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海天精工機床有限公司 海天精工博客

電動機拖動系統(tǒng)能量傳輸數(shù)學模型|加工中心

本章首先分析了精工機床的能量流系統(tǒng)，主要包括精工機床主傳動系統(tǒng)和進 給傳動系統(tǒng),，而精工機床主傳動系統(tǒng)又可以細化為電機拖動系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng) 兩部分，然后通過對主傳動系統(tǒng)所包含的電機拖動系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)進行分別 描述分析和建模,，再將這兩個部分有機的聯(lián)系起來,，得出精工機床主傳動系統(tǒng)的 能量流模型,，為后續(xù)章節(jié)建立功率能耗模型提供理論支撐。

軸承的熱傳遞|加工中心

關(guān)于軸承熱量主要來自摩擦,，其中熱量的傳遞是三種基本形式：熱對流,、熱傳導(dǎo),、 和熱輻射,。與傳導(dǎo)熱和對流熱相比，輻射熱影響很小,，分析和計算時，忽略其大小,。 軸承的熱量傳遞是空間三維問題,，實際情況非常復(fù)雜。為了分析,，做了下列簡化假設(shè):

我國五軸數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀|加工中心

五軸聯(lián)動精工技術(shù)是精工技術(shù)中難度******、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù),，體現(xiàn)在它 集計算機控制,、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體[1],。五軸聯(lián)動精工機床是 五軸聯(lián)動精工技術(shù)的集中體現(xiàn)，它是在三軸精工機床X,、Y,、Z三個直線坐標軸 的基礎(chǔ)上增加兩個旋轉(zhuǎn)軸，加工時實現(xiàn)五個軸的同時動作,，使刀具可以在任何一 點以任意角度對零件進行切削加工，所以五軸聯(lián)動精工機床被認為是加工連續(xù),、 平滑和多復(fù)雜曲面零部件最有效的手段之一[2]。根據(jù)兩個旋轉(zhuǎn)軸的組合形式,，五 軸聯(lián)動精工機床大體上分為：雙轉(zhuǎn)臺式、雙擺頭式以及轉(zhuǎn)臺加擺動三類,，其中雙 轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動精工機床具有結(jié)構(gòu)簡單,、制造成本低等特點，市場上數(shù)量最 多動,，其結(jié)構(gòu)如圖1.1所示,。

數(shù)控機床中的軟PLC技術(shù)|加工中心

1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司成功研制出世界上第一臺PLC(Programmable Logical Control,，可編程邏輯控制器),，由于它功能強大、可靠性好,、抗干擾能力 強等優(yōu)點逐步替代繼電器廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域,。在精工領(lǐng)域，PLC作 為精工系統(tǒng)的一部分負責完成機床順序邏輯動作控制,，在精工系統(tǒng)配置機床時相 當于一個接口[12],，如圖1.2所示,。

數(shù)控機床能耗特性研究現(xiàn)狀|加工中心

綜上所述,，當前國內(nèi)外的科研工作者對機械加工過程中的精工機床能耗特性 已經(jīng)展開了大量研究,，針對不同工件加工工藝建立了不同的能耗模型,，但大多數(shù) 集中在精工機床總的能耗分析或能量效率傳遞方面，在針對精工機床主傳動系統(tǒng) 的能量消耗特性領(lǐng)域研宄不是很多,，在當前大的環(huán)境下,，從各個不同的方面對制 造系統(tǒng)展開全面深入細致的研宄工作是必不可少的,。

數(shù)控機床能效評估及能耗優(yōu)化研究現(xiàn)狀|加工中心

當下在針對精工機床節(jié)能優(yōu)化方向的研宄有很多，但絕大多數(shù)體現(xiàn)在優(yōu)化數(shù) 控機床切削參數(shù),，工件加工工序或者電機電壓、電流方向等方向。但針對精工機床 主傳動系統(tǒng)的優(yōu)化研宄不是很多,，特別是通過優(yōu)化精工機床主傳動系統(tǒng)主軸加速時間的方法來降低能耗的研宄,，因此基于精工機床主傳動系統(tǒng)提出優(yōu)化節(jié)能方案 具有較強的實際意義。

數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)能耗特性及運行節(jié)能技術(shù)研究-主要內(nèi)容

本論文以XK713型精工機床為研宄對象,，通過研宄精工加工中心主傳動系統(tǒng)的能量流程及能量消耗特性，建立精工加工中心主傳動系統(tǒng)能量消耗模型,，并提出優(yōu)化 運行節(jié)能方案,，為后續(xù)精工機床能耗優(yōu)化實施及機床能耗監(jiān)控平臺的搭建奠定理 論基礎(chǔ)，全文主要內(nèi)容分為六章,，全文組織結(jié)構(gòu)如圖1.1所示,，全文各個章節(jié)主 要內(nèi)容簡介如下：

數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的能量流模型|加工中心

少數(shù)普通機床和許多精工機床都是采用的直流電動機驅(qū)動的方式,，通過齒輪傳動配合實現(xiàn)降速和擴大輸出轉(zhuǎn)矩，調(diào)速方式采用的是無極變速調(diào)節(jié),；而大多數(shù) 普通機床和少數(shù)精工機床采用的是三相異步電動機的拖動系統(tǒng)和多級齒輪變速裝 置的有級機械調(diào)速,。兩種形式的傳動系統(tǒng)從能量傳輸?shù)慕嵌葋砜床]有本質(zhì)區(qū)別， 由此可以推導(dǎo)出精工機床主傳動系統(tǒng)的一般形式,。

機械傳動系統(tǒng)能量傳輸數(shù)學模型|加工中心

機械傳動系統(tǒng)數(shù)學模型主要包括切削功率和機械損耗功 率兩部分，而且主傳動系統(tǒng)中的機械傳動系統(tǒng)能量流數(shù)學模型并非是簡單的將各 傳動環(huán)節(jié)的動能之和和能量損失之和相加,，每一機械傳動環(huán)節(jié)之間是相互作用的,， 但隨著傳動環(huán)節(jié)距離的拉大，其影響會越來越小,。

主傳動系統(tǒng)主軸旋轉(zhuǎn)加速功率方程及能耗模型|加工中心

精工加工中心主軸旋轉(zhuǎn)加速功率主要包含兩部分,，一部分主要為用于維持主軸自 身旋轉(zhuǎn)所消耗的功率Pm,另一部分主要是克服主軸機械傳動系統(tǒng)慣量使機床主軸加速時所消耗的功率，這一部分功率等于主軸轉(zhuǎn)動慣量人,、主軸電機角加速度和主軸電機加速度0的乘積,，如式(5-6)所示,，克服傳動系統(tǒng)慣量所消耗的這 一部分能耗會隨著主軸變頻器的加速時間變化而變化。