感器测量的电压、电流和功率等电参数也建立了如图 2-10 所示的传感器描
22图 2-10 传感器文档 XML 描述通过传感器测量的电压、电流和功率等电参数也建立了如图 2-10 所示的传感器描述模型，主要包括了三相电压（senVx）、三项电流（senAx）、各项功率（senPx）、各项电能（senEx）、功率因数（senlv）和频率（senf）等。每一个传感器数据项还包括了其数据类型、ID 号和单位，建立的 xml 文档描述如图所示。对于系统组件、门组件主要描述了设备电力系统，液压系统，冷却系统、润滑系统和门开关状态等模块，由于采集的参数比较少，因此不单独列出。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于谐波小波包和BSA优化LS-SVM的铣刀磨损状态识别研究[J]. 董彩云,张超勇,孟磊磊,肖鹏飞,罗敏,林文文. 中国机械工程. 2017(17)
[2]面向能耗的数控铣削过程建模与参数优化[J]. 黄拯滔,杨杰,张超勇,周志恒,谢阳,林文文. 中国机械工程. 2016(18)
[3]基于灰色模糊算法的机床产品制造系统能效评价方法[J]. 毛志慧,王艳. 计算机系统应用. 2016(07)
[4]基于分布式RFID中间件的制造车间数据采集的研究[J]. 孙庆义,郭宇,谢欣平. 机械制造与自动化. 2015(03)
[5]基于labview的机床状态监控系统设计[J]. 范欢迎,王荣林,朱艳. 自动化与仪器仪表. 2014(08)
[6]机械加工系统能量效率研究的内容体系及发展趋势[J]. 刘飞,王秋莲,刘高君. 机械工程学报. 2013(19)
[7]基于MTConnect的数控机床网络化监控技术[J]. 刘日良,张承瑞,姜宇,王科. 计算机集成制造系统. 2013(05)
[8]机床服役过程机电主传动系统的时段能量模型[J]. 刘飞,刘霜. 机械工程学报. 2012(21)
[9]求解约束优化问题的改进微粒群算法[J]. 屈向红,郭靖,夏桂梅,王希云. 太原科技大学学报. 2012(05)
[10]基于BP神经网络数控机床切削能耗的研究[J]. 谢东,陈国荣,施金良,许弟建,王锋. 机床与液压. 2012(01)
博士论文
[1]机械加工系统能量效率评价研究[D]. 王秋莲.重庆大学 2015
[2]开放式数控系统网络化平台关键技术研究与应用[D]. 陆小虎.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[3]面向低碳制造的数控机床能量供给建模研究[D]. 吕景祥.浙江大学 2014
[4]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]. 杨扬.华中科技大学 2013
[5]现代数控机床多源能耗特性研究[D]. 胡韶华.重庆大学 2012
硕士论文
[1]基于支持向量机的加工中心主轴系统状态监测技术研究[D]. 董精华.吉林大学 2017
[2]基于MTConnect的机器人制造单元系统研究与实现[D]. 李杰诚.广东工业大学 2016
[3]基于数据监测与视频监控的机床故障诊断[D]. 郭志明.华中科技大学 2016
[4]基于神经网络集成和果蝇算法的机床能耗预测[D]. 顾闻.华中科技大学 2016
[5]基于支持向量机的数控机床能耗预测及节能方法研究[D]. 陈薇薇.武汉科技大学 2015
[6]基于OPC的数控加工单元数据采集技术研究[D]. 赵旭东.电子科技大学 2015
[7]基于智能移动终端的车间管理系统的设计与实现[D]. 罗企.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[8]基于MTConnect的数控机床监测系统研究[D]. 姜宇.山东大学 2012
[9]基于ARM9的数控机床数据采集系统的研究与开发[D]. 徐永乐.南京航空航天大学 2011
[10]基于宏指令的数控加工过程进度提取技术的研究及应用[D]. 李超.重庆大学 2010
本文编号：2939377
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轴类文档XML文件描述定义的控制器数据项如图2-9所示
图 2-9 控制器文档 XML 描述图 2-10 传感器文档 XML 描述通过传感器测量的电压、电流和功率等电参数也建立了如图 2-10 所示的传感器描
22图 2-10 传感器文档 XML 描述通过传感器测量的电压、电流和功率等电参数也建立了如图 2-10 所示的传感器描述模型，主要包括了三相电压（senVx）、三项电流（senAx）、各项功率（senPx）、各项电能（senEx）、功率因数（senlv）和频率（senf）等。每一个传感器数据项还包括了其数据类型、ID 号和单位，建立的 xml 文档描述如图所示。对于系统组件、门组件主要描述了设备电力系统，液压系统，冷却系统、润滑系统和门开关状态等模块，由于采集的参数比较少，因此不单独列出。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于谐波小波包和BSA优化LS-SVM的铣刀磨损状态识别研究[J]. 董彩云,张超勇,孟磊磊,肖鹏飞,罗敏,林文文. 中国机械工程. 2017(17)
[2]面向能耗的数控铣削过程建模与参数优化[J]. 黄拯滔,杨杰,张超勇,周志恒,谢阳,林文文. 中国机械工程. 2016(18)
[3]基于灰色模糊算法的机床产品制造系统能效评价方法[J]. 毛志慧,王艳. 计算机系统应用. 2016(07)
[4]基于分布式RFID中间件的制造车间数据采集的研究[J]. 孙庆义,郭宇,谢欣平. 机械制造与自动化. 2015(03)
[5]基于labview的机床状态监控系统设计[J]. 范欢迎,王荣林,朱艳. 自动化与仪器仪表. 2014(08)
[6]机械加工系统能量效率研究的内容体系及发展趋势[J]. 刘飞,王秋莲,刘高君. 机械工程学报. 2013(19)
[7]基于MTConnect的数控机床网络化监控技术[J]. 刘日良,张承瑞,姜宇,王科. 计算机集成制造系统. 2013(05)
[8]机床服役过程机电主传动系统的时段能量模型[J]. 刘飞,刘霜. 机械工程学报. 2012(21)
[9]求解约束优化问题的改进微粒群算法[J]. 屈向红,郭靖,夏桂梅,王希云. 太原科技大学学报. 2012(05)
[10]基于BP神经网络数控机床切削能耗的研究[J]. 谢东,陈国荣,施金良,许弟建,王锋. 机床与液压. 2012(01)
博士论文
[1]机械加工系统能量效率评价研究[D]. 王秋莲.重庆大学 2015
[2]开放式数控系统网络化平台关键技术研究与应用[D]. 陆小虎.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[3]面向低碳制造的数控机床能量供给建模研究[D]. 吕景祥.浙江大学 2014
[4]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]. 杨扬.华中科技大学 2013
[5]现代数控机床多源能耗特性研究[D]. 胡韶华.重庆大学 2012
硕士论文
[1]基于支持向量机的加工中心主轴系统状态监测技术研究[D]. 董精华.吉林大学 2017
[2]基于MTConnect的机器人制造单元系统研究与实现[D]. 李杰诚.广东工业大学 2016
[3]基于数据监测与视频监控的机床故障诊断[D]. 郭志明.华中科技大学 2016
[4]基于神经网络集成和果蝇算法的机床能耗预测[D]. 顾闻.华中科技大学 2016
[5]基于支持向量机的数控机床能耗预测及节能方法研究[D]. 陈薇薇.武汉科技大学 2015
[6]基于OPC的数控加工单元数据采集技术研究[D]. 赵旭东.电子科技大学 2015
[7]基于智能移动终端的车间管理系统的设计与实现[D]. 罗企.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[8]基于MTConnect的数控机床监测系统研究[D]. 姜宇.山东大学 2012
[9]基于ARM9的数控机床数据采集系统的研究与开发[D]. 徐永乐.南京航空航天大学 2011
[10]基于宏指令的数控加工过程进度提取技术的研究及应用[D]. 李超.重庆大学 2010
本文编号：2939377
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