機(jī)械加工系統(tǒng)主要由機(jī)床,、刀具和工件構(gòu)成,，其中最重要的組成部分為機(jī)床,， 而機(jī)械加工過(guò)程實(shí)質(zhì)上是工件通過(guò)機(jī)床進(jìn)行材料去除的過(guò)程,，這一過(guò)程中消耗了大量能量并伴隨著多種廢棄物的排放，因此機(jī)械加工系統(tǒng)中的資源消耗和環(huán)境影響成 為了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重點(diǎn)研究方向,。當(dāng)下在機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模的推廣和實(shí)施綠 色制造技術(shù)可以有效的應(yīng)對(duì)該領(lǐng)域的能耗和環(huán)境污染等問題,，與世界范圍內(nèi)的可 持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不謀合而,。早在2011年8月,，CIRP召開的第18屆會(huì)議上就再次強(qiáng) 調(diào)了能量?jī)?yōu)化在可持續(xù)發(fā)展中的重要地位。目前,，世界上許多國(guó)家或者高?？蒲袡C(jī) 構(gòu)己對(duì)機(jī)械加工系統(tǒng)中的資源消耗和環(huán)境影響開展了大量研宄，并取得了一定成 果,。
對(duì)于主傳動(dòng)系統(tǒng)而言,，精工加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)包含主軸電機(jī)和機(jī)械 傳動(dòng)部分，主傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行工作時(shí)可以看成是能量的輸入和輸出,，其中輸入功率^為主傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)伺服系統(tǒng)的功率,，輸出功率尸,。指的是銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的切削功率，主傳動(dòng)系統(tǒng)主要由主軸伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng),，主傳動(dòng)系統(tǒng)功率消耗主要由以下幾部分組成[68],。
本章主要圍繞精工加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)能耗模型的組成部分展開，分別闡述了數(shù) 控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)各部分的能耗模型,，而后建立主傳動(dòng)系統(tǒng)能量利用率方程,，為 后一章節(jié)精工加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化搭建理論基礎(chǔ)框架。
總上所述,，對(duì)于中低速,、中溫運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承應(yīng)用潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑；相較于油潤(rùn)滑和 脂潤(rùn)滑來(lái)說(shuō),，固體潤(rùn)滑材料價(jià)格偏貴,，浪費(fèi)資金。因?yàn)橛蜌鉂?rùn)滑與傳動(dòng)油潤(rùn)滑相比具 有諸多優(yōu)點(diǎn),，所以對(duì)于本課題的精工外圓旋風(fēng)螺桿銑床LXK300X的主軸軸承采用油 氣潤(rùn)滑,。.
LXK300X精工螺桿銑床為多軸聯(lián)動(dòng)銑削螺桿的專用銑床，與普通的精工螺桿銑 床不同的是該銑床采用的是盤銑刀進(jìn)行螺桿的銑削加工,，這種技術(shù)在國(guó)內(nèi)屬于領(lǐng)先水 平,。LXK300X精工螺桿銑床的銑頭利用發(fā)動(dòng)機(jī)使小帶輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)帶傳動(dòng)使大帶輪 旋轉(zhuǎn),，從而使與大帶輪直接接觸的主軸軸承的外圈旋轉(zhuǎn),；軸承外圈與銑頭外殼的圓環(huán) 接觸，銑刀盤安裝在圓環(huán)上,。因此,，因?yàn)閯?dòng)力傳遞使銑刀盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行銑削加工,。
對(duì)工業(yè)控制而言,，軟PLC技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，是世界 各國(guó)研究與開發(fā)的重點(diǎn),。國(guó)外對(duì)軟PLC技術(shù)的研究較早,，所以市場(chǎng)上已有相對(duì) 成熟的軟PLC產(chǎn)品投入使用。典型的有：SOFTPLC公司SoftPLC,、BECKHOFF 公司的 TWinCAT,、CJ International 公司的 ISaGRAF、西門子公司的 SIMATIC WinAC,、等等[17],，這些軟PLC產(chǎn)品在技術(shù)和應(yīng)用上各有特點(diǎn)[18][19][20]:
本文以精工系統(tǒng)中的PLC系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了五軸精工加工中心軟PLC控 制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)及具體實(shí)現(xiàn),，利用Visual C++平臺(tái)以及Windows API函數(shù)和 RTX API函數(shù)編程開發(fā)五軸精工加工中心的軟PLC運(yùn)行系統(tǒng),，主要研究?jī)?nèi)容如下：
基于RTLinux開發(fā)的實(shí)時(shí)控制軟件具有很好的開放性,，但軟件構(gòu) 架沒有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不能支持多數(shù)的硬件系統(tǒng),；基于嵌入式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是 一種專用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),，開發(fā)出的用戶程序可移植性較差，不適合全軟件數(shù) 控系統(tǒng)的發(fā)展,；基于DOS的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)功能比較簡(jiǎn)單,，系統(tǒng)的靈活性較差， 不能充分發(fā)揮PC機(jī)的軟硬件資源,；而Windows操作系統(tǒng)不僅具有開放的體系結(jié) 構(gòu),、良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性和較高的市場(chǎng)占有率，還提供了大量的Win32 API函數(shù)供 軟件開發(fā)者使用,。因此本文選用WindowsXP+RTX5.0實(shí)時(shí)擴(kuò)展作為軟PLC控制 系統(tǒng)的軟件開發(fā)和運(yùn)行平臺(tái),。
本章通過(guò)分析軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)的工作原理，劃分了軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)的任務(wù) 組成,，給出了各模塊的執(zhí)行流程圖以及部分實(shí)現(xiàn)代碼,，結(jié)合直接方式和間接方式 調(diào)度的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了軟PLC系統(tǒng)多任務(wù)之間的調(diào)度，并對(duì)軟PLC存儲(chǔ)系統(tǒng),、指令 系統(tǒng)以及尋址方式進(jìn)行了設(shè)計(jì),，給出了典型的基本指令和功能指令的實(shí)現(xiàn)函數(shù)， 基本上實(shí)現(xiàn)了軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)的功能,。
SERCOS-III是SERCOS的第三代產(chǎn)品,，使用了符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太 網(wǎng)類型0x88CD,擁有良好的動(dòng)態(tài)性和精確性。相比SERC0S-I和SERC0S-II,， SERCOS-III具有以下特點(diǎn)