三面数控镗孔专用机床及机械加工系统的能量建模问题
近年来，随着制造业能源消耗问题及其带来的环境影响问题的日益严峻，学术界和企业界均对三面数控镗孔专用机床能量消耗问题研究进行了重新分析和认识。研究分析表明：机床量大面广，能耗总量巨大；并且机床有效能量利用率低；因而机床能耗问题研究，节能潜力很大。不仅如此，机床能量消耗所带来的环境排放也令人震惊。由此可见，机床及机械加工过程能量消耗问题研究意义重大，导致这方面研究正在国际上兴起。如国际生产工程学会的STC-C科学技术委员会将机械加工过程的能量效率作为2009年度的主要研究课题之一；国际标准化委员会(ISO)正在制定“机床环境评估—机床节能设计规范”国际标准。
机床及机械加工系统的能量建模问题是研究机床能量消耗问题的基础，已有不少研究成果。指出目前缺乏对制造系统节能优化运行的研究，提出了一种基于仿真对制造系统运行过程的能量消耗进行建模的方法；提出了一种预估机床能量消耗的简化建模方法；在试验研究机床的能量消耗问题的过程中，运用了一种机床能量模型，该模型假设机床在未加工条件下所耗功率为常量，在加工状态时功率的增量为切削功率，但是没有考虑机床复杂的载荷损耗功率。
国内，针对变频调速数控机床的特点，建立了一种变频调速数控机床主传动系统的功率平衡方程；建立了一种机械传动系统的能量流传输模型，但这里的“能量流”是瞬态概念而非过程概念。
以上的功率方程或功率传输模型是一类描述能量变化率的瞬态能量模型，而对双面数控镗孔专用机床实际服役过程的过程能量模型研究较少。以前总认为将功率模型进行积分，白然就可得到能量模型。这种想法从理论上是可能的，但在生产现场应用起来时非常困难，其主要原因如下所述。
(1)有些模型参数实验室获取容易，生产现场获取就非常困难。
(2)有关能量变量实验室检测容易，生产现场检测困难。
(3)机床实际服役过程中，经常出现机床服役物理状态发生变化。如普通机床转速变换带来的服役传动链改变，造成模型多个基本参数发生变化，用一个功率模型来积分求解过程能量就更困难了。
以上可见，研究面向生产现场的机床服役过程的能量模型很有必要。
综上所述，本文拟对机床服役过程的能量模型进行研究。考虑到机床机电主传动系统是机床加工过程能量消耗的主体；如对卧式车床而言，其比例可达95%以上，因此本文研究工作主要针对机床 机电主传动系统展开。
本文所指的“机床服役过程”是指实际生产过程中的消防栓专用机床有意义的工作过程(如一个工件的加工周期)或者特定的时问段过程(如一个加工任务过程、一个工班等)。机床服役过程一般由一个或多个启动时段、空载时段、加工时段、问停时段等时段构成。
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