面向低碳制造的数控机床能量供给建模研究

【摘要】机械加工广泛应用于制造业并消耗了大量能量。研究表明准确计算机械加工工艺过程能耗是实现低碳制造的第一步。然而,机床能量供给模型和数据缺乏,导致机械加工能耗计算和优化难以进行。本文以数控机床运动和材料去除为研究对象,提出了理论实验相结合的能量供给建模方法,实现了对数控机床运动和材料去除能量供给的预测,能够为机械加工能耗计算提供准确的数控机床能量供给数据。本文主要做了以下工作：第一章：介绍了论文的研究背景,课题的来源、目的和意义；回顾了国内外相关领域研究现状并阐述了论文的主要研究内容和章节安排。第二章：列举数控机床运动,给出数控机床运动的能量供给建模方法及其对应的章节；搭建了功率和切削力数据采集实验装置；实验测量得到了基本运动、喷冷却液、喷冷却液启动和自动换刀的功率和时间数据。第三章：建立了面向多传动链的主轴旋转功率分段函数模型,实验测量CK6153i数控车床不同传动链条件下不同转速的主轴旋转功率,统计分析得到主轴旋转功率模型；建立了主轴旋转加速能量供给关于加速前后主轴转速的数学模型,针对理论模型系数难以获得的问题,进一步提出主轴旋转加速能量供给的实验建模方法,并验证了理论和实验建模方法的有效性；建立了进给运动功率关于进给速度的二次函数模型,实验测量CK6153i数控车床X、Z轴不同进给速度下的进给运动功率,统计分析得到进给运动功率模型；建立了快速进给能量供给关于进给距离的数学模型,进一步提出了快速进给能量供给的实验建模方法,并验证了理论和实验建模方法的有效性。第四章：建立了外圆车削功率和平面铣削功率指数型模型。应用正交实验设计,选用45号钢、6061铝合金和QT500-7球墨铸铁进行外圆车削实验,选用45号钢进行平面铣削实验,根据实验结果进行多元线性回归分析得到了功率模型中的系数。将所得到的模型同文献已有模型进行对比,结果表明所得到的材料去除功率模型的预测精度高于其他模型。第五章：选择两台不同数控车床、一台数控铣床和一台加工中心进行实验测试,根据实验结果对数控机床能量供给建模,验证了所提出的能量供给建模方法的适应性。第六章：对论文的主要研究内容进行总结,归纳其中的创新点,并对后续研究进行展望和探讨。
【作者】吕景祥；
【导师】唐任仲；
【作者基本信息】浙江大学，机械制造及其自动化，2014，博士
【关键词】低碳制造；数控机床；运动；能量供给；理论建模；实验分析；适应性；

【参考文献】
[1]马东兴.功能化水热炭材料的制备及应用[D].燕山大学,2014.
[2]孟祥福.中国年画在动画设计中的研究与运用[D].西安工程大学,设计艺术学,2013,硕士.
[3]任婷婷.完善我国上市公司退市标准的若干思考[D].复旦大学,会计学,2012,硕士.
[4]刘俊.陕西省经济效率与可持续发展研究[D].西北大学,国民经济学,2014,硕士.
[5]张秋丽.《新青年》定语欧化现象研究[D].河北大学,汉语言文字学,2014,硕士.
[6]黄齐来,沈海阔,韩蕾,张维大,聂蒙.基于AMESim的气液并行同步系统建模与仿真设计[J].液压气动与密封,2014,11:29-33.
[7]黄丽华.外阴阴道念珠菌菌种分型，药敏分析及耐药基因ERG11突变的研究[D].吉林大学,妇产科学,2014,硕士.
[8]萧正艳.刘德海“田园篇”作品分析[D].天津音乐学院,音乐表演,2013,硕士.
[9]王晖.试论数字图书馆在企业信息化中的应用[J].图书馆杂志,2005,06:49-52.
[10]张德政.黄金市场与黄金产业互动发展研究[D].首都经济贸易大学,产业经济学,2014,硕士.
[11]任燕.我国城市社区民主建设的存在问题与对策研究[D].内蒙古师范大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[12]孙果忠.小麦胚的ABA敏感性及其与休眠基因表达的关系[D].中国农业科学院,作物遗传育种,2004,硕士.
[13]王超.论警察出庭作证[D].华东政法学院,诉讼法学,2003,硕士.
[14]祝雅婷.对外汉语儿童随文识字类汉字教材个案分析[D].兰州大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[15]蒯婷婷.江苏省农产品出口竞争力研究[D].江西农业大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[16]陈苹.小学高年级课堂“吵闹”现象研究[D].西南大学,课程与教学论,2014,硕士.
[17]崔宝玉,谢煜.农民专业合作社:“双重控制”机制及其治理效应[J].农业经济问题,2014,06:60-67+111-112.
[18]孙晓倩.NEDD9通过激活p38途径上调MMP9的表达促进乳腺癌细胞的迁移[D].东北师范大学,遗传学,2012,硕士.
[19]刘欣.次磷酸盐的合成及其在PBT中的阻燃研究[D].河北大学,应用化学,2014,硕士.
[20]武清艳.纳米BiFeO_3/H_2O_2体系降解染料废水的研究[D].西北师范大学,化学工程,2013,硕士.
[21]陈建军,杨振山.基于智能体和数据仓库的群决策支持系统[J].微机发展,2004,01:1-3+65.
[22]傅铭.上博馆藏战国楚竹书（一）通假字浅析[D].华南师范大学,汉语言文字学,2004,硕士.
[23]程城.数据挖掘在煤矿瓦斯监测系统中的应用研究[D].西安科技大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[24]刘洋.日语惯用句的修辞探析[D].黑龙江大学,日语语言文学,2013,硕士.
[25]徐志刚.亚毫米级金刚石纤维砂轮的制备及其磨削性能研究[D].湖南大学,机械工程,2012,硕士.
[26]张慧.太阳能高温真空集热管表面增透膜的制备工艺控制及性能[D].兰州交通大学,交通信息工程及控制,2013,博士.
[27]张文韬.安今益用于绝经后妇女的激素补充治疗[D].兰州大学,妇产科学（专业学位）,2013,硕士.
[28]蔡立雄.骨延长临床应用与淫羊藿苷促进牵拉新骨形成的实验研究[D].广州中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2014,博士.
[29]蒋小爽.巨噬细胞集落刺激因子对氧诱导视网膜病变中小胶质细胞和血管化进程作用研究及机制探讨[D].复旦大学,眼科学,2013,博士.
[30]沈丹萍.基于纤维素及其衍生物的生物矿物复合材料的制备研究[D].复旦大学,高分子化学与物理,2012,硕士.
[31]赵方方.大规模定制模式下产品设计方法研究[D].河北工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[32]徐勇.氯胺酮复合不同比例异丙酚静脉麻醉对血流动力学的影响[D].浙江大学,外科学,2004,硕士.
[33]王嘉.基于构件的网络管理系统框架开发研究[D].天津大学,软件工程,2004,硕士.
[34]谭敏.基于分数阶滑模变结构的网络控制系统研究[D].东北大学,模式识别与智能系统,2010,硕士.
[35]于水情.网络控制系统的分析与综合[D].西安电子科技大学,应用数学,2014,博士.
[36]刘小方.EQ-5D量表在作业人群健康状况评价中的应用研究[D].浙江大学,劳动卫生与环境卫生学,2014,硕士.
[37]季者.盐酸法降解壳聚糖制备特定聚合度壳寡糖（DP=5-7）的研究[D].上海海洋大学,食品科学与工程,2013,硕士.
[38]袁晓亮.饱和氢气生理盐水对高龄大鼠肾脏衰老影响的研究[D].苏州大学,外科学,2013,硕士.
[39]刘彤,郑永果.基于多代表点的聚类方法的改进[J].福建电脑,2005,06:42-43+28.
[40]章绪辉.3.0T磁共振成像在前列腺癌诊断中的应用研究[D].南方医科大学,医学影像与核医学,2014,博士.
[41]王国营.汽车齿轮齿条式转向器参数化设计分析与研究[D].沈阳工业大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[42]陈敏.基于Web Services的数字化校园框架体系及核心技术研究[D].武汉理工大学,计算机应用技术,2003,硕士.
[43]张胜生.UF_6储存运输容器的辐射剂量模拟研究[D].兰州大学,核能与核技术工程（专业学位）,2013,硕士.
[44]候宾才.基于双元能力的工程技术型企业商业模式研究[D].西安工业大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[45]豆长明.栝楼根提取物对肿瘤细胞HepA-H和HeLa的作用研究[D].浙江大学,人体解剖与组织胚胎学,2004,硕士.
[46]吴静静.无线Ad Hoc网络速率自适应技术研究[D].曲阜师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[47]王士维.中国恒河猴脾虚证艾滋病动物模型先天免疫因子MBL和α-防御素的研究[D].广州中医药大学,中医临床基础,2013,硕士.
[48]诺敏额尔敦（NorovchuluunNomin-Erdene）.扩大蒙古国铁矿石出口的对策研究[D].大连海事大学,国际贸易学,2012,硕士.
[49]隋茵.传统蒙古包构造及室内空间优化设计研究[D].西南交通大学,艺术设计,2013,硕士.
[50]王华秋,曹长修,王越.一种快速并行关联规则算法研究及仿真[J].计算机应用研究,2005,07:223-225.