【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及數(shù)控機(jī)床碳排放，具體為一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法。
技術(shù)介紹
1、制造業(yè)一直以來消耗著大量的能源，碳排放量居高不下，涉及面廣，節(jié)能降碳潛力巨大，而數(shù)控機(jī)床作為制造業(yè)生產(chǎn)中的主要用能設(shè)備，準(zhǔn)確量化其運(yùn)行過程中的碳排放量，明確加工過程碳排放產(chǎn)生的原因以及分布，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效具有重大意義。
2、建立準(zhǔn)確的碳排放計(jì)算模型是量化機(jī)床切削過程中碳排放量的一種重要方法。數(shù)控機(jī)床碳排放系統(tǒng)邊界劃分是實(shí)現(xiàn)機(jī)床碳排放建模的第一步，綜合現(xiàn)有的系統(tǒng)邊界劃分方法發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床碳排放邊界劃分缺少統(tǒng)一的劃分原則，進(jìn)行邊界劃分時(shí)考慮的因素不全面，不能將物料和能量都包含在內(nèi)，導(dǎo)致不同人員進(jìn)行機(jī)床碳排放量評(píng)估時(shí)，碳排放量化結(jié)果差異性大，難以真正應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。
3、在所述
技術(shù)介紹
部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，具體步驟包括：
4、s1、建立用戶信息處理層以及系統(tǒng)邊界劃分層，所述用戶信息處理層用于用戶需求輸入、用戶需求分析以及需求層次判定，所述系統(tǒng)邊界劃分層用于確定系統(tǒng)邊界、識(shí)別系統(tǒng)的能量統(tǒng)的能量和物料變化
5、s2、對(duì)用戶需求輸入進(jìn)行用戶需求分析，并輸出需求層次判定，所述需求層次判定的輸出包括工件層、機(jī)床層和車間層；
6、s3、識(shí)別系統(tǒng)的能量和物料變化并進(jìn)行分類時(shí)，根據(jù)不同的系統(tǒng)邊界，對(duì)系統(tǒng)的能量流和物料流按照輸入損失輸出三部分進(jìn)行分類；
7、s4、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析并將能量流和物料流統(tǒng)一到同一評(píng)價(jià)尺度下時(shí)，對(duì)物料流和能量流定義值，用于將能量流和物料流統(tǒng)一到同一評(píng)價(jià)尺度下；
8、s5、對(duì)輸入損失輸出進(jìn)行分析，建立平衡方程并定義損閾值為10％；
9、s6、將高于損閾值的損失部分定義為高損部分，對(duì)平衡方程進(jìn)行相關(guān)性分析，輸出機(jī)床系統(tǒng)中高損部分，并輸出高損部分所處系統(tǒng)邊界，針對(duì)高損部分所處系統(tǒng)邊界進(jìn)行調(diào)整，通過更新設(shè)定高損部分的工件層、機(jī)床層和車間層設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)邊界的調(diào)整；
10、s7、與同類產(chǎn)品的機(jī)床系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫比對(duì)，若損失誤差值小于10％，則輸出邊界劃分結(jié)果；若損失誤差值不小于10％，則重復(fù)執(zhí)行s6與s7。
11、進(jìn)一步地，所述用戶需求輸入包括工件層需求、機(jī)床層需求、車間層需求，所述工件層需求包括加工工件信息、加工工藝要求、加工參數(shù)、加工時(shí)間，所述機(jī)床層需求包括機(jī)床基本信息、機(jī)床運(yùn)行參數(shù)信息、生產(chǎn)指標(biāo)，所述車間層需求包括車間基本信息、車間環(huán)境信息、加工生產(chǎn)計(jì)劃信息，對(duì)用戶需求輸入進(jìn)行用戶需求分析，若用戶需求輸入為工件層需求時(shí)，需求層次判定的輸出為工件層，若用戶需求輸入為機(jī)床層需求時(shí)，需求層次判定的輸出為機(jī)床層，若用戶需求輸入為車間層需求時(shí)，需求層次判定的輸出為車間層。
12、進(jìn)一步地，所述加工工件信息包括加工工件幾何形狀、加工工件材質(zhì)、切削刀具及刀具參數(shù)，所述加工工藝要求包括加工方式、加工精度要求、熱處理要求等與工藝相關(guān)聯(lián)的信息，所述機(jī)床基本信息包括機(jī)床型號(hào)、機(jī)床主軸功率、機(jī)床相關(guān)裝置，所述機(jī)床相關(guān)裝置包括照明、排屑、冷卻、潤滑裝置，所述機(jī)床運(yùn)行參數(shù)信息包括使用的刀具類型、機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)，所述車間基本信息包括機(jī)床數(shù)量和類型信息、車間面積，所述車間環(huán)境信息包括車間生產(chǎn)溫度、車間通風(fēng)、照明環(huán)境參數(shù)，所述加工生產(chǎn)計(jì)劃信息包括對(duì)某一工件和某一類型工件進(jìn)行的生產(chǎn)任務(wù)安排、產(chǎn)品生產(chǎn)周期信息。
13、進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)邊界包括工件層邊界、機(jī)床層邊界和車間層邊界，所述工件層邊界包括工件層數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及冷卻潤滑裝置，所述機(jī)床層邊界包括機(jī)床層數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、冷卻潤滑裝置、排屑裝置、換刀裝置、氣動(dòng)裝置、照明裝置以及其他輔助裝置，所述車間層邊界包括機(jī)床設(shè)備、智能監(jiān)控設(shè)備、安全防護(hù)設(shè)備、照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、通風(fēng)排塵設(shè)備、物料存儲(chǔ)設(shè)備。
14、進(jìn)一步地，對(duì)輸入損失輸出進(jìn)行分析，建立平衡方程，所依據(jù)的公式為：
15、ex,in＝ex，loss+ex,out
16、其中，ex,in為輸入ex,loss為損失ex,out為輸出對(duì)于機(jī)床系統(tǒng)，輸入到機(jī)床系統(tǒng)中的所有物料和能量的總和定義為輸入
17、進(jìn)一步地，對(duì)物料和能量進(jìn)行相關(guān)性分析，生成變換公式：
18、
19、其中，對(duì)機(jī)床系統(tǒng)的所有物料進(jìn)行編號(hào)，exi,in-m為第i種物料輸入到機(jī)床系統(tǒng)的物料下標(biāo)xi中的i用于表示物料編號(hào)；ex,energy為輸入到機(jī)床系統(tǒng)的能量所述能量為電能的值。
20、進(jìn)一步地，對(duì)于機(jī)床系統(tǒng)，損失分為內(nèi)部損失和外部損失所依據(jù)的公式為：
21、ex,loss＝ex，in-loss+ex,ex-loss
22、其中，ex,in-loss為內(nèi)部損失ex,ex-loss為外部損失所述內(nèi)部損失包括編號(hào)為c的設(shè)備待機(jī)時(shí)的損失exc,standby、編號(hào)為j的設(shè)備運(yùn)行時(shí)的損失exj,idle和編號(hào)為k的設(shè)備進(jìn)行切削時(shí)的損失exk,cut，對(duì)系統(tǒng)待機(jī)時(shí)的損失exc,standby、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的損失exj,idle和系統(tǒng)進(jìn)行切削時(shí)的損失exk,cut進(jìn)行相關(guān)性分析，生成內(nèi)部損失的表達(dá)式，所依據(jù)的公式為：
23、
24、其中，u為完成工件加工時(shí)車間待機(jī)狀態(tài)的設(shè)備數(shù)，m為完成工件加工時(shí)使用的車間設(shè)備數(shù)，z為完成工件加工時(shí)的車間機(jī)床設(shè)備數(shù)。
25、進(jìn)一步地，所述外部損失包括編號(hào)為a的設(shè)備切屑處理的損失exa,cip、編號(hào)為s的設(shè)備廢棄刀具處理的損失exs,yool、編號(hào)為d的設(shè)備廢液處理的損失exd,liquid、第l個(gè)設(shè)備的壓縮空氣散失的損失exl,air，對(duì)切屑處理的損失exa,cip、設(shè)備廢棄刀具處理的損失exs,tool、設(shè)備廢液處理的損失exd,liquid、壓縮空氣散失的損失exl,air進(jìn)行相關(guān)性分析，生成外部損失的表達(dá)式，所依據(jù)的公式為:
26、
27、其中o為完成工件加工時(shí)的車間所使用的機(jī)床設(shè)備數(shù)，v為完成工件加工時(shí)的車間中所使用的機(jī)床設(shè)備數(shù)和使用到氣泵的設(shè)備數(shù)之和。
28、進(jìn)一步地，所述輸出包括產(chǎn)品和輸出物料對(duì)產(chǎn)品和輸出物料進(jìn)行相關(guān)性分析，生成輸出的表達(dá)式，所依據(jù)的公式為：
29、
30、其中，產(chǎn)品用于反映經(jīng)由加工后的產(chǎn)品值，輸出物料用于反映編號(hào)為i的物料從機(jī)床系統(tǒng)輸出的物料值。
31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：按照理論進(jìn)行系統(tǒng)邊界劃分，識(shí)別系統(tǒng)中的高損失點(diǎn)，圍繞高損失的子系統(tǒng)重新調(diào)整本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于，具體步驟包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：所述用戶需求輸入包括工件層需求、機(jī)床層需求、車間層需求，所述工件層需求包括加工工件信息、加工工藝要求、加工參數(shù)、加工時(shí)間，所述機(jī)床層需求包括機(jī)床基本信息、機(jī)床運(yùn)行參數(shù)信息、生產(chǎn)指標(biāo)，所述車間層需求包括車間基本信息、車間環(huán)境信息、加工生產(chǎn)計(jì)劃信息，對(duì)用戶需求輸入進(jìn)行用戶需求分析，若用戶需求輸入為工件層需求時(shí)，需求層次判定的輸出為工件層，若用戶需求輸入為機(jī)床層需求時(shí)，需求層次判定的輸出為機(jī)床層，若用戶需求輸入為車間層需求時(shí)，需求層次判定的輸出為車間層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：所述加工工件信息包括加工工件幾何形狀、加工工件材質(zhì)、切削刀具及刀具參數(shù)，所述加工工藝要求包括加工方式、加工精度要求、熱處理要求等與工藝相關(guān)聯(lián)的信息，所述機(jī)床基本信息包括機(jī)床型號(hào)、機(jī)床主軸功率、機(jī)床相關(guān)裝置，所述機(jī)床相關(guān)裝置包括照明、排屑、冷卻、潤滑裝置，所述機(jī)床運(yùn)行參
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：所述系統(tǒng)邊界包括工件層邊界、機(jī)床層邊界和車間層邊界，所述工件層邊界包括工件層數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及冷卻潤滑裝置，所述機(jī)床層邊界包括機(jī)床層數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、冷卻潤滑裝置、排屑裝置、換刀裝置、氣動(dòng)裝置、照明裝置以及其他輔助裝置，所述車間層邊界包括機(jī)床設(shè)備、智能監(jiān)控設(shè)備、安全防護(hù)設(shè)備、照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、通風(fēng)排塵設(shè)備、物料存儲(chǔ)設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：對(duì)輸入損失輸出進(jìn)行分析，建立平衡方程，所依據(jù)的公式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：對(duì)物料和能量進(jìn)行相關(guān)性分析，生成變換公式：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：對(duì)于機(jī)床系統(tǒng)，損失分為內(nèi)部損失和外部損失所依據(jù)的公式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：所述外部損失包括編號(hào)為a的設(shè)備切屑處理的損失Exa,cip、編號(hào)為s的設(shè)備廢棄刀具處理的損失Exs,tool、編號(hào)為d的設(shè)備廢液處理的損失Exd,liquid、第l個(gè)設(shè)備的壓縮空氣散失的損失Exl,air，對(duì)切屑處理的損失Exa,cip、設(shè)備廢棄刀具處理的損失Exs,tool、設(shè)備廢液處理的損失Exd,liquid、壓縮空氣散失的損失Exl,air進(jìn)行相關(guān)性分析，生成外部損失Ex,ex-loss的表達(dá)式，所依據(jù)的公式為:
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：所述輸出Ex,out包括產(chǎn)品和輸出物料對(duì)產(chǎn)品Ex,product和輸出物料Exi,ex-M進(jìn)行相關(guān)性分析，生成輸出Ex,out的表達(dá)式，所依據(jù)的公式為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于，具體步驟包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：所述用戶需求輸入包括工件層需求、機(jī)床層需求、車間層需求，所述工件層需求包括加工工件信息、加工工藝要求、加工參數(shù)、加工時(shí)間，所述機(jī)床層需求包括機(jī)床基本信息、機(jī)床運(yùn)行參數(shù)信息、生產(chǎn)指標(biāo)，所述車間層需求包括車間基本信息、車間環(huán)境信息、加工生產(chǎn)計(jì)劃信息，對(duì)用戶需求輸入進(jìn)行用戶需求分析，若用戶需求輸入為工件層需求時(shí)，需求層次判定的輸出為工件層，若用戶需求輸入為機(jī)床層需求時(shí)，需求層次判定的輸出為機(jī)床層，若用戶需求輸入為車間層需求時(shí)，需求層次判定的輸出為車間層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：所述加工工件信息包括加工工件幾何形狀、加工工件材質(zhì)、切削刀具及刀具參數(shù)，所述加工工藝要求包括加工方式、加工精度要求、熱處理要求等與工藝相關(guān)聯(lián)的信息，所述機(jī)床基本信息包括機(jī)床型號(hào)、機(jī)床主軸功率、機(jī)床相關(guān)裝置，所述機(jī)床相關(guān)裝置包括照明、排屑、冷卻、潤滑裝置，所述機(jī)床運(yùn)行參數(shù)信息包括使用的刀具類型、機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)，所述車間基本信息包括機(jī)床數(shù)量和類型信息、車間面積，所述車間環(huán)境信息包括車間生產(chǎn)溫度、車間通風(fēng)、照明環(huán)境參數(shù)，所述加工生產(chǎn)計(jì)劃信息包括對(duì)某一工件和某一類型工件進(jìn)行的生產(chǎn)任務(wù)安排、產(chǎn)品生產(chǎn)周期信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平衡的切削過程碳排放邊界自適應(yīng)劃分方法，其特征在于：所述系統(tǒng)邊界包括工件層邊界、機(jī)床層邊界和車間層邊界，所述工件層邊界包括工件層數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及冷卻潤滑裝置，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姜志鵬，史有恒，王銘澤，任露，黃志鵬，崔印周，賈禹鑫，任祉亦，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。