引入数控机床超低待机模式的作业车间绿色调度研究
发布时间：2020-12-07 15:34
当前我国机械制造业飞速发展,但加工制造模式粗放现象依然普遍,随着能源环境问题的日益严峻,面向绿色的加工制造成为机械制造业的发展需求。车间层节能是机械制造业实现绿色制造的有效方法之一。机床加工空闲状态能耗是机械制造车间不必要能耗的重要组成,普遍由机床待机模式下辅助单元过量供给产生。优化控制机床待机模式耗能组成,开展车间绿色调度,对实现机械制造车间层节能具有重要意义。本研究深入分析探讨数控机床各功率状态及其耗能组成,通过优化控制数控机床待机模式耗能组成,引入数控机床超低待机模式,降低机床设备加工空闲状态能耗。并将超低待机模式应用于作业车间生产调度中,对引入数控机床超低待机模式的作业车间绿色调度进行重点研究,主要内容如下:（1）针对多元动态的数控机床运行过程,进行数控机床各耗能阶段功耗统计分析。分析数控机床加工模式、待机模式和超低待机模式的耗能组成,并完成数控机床耗能状态阶段划分;依据不同结构的数控机床待机模式和超低待机模式的功率-能耗特性,对数控机床两种待机模式的功耗进行分类统计分析,并采集不同数控机床能耗相关数据进行各模式功耗统计说明,以支持车间层能耗统计。（2）针对引入数控机床超低待机...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＭＸＲ４６０Ｖ实际功率曲线??２．２．２数控机床待机模式功耗特性??
第２章数控机床运行模式功耗特性研宄??可以分成需要回零点和不需要回零点两类。ＰＵＭＡ?２００Ｍ需回零点，ＭＸＲ－４６０Ｖ??则不需要。ＰＵＭＡ?２００Ｍ运行过程实际功率曲线如图２－２。对比图２－１和２－２可??见，ＭＸＲ－４６０Ｖ超低待机模式前期功耗稳定，部分组成系统启动后可立即进行工??艺加工；ＰＵＭＡ２００Ｍ超低待机模式前期功耗也很稳定，但返回参考点后才进行??工艺加工，返回参考点过程能耗较高。??２２－????１８：，?轴返回??＾?零点、??｜数控系统?／?￣??４?－?重启?Ｉ??ｉ?／?／??｜?超低／?／??＾?２?模式：超低待机ｔ????、?前期：模式后期?｜??４???？．??Ｉ?！?＾?ｓｗｉｔｃｈ??「一￣Ｊ—Ｉ—??＃－?？?Ｉ?４????加工音??”待机ｉ加工??■６半模式ｉ?超低待机模式?加工模式丨模式ｉ模式?，??０?５０?１００?１５０?２００?２５０??时间（Ｓ）??图２－２?ＰＵＭＡ?２００Ｍ实际功率曲线??车间层能耗建模过程中，ＭＸＲ－４６０Ｖ这类不需要返回零点的数控机床超低待??机模式功率简化成固定值，对车间能耗统计准确率影响较校但是ＰＵＭＡ２００Ｍ??等需要返回零点的数控机床超低待机模式功率简化成固定值，会降低能耗模型的??准确率。为提高能耗模型准确率，本研究以数控系统重启开始时间为界限，将数??控机床超低待机模式分成超低待机模式前期和超低待机模式后期两部分：超低待??机模式前期功耗以固定功率的方式统计；超低待机模式后期功耗以固定能耗（功??率的时间积分）的方式统计＝??２．３数控机床运行
山东大学硕士学位论文??转换时间时，启用超低待机模式会导致下一个工艺操作开始时间推迟，而??影响其他工艺操作的加工安排，如图２－３所示。为保证工艺操作正常加工。本研??究限定数控机床加工空闲时间较短时只能进入待机模式；当数控机床加工空闲时??间达到模式转换时间时进入超低待机模式。??？??启用?加．［「藏＇邏??数控机床??超低??＾＾—？??时间??图２－３数控机床运行轨迹图??２．４案例分析??本研究实际采集?ＭＸＲ－４６０Ｖ、ＰＵＭＡ２００Ｍ、ＡＣＥ－Ｖ５００?和?ＸＫＡ７１４Ｂ／Ｂ?数控??机床实际功耗数据，并进行这些数控机床各运行模式功耗详细统计分析。??２．４．１实验采集设备??研究采用ＣＷ２４０钳式功率仪采集数控机床实际功耗数据。本研究采样点时??间间隔设置为１００毫秒。采集完成后通过ＣＷ?Ｖｉｅｗｅｒ?ＡＰ２４０Ｅ软件整理分析数??据。ＣＷ２４０钳式功率仪、ＣＷＶｉｅｗｅｒＡＰ２４０Ｅ软件界面如图２－４和２－５所示。??图２－４?ＣＷ２４０钳式功率仪外观图??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进遗传算法的多目标柔性作业车间节能调度问题[J]. 王雷,蔡劲草,石鑫. 南京理工大学学报. 2017(04)
[2]两部门印发绿色制造标准体系建设指南[J]. 本刊讯. 墙材革新与建筑节能. 2016(11)
[3]面向工件随机到达的机床节能运行方法[J]. 何彦,陈鹏文,鄢萍,王禹林,冯立斌. 计算机集成制造系统. 2016(04)
[4]中国制造2025[J]. 黎丽,谢伟,魏书传,汪杨. 金融经济. 2015(13)
[5]作业车间碳排放动态特性及二阶优化调度模型[J]. 李玉霞,曹华军,李洪丞,陶桂宝. 计算机集成制造系统. 2015(10)
[6]基于混合粒子群-NEH算法求解无等待柔性流水车间调度问题[J]. 张其亮,陈永生. 系统工程理论与实践. 2014(03)
[7]数控机床回参考点原理及故障分析[J]. 訾乃宝. 煤矿机械. 2013(06)
[8]考虑行为主体的单机调度干扰管理模型[J]. 姜洋,孙伟,丁秋雷,张旭. 机械工程学报. 2013(14)
[9]840D数控系统启动数据的备份与恢复[J]. 卢新林. 设备管理与维修. 2012(07)
[10]高能效绿色机床技术分析与发展展望[J]. 曹华军,罗毅. 金属加工(冷加工). 2012(12)
博士论文
[1]数控机床能耗建模与面向能量的加工参数优化[D]. 周丽蓉.山东大学 2018
硕士论文
[1]数控机床主传动系统运行能耗状态在线监视系统研究[D]. 黄文帝.重庆大学 2013
本文编号：2903505
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＭＸＲ４６０Ｖ实际功率曲线??２．２．２数控机床待机模式功耗特性??
第２章数控机床运行模式功耗特性研宄??可以分成需要回零点和不需要回零点两类。ＰＵＭＡ?２００Ｍ需回零点，ＭＸＲ－４６０Ｖ??则不需要。ＰＵＭＡ?２００Ｍ运行过程实际功率曲线如图２－２。对比图２－１和２－２可??见，ＭＸＲ－４６０Ｖ超低待机模式前期功耗稳定，部分组成系统启动后可立即进行工??艺加工；ＰＵＭＡ２００Ｍ超低待机模式前期功耗也很稳定，但返回参考点后才进行??工艺加工，返回参考点过程能耗较高。??２２－????１８：，?轴返回??＾?零点、??｜数控系统?／?￣??４?－?重启?Ｉ??ｉ?／?／??｜?超低／?／??＾?２?模式：超低待机ｔ????、?前期：模式后期?｜??４???？．??Ｉ?！?＾?ｓｗｉｔｃｈ??「一￣Ｊ—Ｉ—??＃－?？?Ｉ?４????加工音??”待机ｉ加工??■６半模式ｉ?超低待机模式?加工模式丨模式ｉ模式?，??０?５０?１００?１５０?２００?２５０??时间（Ｓ）??图２－２?ＰＵＭＡ?２００Ｍ实际功率曲线??车间层能耗建模过程中，ＭＸＲ－４６０Ｖ这类不需要返回零点的数控机床超低待??机模式功率简化成固定值，对车间能耗统计准确率影响较校但是ＰＵＭＡ２００Ｍ??等需要返回零点的数控机床超低待机模式功率简化成固定值，会降低能耗模型的??准确率。为提高能耗模型准确率，本研究以数控系统重启开始时间为界限，将数??控机床超低待机模式分成超低待机模式前期和超低待机模式后期两部分：超低待??机模式前期功耗以固定功率的方式统计；超低待机模式后期功耗以固定能耗（功??率的时间积分）的方式统计＝??２．３数控机床运行
山东大学硕士学位论文??转换时间时，启用超低待机模式会导致下一个工艺操作开始时间推迟，而??影响其他工艺操作的加工安排，如图２－３所示。为保证工艺操作正常加工。本研??究限定数控机床加工空闲时间较短时只能进入待机模式；当数控机床加工空闲时??间达到模式转换时间时进入超低待机模式。??？??启用?加．［「藏＇邏??数控机床??超低??＾＾—？??时间??图２－３数控机床运行轨迹图??２．４案例分析??本研究实际采集?ＭＸＲ－４６０Ｖ、ＰＵＭＡ２００Ｍ、ＡＣＥ－Ｖ５００?和?ＸＫＡ７１４Ｂ／Ｂ?数控??机床实际功耗数据，并进行这些数控机床各运行模式功耗详细统计分析。??２．４．１实验采集设备??研究采用ＣＷ２４０钳式功率仪采集数控机床实际功耗数据。本研究采样点时??间间隔设置为１００毫秒。采集完成后通过ＣＷ?Ｖｉｅｗｅｒ?ＡＰ２４０Ｅ软件整理分析数??据。ＣＷ２４０钳式功率仪、ＣＷＶｉｅｗｅｒＡＰ２４０Ｅ软件界面如图２－４和２－５所示。??图２－４?ＣＷ２４０钳式功率仪外观图??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进遗传算法的多目标柔性作业车间节能调度问题[J]. 王雷,蔡劲草,石鑫. 南京理工大学学报. 2017(04)
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[3]面向工件随机到达的机床节能运行方法[J]. 何彦,陈鹏文,鄢萍,王禹林,冯立斌. 计算机集成制造系统. 2016(04)
[4]中国制造2025[J]. 黎丽,谢伟,魏书传,汪杨. 金融经济. 2015(13)
[5]作业车间碳排放动态特性及二阶优化调度模型[J]. 李玉霞,曹华军,李洪丞,陶桂宝. 计算机集成制造系统. 2015(10)
[6]基于混合粒子群-NEH算法求解无等待柔性流水车间调度问题[J]. 张其亮,陈永生. 系统工程理论与实践. 2014(03)
[7]数控机床回参考点原理及故障分析[J]. 訾乃宝. 煤矿机械. 2013(06)
[8]考虑行为主体的单机调度干扰管理模型[J]. 姜洋,孙伟,丁秋雷,张旭. 机械工程学报. 2013(14)
[9]840D数控系统启动数据的备份与恢复[J]. 卢新林. 设备管理与维修. 2012(07)
[10]高能效绿色机床技术分析与发展展望[J]. 曹华军,罗毅. 金属加工(冷加工). 2012(12)
博士论文
[1]数控机床能耗建模与面向能量的加工参数优化[D]. 周丽蓉.山东大学 2018
硕士论文
[1]数控机床主传动系统运行能耗状态在线监视系统研究[D]. 黄文帝.重庆大学 2013
本文编号：2903505
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