淺析數(shù)控加工過程中的參數(shù)優(yōu)化

摘要：隨著科技的發(fā)展和社會的不斷進(jìn)步，自動化技術(shù)在高速發(fā)展。在當(dāng)前的工業(yè)企業(yè)中，數(shù)控機(jī)床都在自動化。數(shù)控加工其實是數(shù)字控制的產(chǎn)物。從定義上看，數(shù)控加工就是利用數(shù)字控制對零件進(jìn)行加工。目前，我國的數(shù)控加工發(fā)展迅速，數(shù)控加工水平得到了很大的提高。在此社會背景之下，本文就數(shù)控加工過程中的參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行研究，本次研究主要針對在高效低碳的環(huán)境下數(shù)控加工優(yōu)化。希望通過本次研究，能夠給其他研究人員在數(shù)控加工上的研究提供參考，促進(jìn)數(shù)控加工的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；參數(shù)多目標(biāo)；高效低碳

近年來，我國的生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重的影響，二氧化碳的高排放量使得全球氣候變暖。許多國家都花費(fèi)了大量的時間和金錢用于治理環(huán)境問題。數(shù)控技術(shù)作為一種科技發(fā)展產(chǎn)物，此項技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)。就當(dāng)前的社會環(huán)境來說，由于全球化的趨勢，各國之間的競爭越來越激勵，工業(yè)作為衡量國家發(fā)展的重要指標(biāo)。所以說，從某種意義上看，數(shù)控技術(shù)直接影響到一個國家的核心競爭力。數(shù)控設(shè)備在運(yùn)行的過程中，會消耗電力，也就是一些燃料。這樣，就會對環(huán)境造成影響。環(huán)境問題已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點問題，基于此，實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的高效低碳是當(dāng)前亟待解決的問題。

1數(shù)控零件加工過程中的低碳制造體系

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，對工業(yè)企業(yè)來說是一個重要的發(fā)展契機(jī)。許多國家都非常重視數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。因此，許多國家在數(shù)控加工上投入了大量的研究資源，許多專家和學(xué)者都在研究數(shù)控加工。就數(shù)控加工而言，在實際生活中，在設(shè)備運(yùn)行之前，專家就會在圖紙上對零件設(shè)計的每一步驟進(jìn)行確認(rèn)，詳細(xì)的規(guī)劃數(shù)控加工的每一個部位。在數(shù)控加工的過程中，專家要多次實驗設(shè)備的運(yùn)行情況，避免出現(xiàn)在加工過程中圖紙與實際成品不符的情況，也能減少資源的浪費(fèi)。那么？應(yīng)該如何在數(shù)控零件加工過程中建造低碳制造體系呢？首要就是減少資源的浪費(fèi)。在零件加工過程中，會出現(xiàn)一些廢屑和廢水等，這些東西都會對環(huán)境造成影響。所以在我們建造低碳制造體系時，要控制材料的使用。在構(gòu)建低碳體系時，要充分考慮到零件的質(zhì)量，還要考慮到成本的影響。試想一下，如果在構(gòu)建低碳體系時，成本與收益之間差距過大，那么，整個低碳體系的實用性就會大大降低。所以，研究人員要考慮多方面的影響因素，建立一個在數(shù)控加工過程中的低碳加工體系。有助于實現(xiàn)低碳高效的目的。

2建立切削參數(shù)優(yōu)化模型的方法

2.1明確變量及目標(biāo)函數(shù)

在本次研究中，我們不止關(guān)注低碳高效，還關(guān)注數(shù)控加工的參數(shù)優(yōu)化。在實際生活中，切削是數(shù)控加工的一個重點工序。在優(yōu)化切削模型時，我們要明確變量及目標(biāo)函數(shù)。提到切削的目標(biāo)函數(shù)，我們就不得不提切削模型上的參數(shù)。在切削過程中，主要數(shù)據(jù)有切削的速度，切削的深度等。這兩個數(shù)據(jù)是我們建立切削模型時，需要重點關(guān)注的因素。所以，在變量的明確上，就是切削過程中的切削速度和切削深度等。在優(yōu)化過程中，要充分考慮變量之間的聯(lián)系，建立一個正確的目標(biāo)函數(shù)。

2.2切削過程中碳排放的控制

在優(yōu)化切削模型時，我們還要考慮到碳的排放量。要想在整個數(shù)控加工過程中實現(xiàn)低碳高效，控制每一個工序的碳排放量是非常重要的。在切削過程中，會消耗電能還會產(chǎn)生一些廢料，比如在切削過程中切下來的材料。在切削設(shè)備運(yùn)行過程中，還會排放出碳。其實，在深入研究產(chǎn)生這些碳排放量的原因后，我們發(fā)現(xiàn)，工藝技術(shù)直接影響著碳的排放量。所以，在工序設(shè)計上，要進(jìn)行優(yōu)化。除此之外，許多碳排放量都是來源于數(shù)控設(shè)備運(yùn)行中消耗的電能。所以，減少數(shù)控設(shè)備的電能消耗量也是碳排放控制的一個重要方法。

3應(yīng)對高效低碳的數(shù)控加工參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化模型的對策

3.1優(yōu)化程序加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)

在實際生活中，我們究竟如何實現(xiàn)高效低碳的數(shù)控加工呢？我認(rèn)為，可以從以下兩點出發(fā)。第一個就是優(yōu)化程序，加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)。以切削為例，切削過程中的切削速度和切削深度是影響切削的重要因素。在優(yōu)化時，要充分考慮這兩個因素的實際聯(lián)系。建立一個正確的模型。在實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)，如果采取高效率的切削技術(shù)，就能提高整個加工過程的速度，還能減少電能的使用，降低碳排放量。可以說，高效的切削技術(shù)是降低碳排放量的重要契機(jī)。研究人員還要加大在切削速度上的研究力度，爭取能夠?qū)崿F(xiàn)高速的切削技術(shù)。在優(yōu)化過程中，潤滑技術(shù)的設(shè)計也是必不可少的一部分。因為在設(shè)備使用過程中，零件和設(shè)備之間的摩擦?xí)档驮O(shè)備運(yùn)行的速度。對設(shè)備進(jìn)行潤滑從而提高設(shè)備的切削速度是一個不錯的選擇。在研究潤滑技術(shù)時，研究人員要考慮潤滑液對環(huán)境的影響。爭取能夠在切削技術(shù)上實現(xiàn)高效低碳。

3.2目標(biāo)函數(shù)的有效轉(zhuǎn)化

第二個就是目標(biāo)函數(shù)的有效轉(zhuǎn)化。隨著研究的深入，我們發(fā)現(xiàn)，目標(biāo)函數(shù)在轉(zhuǎn)化過程匯總也是存在一定的難度。因為，在實際生活中，多個目標(biāo)函數(shù)的轉(zhuǎn)化是一件比較難的事情。在建立目標(biāo)函數(shù)過程中，一般都是分別建立目標(biāo)函數(shù)，這樣會在實際生活中，造成多個目標(biāo)函數(shù)匯總存在一定的難度。在轉(zhuǎn)化目標(biāo)函數(shù)的過程中，加權(quán)求和法是一個重要的轉(zhuǎn)化方法。

4結(jié)語

總結(jié)來說，在低碳的社會背景下，如何高效的運(yùn)行數(shù)控設(shè)備是當(dāng)前社會大眾關(guān)注的重點任務(wù)。在本次研究中，我們花費(fèi)了大量的時間用于了解數(shù)控設(shè)備的運(yùn)行方式，從而判斷如何改進(jìn)數(shù)控設(shè)備，在研究低碳高效的數(shù)控加工參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化模型策略時。我們的目標(biāo)是在提高數(shù)控設(shè)備運(yùn)行效率的基礎(chǔ)之上，降低設(shè)備的碳排放量。在現(xiàn)有的技術(shù)和資源限制下，優(yōu)化模型并非易事。以切削為例，要想實現(xiàn)切削的優(yōu)化。首先要考慮切削的參數(shù)，就是影響切削的重要約束，然后識別因素之間的聯(lián)系，建立目標(biāo)函數(shù)，對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行整合和分析。與此同時同時，還要考慮到切削的碳排放量。在控制切削的碳排放量時，首要控制材料的使用，減少資源的浪費(fèi)。其次，還要減少設(shè)備的電能使用量。因為切削過程中，切削的碳排放量主要來源于設(shè)備的電能使用。最后，切削速度直接能夠影響設(shè)備的電能使用量。在控制碳排放量時，要提高切削的速度。從而實現(xiàn)高效低碳的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡狄，張華，鄢威，李弼心.面向節(jié)能優(yōu)化的數(shù)控銑削參數(shù)優(yōu)化方法研究[J].機(jī)械設(shè)計與制造，2015，（08）：110-113.

[2]張臣，周來水，安魯陵，周儒榮.基于銑削力仿真的離線進(jìn)給速度優(yōu)化技術(shù)[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報，2009，41（03）：358-363.

作者簡介：趙顯日（1966—）女，遼寧鳳城人，遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，主要研究方向是機(jī)械設(shè)計與制造。