面向绿色制造的数控机床回收再利用研究
这是一篇关于绿色制造,数控机床,回收再利用,模糊层次分析法,评价指标,系统开发的论文, 主要内容为绿色制造代表了现在制造业发展的方向,它是一种综合考虑环境负影响和资源利用的现代制造模式,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对环境的影响最小,资源利用最优。绿色制造技术研究和低碳经济将成为“十二五”期间装备制造业谋求持续发展的制胜法宝。 国内外对数控机床的回收再利用研究很少,更别说大规模应用于生产和创造效益。目前我国已成为世界最大的机床消费市场,机床保有量700多万台。根据中国机床工具协会提供的统计资料,数控机床保有量约77万台左右。而且数控机床蕴涵着70%以上的残留价值,包括机床钢铁材料价值和机械零部件的制造成本价值等。这些机床在未来5-10年都可能面临功能性报废,从而形成相当规模的可回收再利用的潜在资源。因此,如何客观、科学的对数控机床产品进行回收再利用评价,还没有统一、权威的看法。客观、正确的度量数控机床产品的回收再利用价值和方法,已变得非常重要。 本文主要进行了以下几个方面的研究： 1.详细分析数控机床产品主要组成部分,主要是回收价值高的机械结构部分,然后根据产品回收再利用方面的基础知识,建立数控机床回收再利用流程图,并对废旧数控机床零部件的检测方法和如何确定它们的回收再利用方式进行详细分析。 2.比较几种常见的系统评价方法,根据数控机床产品回收再利用阶段特性,提出了应用模糊层次分析法对回收再利用评价。构造数控机床产品回收再利用评价系统的层次模型,建立同一层次评价指标的权重判断矩阵,计算各评价指标的组合权重。对最底层评价指标建立隶属函数,确定相应的隶属阈,进行无量纲化处理得出隶属度。应用线性加权和法给出产品的综合评价值。 3.研究评价指标体系的制定原则,确立合理的数控机床产品回收再利用评价指标体系,并分别对指标体系中的经济属性、技术属性、再利用属性和环保属性进行详细分析,最后进行数据实验和结果分析。 4.开发一个数控机床回收再利用评价初级系统。该系统用Jsp、Java、JavaScript、 HTML、MySQL和Dreamweaver等技术开发,并配置相应的运行环境。该系统为从事数控机床产品的回收再利用企业进行评价分析和决策提供辅助工具。
基于MTConnect的机床监测数据管理系统研究与设计
这是一篇关于数控机床,MTConnect,监测数据管理系统,优化算法的论文, 主要内容为数控机床作为中国发展智能制造的五种关键技术装备之一,对制造业的发展起到了关键性作用。为了数控机床的安全运行,数控机床的监测越来越受到关注。但是因为机床的封闭性及机床数控系统的多样性,使得监测方法也呈现出多样性,各个监测系统之间也相对独立,同样成为了信息孤岛,没有实现监测数据信息的集成与共享,监测数据缺乏有效的归纳和整理,数据的重用与共享性差,浪费大量的数据资源,因此对机床监测数据管理研究具有重要意义。本文针对数控机床监测数据集成方法格式不统一,监测数据缺乏集成与管理,采用MTConnect规范,研究基于MTConnect的数控机床监测数据管理系统,对车间数控机床的监测数据进行管理,提高设备间的数据共享和交互,主要工作如下:1.研究了基于MTConnect的机床监测数据管理系统的功能和非功能需求,并设计了基于MTConnect的机床监测数据管理系统总体架构、软件层次结构及功能模块。2.研究了MTConnect协议的基本架构、工作原理、关键技术,研究了MTConnect中对设备组件的描述方式和数据流描述方式,研究了MTConnect中设备建模方法,构建基于MTConnect的数控机床信息模型,建立XML模型文档。3.根据MTConnect机床监测数据管理系统的需求分析,设计了基于B/S模式的MTConnect机床监测数据管理系统软件,完成人机交互界面设计以及各功能模块的设计,包括用户管理、数据处理、机床信息管理、数据查询模块等。4.在数据查询模块中,针对MTConnect机床监测数据管理系统数据库数据量大,研究了数据库查询优化算法,使用萤火虫算法和粒子群算法进行查询优化研究。利用MATLAB进行仿真,结果表明,萤火虫算法查询代价更小,效率更高。论文最后对监测数据管理系统各个功能进行测试验证,并进行了总结与展望。
数控机床远程监测与故障诊断系统设计
这是一篇关于数控机床,故障诊断,故障树,深度学习,系统开发的论文, 主要内容为随着互联网+、大数据、人工智能等先进技术的提出,制造业也正朝着数字化、网络化和智能化方向的不断推进。数控机床作为现代化生产制造系统的核心设备之一,已被投入到各个领域部件的生产制造过程中。随着人们对数控机床的功能、加工精度及可靠性等要求的不断提高,其组成模块、部件及结构也越来越多、越来越复杂,基于传统的噪声检测、振动检测等技术已无法对数控机床进行全面而准确的状态监测与故障诊断。基于此,本文提出了数控机床的故障诊断系统方法,搭建了远程监测与故障诊断系统平台,并设计了远程监测系统用于远程信息查询与管理。(1)阐述了课题的研究背景与意义,对数控机床的构成进行了分析,并对国内外故障诊断与远程检测技术的研究现状进行了调研。(2)对故障诊断算法理论进行了介绍,对故障书的算法原理、基本符号、数学表达和模型建立方法进行了详细阐述;对神经网络算法概念及BP神经网络训练方法进行了介绍;最后以基于自编码的深度神经网络为例对基于深度学习的故障诊断方法进行了理论分析,为数据机床远程监测与故障诊断系统平台的建立提供基础与支撑。(3)建立了数控机床故障诊断的模型,首先对数控机床故障类型进行了剖析,其次,对依据故障树的层次化结构搭建了数控机床的故障树并多故障树的模型进行了分析;最后搭建了基于深度神经网络的故障诊断模型。(4)设计了远程监测与故障诊断系统平台,首先搭建了系统平台的总体架构;设计了基于Oracle的系统数据库以及数据库查询和管理系统。最后建立了远程监测与故障诊断子系统用于迅速排出故障可能发生的原因。(5)基于B/S架构对远程监测系统进行了开发,设计了用户登录注册、信息查询与管理、故障诊断与监测系统的前端和后台;搭建了测试环境对深度神经网络的故障诊断模型进行了测试,结果表明,本文设计的故障诊断模型可以较好地实现对数控机床进行故障诊断。
数控机床角度头故障特征识别与健康管理系统研究
这是一篇关于数控机床,角度头,VMD,特征识别,健康管理的论文, 主要内容为近年来,数控机床在机械行业突飞猛进的历程中发挥着举足轻重的作用。角度头作为数控机床上的重要附件,可以解决多种传统方法加工困难和有特殊加工要求的问题,使得数控机床能够在固定结构下,实现更多领域和更多范围的工作。角度头因为工作环境复杂,操作人员违规操作等问题,会导致其出现振动异常,运转困难等情况,甚至会造成较大的经济损失。因此,开展角度头振动故障特征识别和健康管理研究,对提高角度头的耐用性,提升操作人员的管理和维护效率具有重要的意义。本文针对数控机床角度头在生产过程中发生的振动问题,提出了一种基于GA优化的VMD-SVM算法的角度头振动故障特征提取和识别的方法,开发了基于JAVA的角度头健康管理系统。论文主要工作如下:(1)介绍了角度头的基本原理和应用场合,总结归纳了角度头的常见故障类型,凝练了角度头常见故障类型的故障特征。确定了角度头故障监测与诊断的主要对象。(2)提出了基于GA优化的VMD-SVM算法的角度头故障特征识别方法。通过GA对VMD算法中关键参数进行优化,形态滤波方法进行降噪处理,SVM算法对故障数据进行筛选,以峭度相关系数法筛选分解之后的IMF分量并进行信号重构,从重构信号的时域图,频域图和包络谱图中提取出故障特征,并进行故障识别。经过仿真和现场测试,证明了该方法的准确性和有效性。(3)开发了数控机床角度头健康管理系统。针对角度头日常运行和管理过程中遇到的数据利用率不高、难以快速判断角度头故障和日常维护效率较低等问题,以JAVA和MySQL数据库为基础,使用前端Ant Design Pro和后端Spring Boot等技术,设计了角度头信息管理、工况数据存储、故障案例库和故障诊断四个主要模块,并以此为框架开发了角度头健康管理系统。系统开发完善后,进行了多次实验测试及调试,最终的结果反馈证明了本系统具备快速故障识别和维护管理的能力。
数控机床生产数据信息采集控制系统设计
这是一篇关于数控机床,数据采集,生产数据,嵌入式系统,TCP/IP的论文, 主要内容为机床设备关乎国家生产制造,关乎国家重工业发展,数控机床作为现代装备制造业的核心,其数据采集工作可以直接决定国家生产计划。机床的生产数据和设备运行情况的实时追踪,是生产车间数字化的基础,由于数控机床生产车间数据信息杂乱繁多,数控机床结构各异,要形成有效的采集方案非常困难,因此研究设计适合于各类数控机床的生产数据采集系统势在必行。本设计首先分析和比较了国内外数控机床数据采集常用的几种方法,指出了已有的几种典型方法存在的问题以及发展的方向。基于数控机床生产数据采集通用性的需求,结合了无线传输通讯技术、嵌入式单片机技术等,提出了一种分布采集、集中管理的总体设计方案,采集平台为嵌入式单片机STM32数据采集终端,上位机为实时显示和管理平台。其次本文研究了数控机床生产数据采集系统实现的方法和思路,设计了采集系统中的最小系统原理电路和上位机管理程序等,并制作完成了STM32的电路开发板,模块可以采集机床外部接口、外部传感器和内部中继节点的数据状态。最后设计了采集数据Wi-Fi无线传输程序,把采集到的数据通过TCP/IP协议发送到上位机;同时利用C++语言设计了上位机管理系统,测试了整个系统的工作流程,测得系统在室外200m左右、室内30m范围内数据采集及通讯良好,满足一般车间的采集要求。整个设计兼顾了数据采集的准确性以及良好的人机交互,测试结果表明,本文所设计的采集系统可以较为全面准确的采集到数控机床加工过程中的生产数据信息,采集速度快、传输迅速,能够实时显示采集数据。系统扩展性好、管理方便,具有很强的实用价值。
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