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摘要: 数控机床的能效控制一直都是当今社会关注的热点，为了提高能源利用率，本文针对数控加工能效控制要求，提出一种基于多目标粒子群算法的工艺参数优化模型。通过分析数控加工机床的能耗特性，从成本、比能和时间3个角度构建能效模型，并利用多目标粒子群算法的优势对多目标方程进行求解。最终实验验证了能效模型的有效性。
关键词：数控机床；能效；加工工艺；参数优化
引言
随着资源和环境问题日益严峻，机床的能耗问题越来越受到关注。数控机床是装备制造业中的主体，具有自动化程度高、加工速度快等优势，已广泛应用于制造业的各个领域。然而数控机床结构复杂，能耗关系的衡量和确定也更加复杂，不仅制约着数控机床的发展，也给我国制造业带来了不利影响。因此，必须要加强对数控机床能耗的控制，以促进数控机床的发展。鉴于此，本文从能效控制的角度出发，对数控机床加工工艺参数优化模型及方法进行研究。
1.能量消耗模型构建
数控加工系统的结构主要包括数控机床、夹具、刀具和工件等[1]。有学者认为，数控加工阶段中数控机床是能量消耗的主体。影响数控机床能耗的因素很多，如液压系统、变频器等。但机床能量消耗比较复杂，在实际研究中通常将机床的能量消耗分为3个过程，具体可以用图1来表示。
图1数控加工过程能耗分类
通过上述的对比可以看出，综合考虑3种因素的实验组1相比成本要高，但是在比能和加工时间方面却要明显低于传统的只考虑2个目标实验组2的结果。由此得出结论，综合考虑3个目标进行优化，要比考虑2个目标函数能量消耗更少。
5.结束语
综上所述，由于如今制造业能源消耗问题的和环境问题的日益严峻，数控机床的能效优化问题变得越发重要和紧迫，如何降低机床的能耗，提高机床的能量利用效率，是当前研究的重点。通过本文的研究可以看出，数控机床能耗的优化可通过求解多目标函数得到其最优解。在综合考虑加工效率、比能和成本的情况下，其加工效率要高于只考虑其中的两个因素，成本虽高，但是其加工效率却得到了保障，更加有利于对能耗的控制。
参考文献：
[1] 朱岩涛. 面向能效的数控加工工艺参数优化方法研究及应用[D]. 重庆大学, 2016.
[2] 肖溱鸽. 基于数据分析的数控加工工艺参数能效优化方法研究[D]. 重庆大学, 2016.
[3] 杜君捷. 面向能效的数控铣削加工工艺参数优化模型及方法研究[J]. 科技尚品, 2016(9):21-33.
论文作者:李伯州
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/17
标签：数控机床论文; 能效论文; 数控论文; 加工论文; 机床论文; 模型论文; 参数论文; 《防护工程》2018年第20期论文;