機(jī)械加工過程能耗問題的研究，一直被認(rèn)為是一個(gè)重要但又復(fù)雜的問題，如何建立功率平衡方程，分析能耗特性，探索節(jié)能途徑和節(jié)能實(shí)用方法等是當(dāng)前機(jī)械加工行業(yè)節(jié)能降耗研究的主要問題之一。
隨著綠色制造研究的發(fā)展和世界范圍的能源緊張的趨勢(shì)，以減少機(jī)械加工過程中的能源消耗為目標(biāo)的相關(guān)研究，也開始逐步成為機(jī)械加工過程功率傳遞、能耗分析、優(yōu)化運(yùn)行和控制研究關(guān)注的主要內(nèi)容，部分學(xué)者對(duì)此開展了相應(yīng)的研究。對(duì)普通機(jī)床機(jī)械加工過程中的功率傳遞、能量消耗、效率分析、節(jié)能途徑和能量信息監(jiān)控等進(jìn)行了分析，并提出了普通機(jī)床功率和效率計(jì)算方法，能量信息監(jiān)控的方法和數(shù)學(xué)模型。
但在機(jī)械加工過程中能耗特性及節(jié)能技術(shù)的研究中，目前主要集中在對(duì)普通機(jī)床的研究、對(duì)電機(jī)單體節(jié)能的研究；變頻器節(jié)能應(yīng)用方面的研究比較多、但對(duì)變頻數(shù)控機(jī)床整體能耗特性的研究，變頻數(shù)控機(jī)床節(jié)能控制方法的研究就非常少。近幾年中有關(guān)這方面的研究較為具有代表性的文獻(xiàn)分析如下：
從機(jī)床電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)一體化的角度出發(fā)，在考慮
閥門機(jī)床運(yùn)行中多種能量損耗并存的情況下，以機(jī)電系統(tǒng)和各傳動(dòng)環(huán)節(jié)的能量流程為基礎(chǔ)，建立了機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的能量傳輸數(shù)學(xué)模型；從而為機(jī)床能量傳輸規(guī)律的揭示、機(jī)床節(jié)能途徑的探索以及機(jī)床能量信息監(jiān)控技術(shù)提供了理論依據(jù)。
以異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能運(yùn)行為目的，研究了功率因數(shù)與異步電動(dòng)機(jī)自身參數(shù)以及轉(zhuǎn)差角頻率之間的關(guān)系，相應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式，并以此作為建立功率因數(shù)控制系統(tǒng)的根據(jù)。在變頻調(diào)速的基礎(chǔ)上，增加對(duì)功率因數(shù)的控制，建立轉(zhuǎn)速閉環(huán)的異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)控制系統(tǒng)。
以負(fù)載周期性變化而轉(zhuǎn)速基本不變的異步電動(dòng)機(jī)為對(duì)象，研究其調(diào)壓節(jié)能方法。分析了異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓節(jié)能原理以及效率和功率因數(shù)與轉(zhuǎn)差率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了較大效率、較小電流、較小輸入有功和較大功率因數(shù)控制的原理，揭示了幾種控制方案的實(shí)質(zhì)是負(fù)載范圍內(nèi)的恒轉(zhuǎn)差率控制。在考慮鐵耗的電動(dòng)機(jī)模型基礎(chǔ)上仿真分析了不同控制方法的節(jié)能效果和負(fù)載轉(zhuǎn)矩性質(zhì)對(duì)節(jié)能效果的影響。
通過木工鉆床鉆頭直徑對(duì)鉆床空載功率影響的實(shí)驗(yàn)研究，得出了鉆床空載功率的理論計(jì)算依據(jù)。
從理論上研究了電壓、頻率與電機(jī)輸入功率的關(guān)系，提出了波動(dòng)功率排除法和電機(jī)負(fù)載率監(jiān)控法。
直線運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給軸和單獨(dú)傳動(dòng)是CNC機(jī)床的特征。認(rèn)為如果能夠使加工工件盡可能好地與加工任務(wù)相適應(yīng)，并且充分利用革新性的傳動(dòng)方案，則提高加工效率是可能的。
通過試驗(yàn)對(duì)不同切削條件下的功率信號(hào)進(jìn)行研究，分析它所包含的有關(guān)機(jī)床系統(tǒng)和加工狀態(tài)的信息、功率信號(hào)的時(shí)域和頻域特征以及各種特征隨加工狀態(tài)而變化的規(guī)律，提出了功率信號(hào)中對(duì)負(fù)載、刀具狀態(tài)等敏感的特征量。
提出了一個(gè)以機(jī)床功率、較大容許切削力、工件軸線許用撓度、刀具度等作為約束條件，以較大金屬切除率和較小工件表面粗糙度作為優(yōu)化指標(biāo)的分層多目標(biāo)較優(yōu)化模型；用分層單純形法求解較優(yōu)解，觀察和比較了各項(xiàng)指標(biāo)按不同的優(yōu)先層次優(yōu)化時(shí)對(duì)所選切削用量的影響。
通過建立以較少時(shí)間為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)函數(shù)，以機(jī)床功率、轉(zhuǎn)速、刀具壽命和表面質(zhì)量為約束條件，提出了一種簡(jiǎn)便實(shí)用的切削用量優(yōu)化方法。此方法可為實(shí)際生產(chǎn)中的切削用量計(jì)算提供參考。
數(shù)控機(jī)床上的檢驗(yàn)平臺(tái)：
檢驗(yàn)平臺(tái)適用于各種檢驗(yàn)工作，測(cè)量用的基準(zhǔn)平面；用于機(jī)床機(jī)械檢驗(yàn)測(cè)量基準(zhǔn)；檢查零件的尺寸精度或形位偏差，并作緊密劃線。
檢驗(yàn)平臺(tái)適用于各種檢驗(yàn)工作和測(cè)量用的基準(zhǔn)平面；用于機(jī)床機(jī)械檢驗(yàn)測(cè)量基準(zhǔn)；檢查零件的尺寸精度或形位偏差，并作緊密劃線，在機(jī)械制造中也是的基本量具。
檢驗(yàn)平板、檢驗(yàn)平臺(tái)的精度按標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量檢定規(guī)程執(zhí)行，分別為0，1，2，3級(jí)四個(gè)級(jí)別；材質(zhì)大多采用灰鐵HT200-300，工作面硬度：HB170-240，規(guī)格：100×100-3000×6000mm(規(guī)格根據(jù)需方圖紙制作)
檢驗(yàn)平臺(tái)表面質(zhì)量可用涂色發(fā)檢驗(yàn)，0級(jí)1級(jí)平板在每邊為25mm/平方的范圍內(nèi)不少于25點(diǎn)，2級(jí)不少於20點(diǎn)，3級(jí)不少于12點(diǎn)。
數(shù)控機(jī)床相比普通機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)有哪些?
1、加工，能穩(wěn)定的加工質(zhì)量。
2、可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件。
3、機(jī)床自動(dòng)化程度高，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，(一般為普通機(jī)床的3~5倍)。
4、一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。
5、多采用調(diào)速電機(jī)和滾珠絲杠等機(jī)構(gòu)，不但簡(jiǎn)化了機(jī)床結(jié)構(gòu)、縮短了生產(chǎn)節(jié)拍，同時(shí)數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具的自動(dòng)換系統(tǒng)提高了加工工藝適應(yīng)性。
