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数控机床变频主传动系统的空载能量参数特性研究被引量：33: 2012年; 为降低数控机床空载运行时的功率损失,建立基于频率的数控机床主传动系统的空载能量参数模型,在此基础上对机床空载运行下的能量参数特性进行了分析,其中能量参数包括空载功率、空载电流和功率因数。主传动系统空载功率的分析结果表明,当电源频率小于基准频率时空载功率是单调递增的,电源频率大于基准频率主传动系统的空载功率的增减性与其结构参数有关,并给出了存在最小空载功率的充分条件;空载电流的分析结果表明,电流在基准频率以下是单调递增的,基准频率以上是单调递减的;功率因数的分析结果表明,其变化无论在基准频率以下还是以上都依赖于主传动系统结构参数。对一台5坐标数控机床进行实验研究,实验结果表明了能量参数特性分析的有效性。; 胡韶华刘飞何彦胡桐; 关键词：数控机床变频空载功率功率因数

数控机床能效在线监测方法及监测系统被引量：1: 2013年; 针对数控机床能耗状态难以在线监测的问题，提出一种基于机床功率平衡方程和能量损耗特性的数控机床运行能效实时在线监测方法，该方法通过实时测量机床总电源输入功率和主轴输入功率分离出切削功率从而在线获取机床能量效率，同时基于功率信息在线识别机床状态，统计机床设备利用率等信息；并给出了基于ARM&WinCE平台的数控机床运行能效实时在线监测分析系统软硬件解决方案，完成了系统的设计实现与调试。最后通过实验验证了该系统较高的准确性和方便的实用性。机床运行能效实时在线监测对于机械加工过程和车间能效评估、能耗预测、能量管理及节能技术研究均有重要支持作用，具有较广阔的应用前景。; 黄文帝刘飞陈真; 关键词：数控机床能量效率在线监测 WINCE

数控机床主动力系统空载能耗分析及其停机节能方法被引量：5: 2013年; 数控机床主动力系统在整个机床系统中起着十分重要的作用,所占能耗比例很大。通过分析数控机床主动力系统空载运行能量利用率模型,得出机床主动力系统的空载运行能耗是导致整个加工过程能量利用率低的重要因素。基于此提出数控机床主动力系统空载运行状态下的停机节能方案,并开发基于能效监控平台的停机节能子系统。该系统通过对数控机床主动力系统空载运行状态的判定,利用外部控制器实施空载停机,取得了一定的节能效果。; 何纯刘高君刘飞黄文帝; 关键词：数控机床空载运行

数控机床进给系统功率模型及空载功率特性被引量：4: 2013年; 在分析机床进给系统各部件功率特性的基础上建立了进给系统的功率模型,并运用此模型分析了进给系统的空载功率特性及其主要影响因素。理论分析表明,进给系统的空载功率是关于进给速度的单调递增二次函数,同时分析表明进给速度和负载质量均影响进给系统的空载功率,但负载质量对空载功率的影响极小。最后在3轴数控铣床上进行了实验研究,结果表明理论分析的有效性。; 胡韶华刘飞胡桐; 关键词：机床进给永磁同步电机功率消耗

一种改进的型腔粗铣加工可行刀具序列构建方法被引量：3: 2011年; 刀具序列优化对提高型腔粗铣加工的效率具有显著的作用,构建可行刀具序列是刀具序列优化过程中的重要环节.为此提出一种改进的型腔粗铣加工可行刀具序列构建方法.通过对现行的基于有向图的可行刀具序列构建方法进行分析,指出对刀具进行近似纯数学上的排列组合使得解空间偏大,进而制约刀具序列优化效率是该方法的主要不足;分析刀具在组合过程中产生的利与弊,建立一种用于判断刀具序列是否有效的分析模型,并将该模型引入至现行的可行刀具序列构建方法中,加强对解空间的约束,从而得到一种改进的、可预先排除大部分无效序列的新方法;最后对包括刀具组合有效性计算方法等在内的实现技术进行了研究.算例结果表明,改进后的方法在排除无效刀具序列上效果明显,对实现刀具序列的高效优化具有良好的促进作用.; 尹震飚刘飞刘霜何彦; 关键词：型腔铣削

机床服役过程机电主传动系统的时段能量模型被引量：46: 2012年; 机床能量消耗问题的研究正在国际上兴起,机床能量消耗系统的建模问题是其热点问题之一。现有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,应用于实际生产现场的多时段和多传动链组成的机床服役过程(Machinetools’service process,MTSP)尚存在困难。为此,从面向应用需求出发,对MTSP机电主传动系统(Electro-mechanical main drivingsystem,EMDS)的能量模型进行研究。对MTSP的输入能耗过程的时段分类特性,不同能量传动链和多传动链特性进行分析;建立一种面向多传动链的机床EMDS功率方程;在此基础上,建立MTSP中EMDS的时段能量模型的基础模型;并面向生产现场实际,通过分段建立表格函数和数据拟合函数,将十分复杂的各启动时段能耗和比较复杂的各空载时段能耗的分析和获取变成简单函数处理,形成MTSP中EMDS的实用化能量模型。分析和案例结果表明,上述模型在MTSP的能耗研究、能效评估、能耗定额制定、切削工艺参数节能性优化等一系列问题解决方案的研究和应用方面能够提供一种基础支持;具有较广阔的应用前景。; 刘飞刘霜; 关键词：机床时段

数控机床多源能量流的系统数学模型被引量：48: 2013年; 机床能量消耗建模研究是机床能量特性及能效优化研究的基础。现有机床能量模型研究主要是从机床总能耗统计分析或主传动系统建模出发的,缺乏机床特别是数控机床全部能量流数学模型的系统研究。针对数控机床多能量源的特性,从能量源构成出发对其能量流的数学模型进行研究。分析数控机床多能量源的系统构成,将数控机床能量源分成加工动力系统、加工关联辅助系统、动力关联辅助系统和其他等4类;基于数控机床各能量流的功率平衡方程分析,建立数控机床多源能量流的能量流程;在数控机床能量流程的基础上,结合4类能量源的运行特点建立数控机床多源能量流的系统数学模型。案例分析结果表明,上述模型可为数控机床运行过程的能量效率分析,能量消耗预测和节能优化等实际问题的解决提供一种基础支持,具有较广阔的应用前景。; 王秋莲刘飞; 关键词：数控机床

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国家自然科学基金(51075416)