面向高效低碳的數控加工參數多目標優化模型

朱敏

（江蘇省常州技師學院，江蘇 常州 213000）

面向高效低碳的數控加工參數多目標優化模型

朱敏

（江蘇省常州技師學院，江蘇 常州 213000）

數控的全稱是數字控制的簡稱。隨著當下數字化的快速發展，某種程度上也推動了數控技術的不斷進步。數控的主要功能是利用數字化信息，對機械運動及加工過程進行控制的技術。目前來看數控技術的發展，已經成為高新技術產業和尖端工業最基本的必備要素。本文主要探究面向高效低碳的數控加工參數多目標優化模型的相關問題，通過探討，可以為數控技術的研究提供相關的參考。

數控技術；參數多目標；高效低碳

低碳制造不僅僅可以保護環境，同時也可以有效的提高資源的利用率。作為當前新興產業技術的數控技術，它對世界各地的信息產業、生物產業以及航天航空產業的進步，都有著非常大的影響。從當下的發展趨勢來看，數控技術裝備的不斷先進，某種程度是可以決定一個國家在國際市場中的競爭能力。據了解，一些工業比較發達的國家，甚至將數控裝備作為國家的戰略物資來儲備，這將會對環境和資源造成一些負面影響。隨著人們環保意識的不斷提高，數控發展過程中的高效性和低碳性，成為了他們不斷追求與思考的重要問題。

1 數控零件加工過程中的低碳制造體系

數控加工發展的重要性，使得各個國家不得不對其加大重視力度。因此，很多國家的數控專家從沒有對數控加工優化的問題有所懈怠。在對數控技術中的零件制造工藝，進行規劃時，一般都會提前在圖紙上對零件的各個部位，作出詳細的規劃。這樣可以避免在制作出成品后，出現與實際不相符的情況，造成資源的浪費。另外在數控零件制造的過程中，會出現碎屑、廢水或者噪音等情況。我們都知道低碳制造最重要的環節是它的周期循環性，因此在選用材料的初期是至關重要的。實現低碳制造的同時，也應該兼顧經濟的投入與技術的掌握。要深刻理解低碳的內在含義，兼顧低碳的同時更要保障經濟效益與社會效益的同步發展。因此，加強各個方面的技術結合是數控研究人員需要重點關注的。

2 建立切削參數優化模型的方法

2.1 明確變量及目標函數

不得不說在建立切削參數優化模型時，對切削速度、切削深度和進給量是切削用量中，需要著重關注的要素。因為這三個變量是決定優化變量最根本的部分。出于切削深度對刀具的影響比切削速度和進給量偏小，但在車削加工的過程中，切削深度會以工件余量和具體的加工要求作為標準。由此可知，要想建立切削參數優化模型的方法，明確掌握切削速度、切削深度和進給量三者之間的變量是最基本的要求。

2.2 切削過程中碳排放的控制

控制碳的排放量，實現低碳數控加工的首要研究目標。數控技術在進行加工時，原材料被消耗時所排放出的碳、以及消耗電能時所排出的碳和切削過程中其它物料所產生的碳。這些碳所產生的絕大部分原因，還是工藝技術的優劣所決定的。當然我們需要了解的是原材料和輔助材料所產生碳排放是非常有限的，主要產生的碳排放還是由電能消耗引起的。

3 應對高效低碳的數控加工參數多目標優化模型的對策

3.1 優化程序 加強技術開發

切削速度、切削深度和進給量之間的相互變化，是決定切削程序優化的首要因素。而這三者之間的優化，對實現高效低碳的數控加工有著重大的推動作用。實踐證明，采用高效的切削技術不僅可以提高整個零件的加工速度，同時切削過程中所產生的大量熱能，也可以在切削環節被帶走。高速的切削技術，對產品的精密度和表面質量也是有所提高的。因此這項實用性的切削技術，從環保與經濟的角度來看是非常具有可性的。因此，不斷加強切削速度，才是優化整個數控工作程序的根本要素。優化程序的過程中，掌握先進的潤滑技術，也是需要我們不可忽略的一部分。切削液雖然對切削技術的提高，有很大的輔助作用。但它本身對環境的破壞也是存在的。因此，對切削液減少污染的使用方法，也是需要加強研究的。當下普遍采用的是微量潤滑技術和冷風技術。

3.2 目標函數的有效轉化

在研究的過程中我們了解到，在目標函數的有效轉化過程中，將多個目標函數進行統一轉化并不是一件易事。因此我們一般采用的是將多個目標的優化求解問題，轉為單項目標的優化求解問題，其中加權求合法是常用的。而對權重的確定方面，可以采用模糊評價、專家打分或者層次分析的辦法進行。

4 結語

綜上所述，高效低碳的數控加工參數多目標優化模型的對策研究，并不是一項簡單的工程。因為我們首先需要用最少的時間，做出最大價值的工作，并且要保持最低碳排放量為最終目的。這就需要在切削研究的過程中，不斷提高工作變量。機場的主軸轉速要不斷提高，進給量和最大切削力、加工質量等方面約束的情況下，實現高效低碳多目標的優化模式。對優化模型不斷尋優求解。要實現低碳制造的作業，就要對切削參數靈活分析。當然，數控行業屬于一個大家族，其中有很多類型，是需要我們不斷深入研究和探索的。眾所周知，數控行業中，一個零件的工藝路線可能有多種，所以這對高效低碳的數控加工參數多目標優化模型的研究之路增加了一定的難度。

［1］李聰波，崔龍國，劉飛，李麗.面向高效低碳的數控加工參數多目標優化模型［J］.機械工程學報，2013（09）

［2］劉獻禮，陳濤.機械制造中的低碳制造理論與技術［J］.哈爾濱理工大學學報，2011（01）

［3］方孔明.面向低碳制造的機械加工系統工藝優化模式及方法研究［J］.機械研究與應用，2014（05）

［4］歐敏.分析數控加工工藝決策與切削參數規范化［J］.煤炭技術，2013（04）

朱敏.江蘇省常州市新北區嫩江路8號 常州技師學院 機電工程系.聯系電話：13685205683.郵編：213000。

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