丁春伟，樊留群，，邱玮，侯磊

（1.同济大学中德学院，上海 201804；2.同济大学沈阳机床上海研究院，上海 200082）

智能数控提高机床能效的研究

丁春伟1，樊留群1，2，邱玮2，侯磊1

（1.同济大学中德学院，上海 201804；2.同济大学沈阳机床上海研究院，上海 200082）

为了研究数控机床的能耗问题，设计了机床能耗的整体测试方案，对数控机床能耗进行分析，确定机床各个相关部件的能耗情况，采用Matlab工具建立机床能耗仿真模型。在加工循环中，测量机床运行总能耗，根据加工循环及相关参数，利用能耗仿真模型对机床能耗进行仿真，将仿真结果和实际测量能耗进行了对比，验证了模型的准确性。研究了在数控系统中集成能耗的监视及预测等功能，并给出了基于能耗的智能化数控系统的架构，该架构为进一步研究提高智能数控机床能效提供了依据。

数控机床；能效；仿真；系统构架

0 引言

近年来由于全球气候变暖，资源越发紧张，低碳、节能制造开始成为各国新的研究热点。为了研究评判机床能耗情况，欧盟制定了专门针对机床的环境评价的ISO/TC39/WG12标准。

美国的研究学者得出结论：加工能耗占总能耗的比例很小［1］。德国ECOMATION项目中有学者运用Simscape对机床交流电机和离心泵搭建了能耗模型，实现了机床能耗的预测［2］，另一位德国学者提出了机床非加工状态下基于图形化的能耗优化理论［3］。

国内一些科研人员［4，5］建立了普通机床主传动系统的能耗模型，不仅分别建立了主传动系统的电机部分和机械传动部分的能量模型，同时还建立了两者的集成模型。……