智能數控提高機床能效的研究

丁春偉，樊留群，，邱瑋，侯磊

（1.同濟大學中德學院，上海 201804；2.同濟大學沈陽機床上海研究院，上海 200082）

智能數控提高機床能效的研究

丁春偉1，樊留群1，2，邱瑋2，侯磊1

（1.同濟大學中德學院，上海 201804；2.同濟大學沈陽機床上海研究院，上海 200082）

為了研究數控機床的能耗問題，設計了機床能耗的整體測試方案，對數控機床能耗進行分析，確定機床各個相關部件的能耗情況，采用Matlab工具建立機床能耗仿真模型。在加工循環中，測量機床運行總能耗，根據加工循環及相關參數，利用能耗仿真模型對機床能耗進行仿真，將仿真結果和實際測量能耗進行了對比，驗證了模型的準確性。研究了在數控系統中集成能耗的監視及預測等功能，并給出了基于能耗的智能化數控系統的架構，該架構為進一步研究提高智能數控機床能效提供了依據。

數控機床；能效；仿真；系統構架

0 引言

近年來由于全球氣候變暖，資源越發緊張，低碳、節能制造開始成為各國新的研究熱點。為了研究評判機床能耗情況，歐盟制定了專門針對機床的環境評價的ISO/TC39/WG12標準。

美國的研究學者得出結論：加工能耗占總能耗的比例很小［1］。德國ECOMATION項目中有學者運用Simscape對機床交流電機和離心泵搭建了能耗模型，實現了機床能耗的預測［2］，另一位德國學者提出了機床非加工狀態下基于圖形化的能耗優化理論［3］。

國內一些科研人員［4，5］建立了普通機床主傳動系統的能耗模型，不僅分別建立了主傳動系統的電機部分和機械傳動部分的能量模型，同時還建立了兩者的集成模型。……