，机械研究与应用·2017年第3期（第30卷，总第149期） doi;10.16576/j. cnki.10074414.2017.03.058
数控机床能耗建模与测试技术研究进展
万林林，曹平2，严灿，欧阳志勇，易清全2
(1.湖南科技大学智能制造研究院，湖南湘潭漳411201：2.湖南科技大学潇湘学院，湖南湘潭411201）
综述
摘要：数控机床作为制造业重要的“工作母机”，节能降耗潜力巨大。针对数控机床的能量特性，国内外学者开展了大量的研究工作以提高机床能量利用率，降低机床能量损耗。综述了数控机床能耗的影响固素、能耗分析建模技术
以及能耗测试方法等方面的研究现状，并就这一方向的深入研究工作做了展望。关键调：数控机床；能耗模型；能耗测试；能量特性
中图分类号：TG502
文献标志码：A
文章编号：10074414(2017)03017304
Research Progress in Modeling and Testing Technology of Energy Consumption for NC Machine Tool
WAN Lin-lin', CAO Ping", YAN Can', OUYANG Zhi-yong”,YI Qing-quan?
(1. Intelligent Manufacturing Institute, Hunan Uniaersity of Science and Technology, Xiangtan Hunan 411201, Chind;
2. Xiaoxiang Gollege, Hunan Unirersity of Science and Technology, Xiangtan Hunan 411201, China)
Abstract: As an important machine tool for manufacturing, the NC machine tools have great potential to save energy. In the light of the energy characteristics of NC machine tools, domestic and foreign scholars have done a lot of research work to im-prove the energy efficiency and reduce the energy loss of the machine tool. In this paper, the influence factors of NC machine tools, the current situation of research on analysis modeling technology and testing methods of energy consumption are summa-rized. It also gives the prospect of this direction in further study
Key words : NC machine tool; energy consumption model; energy consumption detection; energy characteristics
0引言
作为立国之本、兴国之器和强国之基，制造业在我国国民经济中占据主体地位，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国不可或缺的支柱产业[1]。然而我国制造业整体长期以来一直未能摆脱组放型的增长模式，资源能源消耗高，质量效益水平低，在创造巨大财富的同时，已然成为能源消耗的大户。我国是当今世界上最大的能源消费国，占全球能源消费量的23%，一次性能源的消费比重在90%以上，而总体能源利用率仅为33%，低于世界平均水平，单位GDP能耗是世界平均水平的2.2倍、发达国家的3~4倍[2-3]。
制造业能耗问题严重的同时，也为进一步节能降
耗创造了广机遇。作为制造业无其是机械制造业广泛使用的“工作母机”，数控机床在各行各业的加工制造中都扮演了重要角色，我国是世界最大的机床生产国和消费国。数控机床在生产和使用过程中都要消耗大量的能源，是制造业的能耗大户，同时随之产生的切屑、噪声、废液等也会对环境造成严重的负面影响。自前机床的辅助能耗等占据了机床加工总能耗
*收稿日期：2017-04-09
的大部分，若能减少辅助能耗所占比例，提高机床用于材料去除的切削磨削能耗所占比重，机床节能前景极为可观。为了给机床结构设计与工艺优化提供理论、数据支撑，为提高机床及机械制造系统能效优化提供技术支持，针对数控机床能量特性的研究一直是热点。国内外学者在相关领域做了大量的研究工作笔者主要综述该方向的研究进展，并就进一步深人研究做了展望。
机床能耗影响因素
能耗与数控机床的多个部件与层次密切相关，涉及到众多影响因素，彼此间交织形成千丝万缕的联系。为了便于有效梳理分析，有研究者将机床能耗分为三个层次来分别研究各层次的能耗影响因素：切削单元、加工阶段整机与工艺单元[4]。其中切削单元层次主要是指采用机床进行零件切削加工时，去除工件表面材料所产生的能耗：加工阶段整机层次指机床进行带负载切削加工时所消耗的能量；工艺单元是指机床运行时（包含带负载切削和非切削状态），机床各个部件所消耗的能量之和。
由于切削单元层次所消耗的能量直接用于切削
基金项目：国家863计划项目：典型机床绿色生产工艺技术评估及应用支持系统研究（编号：2014AA041504）国家自然科学基金项目：力热
耦合作用下工程陶瓷精密磨削损伤细观力学建模与数值模拟技术研究（编号：51405152）；湖南省大学生研究性学习与创新计划项目：数控机床能耗测试装置设计与实验（编号：201512649002）
作者简介：万林林(1984-），男，湖北荆门人，副教授，研究方向：高效精密制造技术。
万方数据
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