面向能效的數(shù)控加工工藝參數(shù)優(yōu)化方法研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著社會的快速發(fā)展，能源危機(jī)日漸嚴(yán)峻。機(jī)械制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，在創(chuàng)造巨大財富的同時也消耗了大量能源。針對我國機(jī)械制造業(yè)高能耗和低能效率的現(xiàn)狀，分析機(jī)械加工過程的能耗特性，研究降低機(jī)床能耗的重要規(guī)律和提高機(jī)床能效的方法是機(jī)械制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。本論文在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)課題“機(jī)床產(chǎn)品機(jī)械加工制造系統(tǒng)能效優(yōu)化提升技術(shù)及應(yīng)用”(編號：2014AA041506)和國家自然科學(xué)基金面上項目“面向廣義能量效

2、率的數(shù)控加工工藝規(guī)劃理論與方法研究”(編號：51475059)的資助下，對面向能效的數(shù)控加工工藝參數(shù)優(yōu)化方法及支持系統(tǒng)進(jìn)行了研究，可為我國機(jī)械制造企業(yè)的節(jié)能減排以及提高能量高效利用提供理論參考。
　　本文首先分析數(shù)控加工過程的能耗構(gòu)成特性和能耗時段特性，基于分析能耗特性構(gòu)建數(shù)控加工能量效率函數(shù)；然后，通過工藝參數(shù)能效提升實驗研究工藝參數(shù)變化對能效的影響規(guī)律。其次，在能耗特性分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行非線性回歸擬合獲取數(shù)控加工能耗模型，并對得

3、到的能效模型可靠性進(jìn)行了驗證；最后分析了工藝參數(shù)對能效和時間的影響規(guī)律。然后，建立了以比能最小和加工時間最短為優(yōu)化目標(biāo)的工藝參數(shù)優(yōu)化模型；然后基于禁忌算法對所建模型進(jìn)行了優(yōu)化求解，并以典型數(shù)控車削和數(shù)控銑削加工工藝進(jìn)了參數(shù)優(yōu)化，對兩種加工工藝下的優(yōu)化結(jié)果以及物料去除率對能效和時間的影響規(guī)律進(jìn)行了分析。再次，基于提出的面向能效的數(shù)控加工系統(tǒng)工藝參數(shù)優(yōu)化模型與方法，開發(fā)了數(shù)控加工工藝參數(shù)優(yōu)化支持系統(tǒng)。闡述了支持系統(tǒng)的總體框架及工作流程、主要