本章分別就課題研究的背景及意義，以及目前國內外加工中心的研究情況、 加工中心精工回轉工作靜動態特性的研究現狀精工回轉工作臺的結構優化方面 的研究情況作了分別闡述，根據工作臺系統的設計要求，制定了課題研究的基 本思路。
本章首先分析了精工機床的能量流系統，主要包括精工機床主傳動系統和進 給傳動系統，而精工機床主傳動系統又可以細化為電機拖動系統和機械傳動系統 兩部分，然后通過對主傳動系統所包含的電機拖動系統和機械傳動系統進行分別 描述分析和建模，再將這兩個部分有機的聯系起來，得出精工機床主傳動系統的 能量流模型，為后續章節建立功率能耗模型提供理論支撐。
關于軸承熱量主要來自摩擦，其中熱量的傳遞是三種基本形式：熱對流、熱傳導、 和熱輻射。與傳導熱和對流熱相比，輻射熱影響很小，分析和計算時，忽略其大小。 軸承的熱量傳遞是空間三維問題，實際情況非常復雜。為了分析，做了下列簡化假設:
五軸聯動精工技術是精工技術中難度******、應用范圍最廣的技術，體現在它 集計算機控制、高性能伺服驅動和精密加工技術于一體[1]。五軸聯動精工機床是 五軸聯動精工技術的集中體現，它是在三軸精工機床X、Y、Z三個直線坐標軸 的基礎上增加兩個旋轉軸，加工時實現五個軸的同時動作，使刀具可以在任何一 點以任意角度對零件進行切削加工，所以五軸聯動精工機床被認為是加工連續、 平滑和多復雜曲面零部件最有效的手段之一[2]。根據兩個旋轉軸的組合形式，五 軸聯動精工機床大體上分為：雙轉臺式、雙擺頭式以及轉臺加擺動三類，其中雙 轉臺結構的五軸聯動精工機床具有結構簡單、制造成本低等特點，市場上數量最 多動，其結構如圖1.1所示。
1969年，美國數字設備公司成功研制出世界上第一臺PLC(Programmable Logical Control，可編程邏輯控制器)，由于它功能強大、可靠性好、抗干擾能力 強等優點逐步替代繼電器廣泛應用在工業控制的各個領域。在精工領域，PLC作 為精工系統的一部分負責完成機床順序邏輯動作控制，在精工系統配置機床時相 當于一個接口[12]，如圖1.2所示。
綜上所述，當前國內外的科研工作者對機械加工過程中的精工機床能耗特性 已經展開了大量研究，針對不同工件加工工藝建立了不同的能耗模型，但大多數 集中在精工機床總的能耗分析或能量效率傳遞方面，在針對精工機床主傳動系統 的能量消耗特性領域研宄不是很多，在當前大的環境下，從各個不同的方面對制 造系統展開全面深入細致的研宄工作是必不可少的。
當下在針對精工機床節能優化方向的研宄有很多，但絕大多數體現在優化數 控機床切削參數，工件加工工序或者電機電壓、電流方向等方向。但針對精工機床 主傳動系統的優化研宄不是很多，特別是通過優化精工機床主傳動系統主軸加速時間的方法來降低能耗的研宄，因此基于精工機床主傳動系統提出優化節能方案 具有較強的實際意義。
本論文以XK713型精工機床為研宄對象，通過研宄精工加工中心主傳動系統的能量流程及能量消耗特性，建立精工加工中心主傳動系統能量消耗模型，并提出優化 運行節能方案，為后續精工機床能耗優化實施及機床能耗監控平臺的搭建奠定理 論基礎，全文主要內容分為六章，全文組織結構如圖1.1所示，全文各個章節主 要內容簡介如下：
少數普通機床和許多精工機床都是采用的直流電動機驅動的方式，通過齒輪傳動配合實現降速和擴大輸出轉矩，調速方式采用的是無極變速調節；而大多數 普通機床和少數精工機床采用的是三相異步電動機的拖動系統和多級齒輪變速裝 置的有級機械調速。兩種形式的傳動系統從能量傳輸的角度來看并沒有本質區別， 由此可以推導出精工機床主傳動系統的一般形式。
機械傳動系統數學模型主要包括切削功率和機械損耗功 率兩部分，而且主傳動系統中的機械傳動系統能量流數學模型并非是簡單的將各 傳動環節的動能之和和能量損失之和相加，每一機械傳動環節之間是相互作用的， 但隨著傳動環節距離的拉大，其影響會越來越小。
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