软件开发设计论文提纲

论文题目：基于电机匹配的数控滚齿机床节能设计方法研究及软件开发

摘要：随着全球能源短缺和环境污染问题的不断加剧,绿色化已成为高端装备重要的发展趋势及技术创新领域,是当前的研究热点和技术前沿。节能是绿色化主要研究内容之一,数控机床作为制造业广泛使用的基础装备,节能潜力巨大,节能设计需求紧迫。目前机床厂商缺少机床专用电机匹配方法和工具,在选择电机时往往依据工人经验,而且在设计阶段无法预测机床能耗性能以调整电机选择方案,造成电机选择过大的问题,导致资源浪费,且带来了巨大的工作量。针对该问题,本文在2016年工信部绿色制造系统集成项目的资助下,以数控滚齿机床为研究对象,开展了基于电机匹配的机床节能设计方法研究及软件开发,可以为数控滚齿机床节能设计提供有效支撑。首先,对数控滚齿机床结构特点和能耗特点进行分析,根据分析结果并基于数控滚齿机床电机参数和其他设计阶段可获得的参数,建立数控滚齿机床阶段单元功率模型。在此基础上建立机床能量效率模型和能量流模型,并计算机床待机阶段、空载阶段和切削阶段耗能系统的能耗占比以及机床各阶段的能耗占比和能量利用率,通过实验验证机床阶段单元功率模型的准确性。其次,根据数控滚齿机床结构特点,划定数控滚齿机床电机匹配范围,建立五类数控滚齿机床电机匹配模型,建立数控滚齿机床电机匹配参数体系,并结合运动曲线法计算电机匹配参数,研究数控滚齿机床常用品牌和类型的电机的匹配标准,并对电机库结构进行规划。最后,集成运用数控滚齿机床能耗建模和电机匹配技术理论研究成果,开发机床节能设计支持软件,对电机选型方案能耗进行可视化展示,并在某型号滚齿机床上测试软件的有效性。

关键词：数控滚齿机床;能耗建模;阶段单元;节能设计;软件开发

学科专业：工程（机械工程）（专业学位）

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英文摘要

1 绪论

1.1 论文选题背景

1.1.1 机床节能的紧迫需求

1.1.2 机床节能的广阔前景

1.1.3 机床节能设计的需求

1.2 国内外相关领域的研究现状分析

1.2.1 机床节能设计的国内外研究现状

1.2.2 机床能耗建模和可视化的国内外研究现状

1.2.3 机床电机匹配技术的国内外研究现状

1.3 论文研究的意义及课题来源

1.3.1 论文研究的意义

1.3.2 论文的课题来源

1.4 论文的主要研究内容

2 数控滚齿机床能耗建模

2.1 概述

2.2 滚齿技术和数控滚齿机结构特点

2.3 滚齿机床切削力和切削转矩

2.4 数控滚齿机床能耗特点和能耗模型

2.4.1 数控滚齿机床能耗特点

2.4.2 数控滚齿机床阶段单元功率模型

2.4.3 数控滚齿机床能量效率模型

2.5 数控滚齿机床能量流、能量利用率和能耗占比

2.5.1 状态参量表

2.5.2 机床能量流

2.5.3 机床能量利用率

2.5.4 机床能耗占比

2.6 实验验证

2.6.1 实验方法及设备

2.6.2 模型的理论计算

2.6.3 实验及对比分析

2.7 本章小结

3 数控滚齿机床电机匹配技术研究

3.1 概述

3.2 数控滚齿机床电机匹配范围界定

3.3 数控滚齿机床电机匹配参数计算

3.3.1 电机匹配参数体系

3.3.2 主轴电机匹配

3.3.3 滚珠丝杠传动电机匹配

3.3.4 传送带电机匹配

3.3.5 转台电机匹配

3.3.6 泵电机匹配

3.4 数控滚齿机床运动曲线

3.4.1 机床运动曲线介绍

3.4.2 机床运动曲线绘制

3.5 数控滚齿机床电机库和电机匹配标准

3.5.1 数控滚齿机床电机匹配标准介绍

3.5.2 交流伺服电机库和电机匹配标准

3.5.3 主轴电机库和电机匹配标准

3.5.4 普通电机库和电机匹配标准

3.6 本章小结

4 机床节能设计支持软件开发

4.1 概述

4.2 软件的功能结构及运行流程

4.2.1 软件的功能结构

4.2.2 软件的运行流程

4.3 软件功能实现

4.3.1 软件登录界面和主界面

4.3.2 电机匹配模块

4.3.3 能量流仿真模块

4.3.4 电机管理和节能设计报告

4.4 软件测试

4.4.1 电机匹配功能测试

4.4.2 能量流仿真功能测试

4.5 本章小结

5 结论与展望

参考文献

A.硕士期间申请获得软件著作权

B.硕士期间授权或申请的专利

C.硕士期间参加的主要科研项目

D.硕士期间获得的奖励

E.学位论文数据集

致谢