结构节能原理的机床

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1、结构节能原理的机床结构节能原理的机床1 介绍介绍几乎没有任何其他话题搅拌德国、欧洲和全世界的会谈是强烈的几乎没有任何其他话题搅拌德国、欧洲和全世界的会谈是强烈的,当问当问题对于一个可持续增长资源效率。更舒适的抱负题对于一个可持续增长资源效率。更舒适的抱负,工业化国家工业化国家,有抱负的有抱负的发展中国家越来越多的总体数量会增长和有限资源的野心保护全球气发展中国家越来越多的总体数量会增长和有限资源的野心保护全球气候候这些事实将决定一个全球性的社会的挑战生产工程在随后的这些事实将决定一个全球性的社会的挑战生产工程在随后的 20年。欧盟、经济和组织将野心勃勃的目标显著提高使用效率的资源在年。欧盟、经

2、济和组织将野心勃勃的目标显著提高使用效率的资源在各个领域各个领域,例如生活、交通运输、能源生产和工业例如生活、交通运输、能源生产和工业,在以后的几年。指令在以后的几年。指令是达成一个框架由欧盟是达成一个框架由欧盟,这也是如此有关生产工程。具体实施的政策目这也是如此有关生产工程。具体实施的政策目前正在进行中前正在进行中,将会反映到一个具体需要诉讼的生产工程行业。将会反映到一个具体需要诉讼的生产工程行业。国际发展的途径和解决方法国际发展的途径和解决方法,是提高能源利用效率是提高能源利用效率,生产在静听着的生产在静听着的松林之间。然而松林之间。然而,我们可以建立目前多数措施旨在要么增加部件效率因我们

3、可以建立目前多数措施旨在要么增加部件效率因素或避免无效的组件。这些局部集中行为导致了第一个著名的总和的素或避免无效的组件。这些局部集中行为导致了第一个著名的总和的能量消耗减少生产。能量消耗减少生产。很好很好,但还可以看到几乎不考虑潜在的能量优化的复杂关联的部件但还可以看到几乎不考虑潜在的能量优化的复杂关联的部件的系统级的优越。除了这种方法提供最佳互动机会拆离的经典之作的系统级的优越。除了这种方法提供最佳互动机会拆离的经典之作功能驱动结构和开发新能源系统。功能驱动结构和开发新能源系统。2 设计变量对生产系统节能的影响设计变量对生产系统节能的影响2.1 能源效率等级的生产工艺能源效率等级的生产工艺

4、从系统分析从系统分析也在生产技术也在生产技术是一个复杂的任务是一个复杂的任务,构建和相关的能构建和相关的能源效率方面最重要的行动来实施。通过生产系统和他们的元素在精神源效率方面最重要的行动来实施。通过生产系统和他们的元素在精神层次清晰的接口和生产边界的能量消耗层次清晰的接口和生产边界的能量消耗,我们可以推断出平衡。我们可以推断出平衡。从产品开发过程中相应的生产系统有关的重要因素作决定的能源从产品开发过程中相应的生产系统有关的重要因素作决定的能源和资源消耗可以概括为给定图和资源消耗可以概括为给定图 2-1。在这里。在这里,每一个步骤决定能耗达到每一个步骤决定能耗达到一定水平后一定水平后,再次干预

5、设限的可能性在以下步骤再次干预设限的可能性在以下步骤:（1）产品定义：产品或产品范围界定发展要求的、结构或选用的机床产品定义：产品或产品范围界定发展要求的、结构或选用的机床及生产系统。与产品定义下列资源和能源的需求会明显的定义。及生产系统。与产品定义下列资源和能源的需求会明显的定义。除了基本产品的性能如功能、复杂性与生命周期、二次等方面材除了基本产品的性能如功能、复杂性与生命周期、二次等方面材料、几何、准确性和系列体积明显影响与制造技术和能源需求生料、几何、准确性和系列体积明显影响与制造技术和能源需求生产产2,3。图图 2-1 有关在能源方面的有关在能源方面的 生产生产示范示范,以较低的表面质

6、量精致加工操作能被代替更有效率以较低的表面质量精致加工操作能被代替更有效率和生产力的生产技术。这来推理和生产力的生产技术。这来推理,建立合作产品开发和生产技术建立合作产品开发和生产技术通常是可取的通常是可取的,如建议与如建议与3“能源设计能源设计”的方法。的方法。（2）过程定义）过程定义:基于产品规格必要的进程必须被定义。为评估替代解基于产品规格必要的进程必须被定义。为评估替代解决方案决方案,具体过程和资源消耗的能源需求可以采用第一种方法。例如具体过程和资源消耗的能源需求可以采用第一种方法。例如,硬硬车削通常是更有效、更比磨削。但对于整体效益和效率两个额外的方车削通常是更有效、更比磨削。但对于

7、整体效益和效率两个额外的方面都要考虑面都要考虑:机器的效率工具实现最受青睐的过程及程度的材料的利用机器的效率工具实现最受青睐的过程及程度的材料的利用率。率。因为这个原因因为这个原因,一个整体的方法是必需的工业技术不仅定义了主要一个整体的方法是必需的工业技术不仅定义了主要过程能量以专业水平也需要特别装备生产系统过程能量以专业水平也需要特别装备生产系统,因此需要二次负荷支持因此需要二次负荷支持过程本身过程本身4。因此选择一定的差距已经缩小过程的效率措施在相应的。因此选择一定的差距已经缩小过程的效率措施在相应的生产体系生产体系此外足够的加工策略必须被开发来优化生产系统和过程之间的交此外足够的加工策略

8、必须被开发来优化生产系统和过程之间的交互作用不仅从生产力、质量和成本效率互作用不仅从生产力、质量和成本效率,而且在能源效率。其中一个方而且在能源效率。其中一个方法是优化加工参数的组合它进行法是优化加工参数的组合它进行5。在文献。在文献6、7)的方法的方法,对利用灵活对利用灵活的工作机器内部块安排足够的路径规划结合最小能量需求提出了饲料的工作机器内部块安排足够的路径规划结合最小能量需求提出了饲料轴。轴。（3）机床部件）机床部件:随着机械加工工艺、机床部件能量转换器主要负责能随着机械加工工艺、机床部件能量转换器主要负责能源消费的生产。他们以其效率消散能量进入信号。因此源消费的生产。他们以其效率消散

9、能量进入信号。因此,效率的提高是效率的提高是首要任务对部件的水平。有效成分的发展是一个供应商的首要任务首要任务对部件的水平。有效成分的发展是一个供应商的首要任务,而而进一步最小化的潜在能量消耗增加效果存在的组成部分机床上的应用进一步最小化的潜在能量消耗增加效果存在的组成部分机床上的应用水平。水平。（4）机床）机床:功能构建在运动学、控制和自动化是其核心竞争力的机床功能构建在运动学、控制和自动化是其核心竞争力的机床工程。除了有效成分的选择工程。除了有效成分的选择,两个设计问题必须被考虑两个设计问题必须被考虑,将会是什么效果将会是什么效果最相关的能源利用率。首先最相关的能源利用率。首先,一个最优的

10、安排和互动的机床组件会实现一个最优的安排和互动的机床组件会实现的。的。举例来说举例来说,这将是达到这将是达到 task-adaptive re-configuration 配置和柔性化。配置和柔性化。其次其次,优化操作时间部件应保证模式。优化操作时间部件应保证模式。（5）生产线）生产线:Analogously 总结以上总结以上,在这个水平上机床组件被视为具在这个水平上机床组件被视为具有其效率。此外有其效率。此外,自动化和处理系统必须被考虑。与越来越多的能源消自动化和处理系统必须被考虑。与越来越多的能源消费者费者,智能能源管理方面变得相关。特别是闲置能源与动力高峰更有效智能能源管理方面变得相关。

11、特别是闲置能源与动力高峰更有效的管理已经成为这个水平。的管理已经成为这个水平。（6）工厂）工厂:这个水平覆盖生产相关的方面。这里有一个重要的潜在的这个水平覆盖生产相关的方面。这里有一个重要的潜在的能量平衡能量平衡,提高机床或生产体系。除了管理电子能量提高机床或生产体系。除了管理电子能量,特别是使用的热损特别是使用的热损失失,可能是有效的。但产品的设计水平可能是有效的。但产品的设计水平,一个更深的合作和工厂设计机床一个更深的合作和工厂设计机床供应商是必要的。供应商是必要的。根据根据8,9诱因的依赖关系的生产设备和技术服务的一项重要任务诱因的依赖关系的生产设备和技术服务的一项重要任务是建设对提高生

12、产设备效率水平。特别是直接相通的设施设备和生产是建设对提高生产设备效率水平。特别是直接相通的设施设备和生产系统上系统上(例如例如:提取单位供应单位回风、压缩空气提取单位供应单位回风、压缩空气)是看见潜力大通过优是看见潜力大通过优化调整化调整,改进生产任务改进生产任务,虽然分配的能量对某些过程的消费是一个复杂的虽然分配的能量对某些过程的消费是一个复杂的问题。问题。2.2 识别消费者和损失的起源识别消费者和损失的起源相关期权来定义能量结构的干预措施的生产系统、语境和水平的考虑相关期权来定义能量结构的干预措施的生产系统、语境和水平的考虑,应该首先被定义。在层级之内的生产工艺、生产系统应该首先被定义。

13、在层级之内的生产工艺、生产系统,包括其组成、机包括其组成、机床和运输设备床和运输设备,以及他们组件以及他们组件,这样两个相关接口能量这样两个相关接口能量,这也是边界这也是边界:工厂工厂提供能源的投入方面和过程作为一个用户在输出端提供能源的投入方面和过程作为一个用户在输出端(图图 2)。实际目标的能量分别通过系统因此功率流是实现该工艺对输出端实际目标的能量分别通过系统因此功率流是实现该工艺对输出端上。受此影响上。受此影响,实际的电力需求被确定为一个离散的时间实际的电力需求被确定为一个离散的时间,因此因此,确定能确定能源需求的课程结束后生产过程接口系统过程。这个百分比代表产生的源需求的课程结束后生

14、产过程接口系统过程。这个百分比代表产生的能源使用能源使用,因此叫做原发性需求。因此叫做原发性需求。3-axis-milling 为实例为实例,实现了塑造工作期间干预力学性能的翻译实现了塑造工作期间干预力学性能的翻译饲料喂养驱动器和运动的旋转运动的主要驱动器。冷却剂的供应饲料喂养驱动器和运动的旋转运动的主要驱动器。冷却剂的供应,工艺工艺过程中需要掌握过程中需要掌握,被提供由水力性能被提供由水力性能 V 单发动机冷却孔喷嘴。实验和仿单发动机冷却孔喷嘴。实验和仿真能耗平衡类机械真能耗平衡类机械10。次要的需求主要取决于这些过程在机器次要的需求主要取决于这些过程在机器,不会导致修改在工件上不会导致修改

15、在工件上,因此也是不可归责于加工过程本身。这包括了物流领域的过程中因此也是不可归责于加工过程本身。这包括了物流领域的过程中,其他其他的东西在次要动作的东西在次要动作,处理和夹紧操作处理和夹紧操作,以及控制和测量过程以及控制和测量过程,结合起来。结合起来。二次需求也包括消费二次需求也包括消费,这是用于操作这台机器本身。这包括冷却和润滑这是用于操作这台机器本身。这包括冷却和润滑机器元件以及控制和调节和监测。机器元件以及控制和调节和监测。（2）原则上原则上,二次能源使用需求呈现的二次能源使用需求呈现的,这个过程。然而这个过程。然而,它可以被认为是一它可以被认为是一个个“黑损失盒子黑损失盒子”的生产体

16、系的生产体系,因为它不直接的要求的过程。这句话的意因为它不直接的要求的过程。这句话的意思是思是,这是一个典型的例子用来无效能耗这是一个典型的例子用来无效能耗,降低系统最优化。降低系统最优化。（3）这是总需求的界面输入参数的生产体系到工厂。在这里还必须强调生这是总需求的界面输入参数的生产体系到工厂。在这里还必须强调生产系统中的损失无条件的效率发射能量热扩散到工厂。电路的潜在的产系统中的损失无条件的效率发射能量热扩散到工厂。电路的潜在的好处的这些能量损失的最初是排除考虑。好处的这些能量损失的最初是排除考虑。考虑到这些假设考虑到这些假设,总能源需求的一个生产系统可以计算：总能源需求的一个生产系统可以计算：（4）基于这些假设基于这些假设,效率效率 h 能被用作一个精力充沛的关键人物评价机床或生能被用作一个精力充沛的关键人物评价机床或生产体系产体系（5）在实际操作上在实际操作上,主要的百分比要求过程通常是比较小的总能量需求的机主要的百分比要求过程通常是比较小的总能量需求的机床及生产系统。根据机械加工工艺和准确性床及生产系