五轴龙门加工中心全生命周期使用中绿色评价和分析

论文总字数：28584字

摘 要

机床的绿色度是指机床的环境性、经济性和技术先进性等方面的综合评价。为了更好地描述五轴龙门加工中心全生命周期使用中的绿色度，准确的刻画资源属性、环境属性、人机属性等多方面因素对五轴龙门加工中心使用过程的影响程度，从研究五轴龙门加工中心绿色度评价指标具有多因素、多层次、定量与定性因素并存的特点出发，结合其他绿色机电产品的特点，在综合绿色度评价原则的基础上，建立适合五轴龙门加工中心全生命周期使用中的绿色度评价体系，并利用层次分析法与模糊评判法相结合的方式确定五轴龙门加工中心的绿色度，从而五轴龙门加工中心完成评价。该层次分析法通过专家打分建立判断矩阵，计算各层次评价因素的权重，结合模糊评判法进行逐级评价，完成最终的绿色度评价。

本课题的主要目的是针对五轴龙门加工中心的使用过程建立跟踪评价体系，获取五轴龙门加工中心使用时各项加工数据，完成对五轴龙门加工中心数据的采集，并结合数据分析方法，从而完成五轴龙门加工中心的绿色度评价。根据五轴龙门加工中心绿色度评价的结果，并结合评价体系中各因素的影响，改进五轴龙门加工中心的设计，使五轴龙门加工中心的设计、制造更加绿色化、经济化。同时将新旧五轴龙门加工中心使用过程中绿色度进行比较，根据比较结果，对旧机床提出改进意见。

根据以上所述研究内容，完成评价分析软件开发，为之后的机床绿色度评价提供方便。

关键词：五轴龙门加工中心、绿色度、层次分析法、模糊评判法

Green evaluation and analysis in the use of the whole life cycle five-axis gantry machining center

02011104 Si Qiang

Supervised by Zhang Jianrun

Abstract: The green degree of machine tools refers to the comprehensive evaluation of the environment, economy and technology of machine tools.In order to better describe the green degree of five-axis gantry machining center in the use of the whole life cycle,and accurate porteayal the resource attributes, environmental attributes, human attributes and others gactors on the use of five-axis gantry machining center, from the studie of the characteristics of the five-axis gantry machining center green degree evaluation with multi-factor,hierarchical, quantitative and qualitative factors, combined with the characteristics of other mechanical and electrical products, based on a comprehensive green degree evaluation principles, establish the green degree evaluation system of five-axis gantry machining center in the use of the whole life cycle,and use the analytic hierarchy process(AHP) and fuzzy evaluation method determine the greeen degree of five-axis gantry machining center to the complete the evaluation. The analytic hierarchy process(AHP) was used to establish the judgment matrix,to calculate the weights of the evaluation factors through the expert scoring, and combined with fuzzy evaluation method to evaluate step by step ,to complete the final green degree evaluation.

The main purpose of this project is to establish for the using process of five-axis gantry machining centers to track evaluation tracking system, access to the processing of data using five-axis gantry machining centers, complete the data collection of five-axis gantry machining centers,and combine data analysis methods, thereby complete green degree evaluation of five-axis gantry machining centers. According to the results of five-axis gantry machining centers greenness assessment, combined with the impact of each factor evaluation system,to improve the design of five-axis gantry machining centers,make the design and manufacturing of five-axis gantry machining centers more green and economization. At the same time ,comparing the results of the old and new five-axis gantry machining centers green degree in the process of using,according to the comparison results, suggest improvements on the old machine.

Based on the above research, completing the development of the evaluation and analysis software,and provide the convenience for the evaluation of green degree of the machine tool.

Key words: five-axis gantry machining centers、green degree、analytic hierarchy process、fuzzy evaluation method

目录

摘要 I

Abstract. II

目录 III

1、 绪论 1

1.1引言 1

1.2五轴龙门加工中心绿色度评价国内外研究现状 2

1.3本文研究目标及内容 3

2、五轴龙门加工中心绿色度评价体系 6

2.1五轴龙门加工中心绿色评价指标原则 6

2.2五轴龙门加工中心绿色度评价体系简介 6

2.3本章小结 10

3、五轴龙门加工中心绿色度评价方法 11

3.1评价方法 11

3.2五轴龙门加工中心绿色度评价方法 12

3.3本章小结 16

4、五轴龙门加工中心全生命周期使用中绿色度评价和分析 17

4.1层次分析法确定评价体系中各因素权重的实际应用 17

4.2模糊评判法的实际应用 20

4.3五轴龙门加工中心绿色度结果分析 24

4.4本章小结 24

5、绿色度评价软件 25

5.1软件界面 25

5.2软件程序 25

5.3计算结果比较 27

5.3本章小结 28

6、总结与展望 29

6.1总结 29

6.2展望 29

致谢 30

参考文献： 31

五轴龙门加工中心全生命周期使用中绿色评价和分析

1. 绪论

1.1引言

进入21世纪以来，人们对物质生活、精神生活各方面的要求越来越高，之前的科学技术难以满足人们的要求，越来越大的人们追求更高层次的科学研究，然而一切高科技的研究成果都脱离不了制造产业，而制造产业的核心就是机床。作为现代工业基石的机床产业，是工业经济发展过程中无论如何都不能绕过的一个关键性问题，是国家从脱贫向致富转变的关键一笔。

1.1.1我国数控机床需求

近年来，随着制造业的迅速发展，目前我国已经成为数控机床的使用大户。数控机床是当代机械制造业的主流装备。我国数控机床的发展经历了30多年的跌宕起伏，如今已经由成长期渐入成熟期。根据相关资料统计，2005年我国机床消费量达到108亿美元，是2000年的3.18倍，其中进口机床约为65亿美元，而国产机床约43亿美元，占39.4%^[1]。到2006年中国已经第五次成为世界第一机床产品消费国和进口国，其中数控机床占很大比例^[2-3]。据统计，2006年1月至10月，进口额增幅前三位的机床工具第一是立式加工中心，为6.38亿美元，增长23.73％，其次是数控车床，4.61亿美元，增长15.94％，第三位是卧式加工中心，4.41亿美元，增长13.15％^[4]。“十一五”期间，国家大力支持高端科技，注重产业的自主创新能力，随着一系列关键技术的突破、自主生产能力的行程的逐步提高、企业的积极性收到很大的激励，我国开始进入世界高速数控机床和高精度数控机床生产国的行列。2010年，我国数控机床产量达到23.6万台，同比增长62.2%，2010年我国数控机床消费超过60亿美元，台数超过10万台，数控机床已成为机床消费的主流。2011年，我国数控机床，产量首次超过25万台；产量25.71万台，比上年增长20.6%。2012年，我国数控机床产量为20.57万台，同比下降16.19%。

在经济发展、国家政策大力支持的背景下，我国数控机床行业的旺盛需求仍将保持高速增长，未来3-5年，我国数控机床行业不免为我国机床行业以及相关附属功能部件市场提供极好的机遇。为更多地占有国内和国际数控机床市场，我们就必须通过适时采取措施，不断提高国产数控机床的产量和质量，提升我国数控机床的综合竞争力，从而增强国产数控机床在国际市场上的占有率。加工中心作为数控机床中技术含量最高的基础装备，其内在质量、可靠性、稳定性是保证产品正常而持久使用的基本保证，是构成产品市场竞争力的最重要的因素^[5]。

1.1.2机床绿色度评价的意义

随着全球环境问题日益严重，特别是十八上，党把生态文明建设提高到前所未有的战略高度。当今世界的发展新的趋向就是绿色、循环、低碳发展。世界各国的竞争已经从传统的经济、军事等领域延伸到环境领域。主要发达国家凭借自身的技术优势，以保护环境和维护国民健康的名义，制定了严格的、强制性的环境技术标准，限制国外产品进入，构筑新的绿色贸易壁垒。我们只有加快发展绿色、循环、低碳经济，才能顺应世界发展的新趋向，参与和赢得国际竞争。

自从我国实施可持续发展战略，走新型工业化道路和发展循环经济的战略方针以来,环境保护与环境影响评价、绿色消费、绿色制造等受到空前的重视，并直接影响着人们的消费习惯和企业生产活动^[6-7]。

数控机床作为装备制造业的核心,能否顺应环保趋势,加大绿色设计与制造的研制，将是影响经济发展的重要要素之一^[8]。我国机床企业要参与激烈的国际竞争，必须重视在数控机床全生命周期中提高可靠性的同时，力求成本最低、资源利用最少、能耗最小、对环境影响最小、效率最高。在21世纪，绿色制造及使用的大趋势将使各种节能环保型绿色数控机床加速发展，占领更多的世界市场^[9]。

加工中心作为资源的主要使用者，也是环境污染源之一。随着加工中心应用范围的不断扩大，功能部件正在向高速、高精、低噪音、延长寿命、节能、节省空间、环保等方向发展^[10-11]。如能使加工中心生命周期内的可靠性更高、对环境和资源影响达到最小，符合持续发展的要求，则会具有更加广泛的应用和市场前景。

随着人们对可持续发展要求的提高，五轴龙门加工中心机床应用范围的不断扩大，对其进行绿色评价，确保其对环境和资源影响达到最小，从而符合持续发展的要求，具有重要意义。“绿色度”是对产品进行绿色性评价的重要指标，是产品对环境“绿色程度”的量化值^[12-13]。数控机床的绿色度是指机床的环境性、经济性和技术先进性等方面的综合评价^[14]。

1.2五轴龙门加工中心绿色度评价国内外研究现状

机床是制造机器的工作母机，它的主要功能就是将毛坯转化为零件，机床在使用过程中不仅消耗能源，同时由于机床零件的振动、电机的运动等都会产生噪声，对工作人员产生影响，另外还会产生固体、液体和气体废弃物，对工作环境和自然环境造成直接或间接的污染。近年来，如何减少对环境冲击的绿色生态机床和如何评价产品的“绿色程度”等成为大家关注的热点。

据一些专家估计：在未来的近lO年内，绿色产品必将成为世界商品市场的主导产品，广泛受到人们的喜爱。然而，何为绿色产品，如何判定为绿色产品等一些列问题，由于绿色产品的定义和内涵尚不明确，而且不同的产品又有其特殊的要求，因此至今还未形成统一的、公认的、权威的绿色产品评价体系，这给绿色产品的认证工作带来了极大的不便。因此，什么样的产品是绿色产品，如何客观、科学地对产品进行绿色度综合评价，客观、正确地度量产品的绿色度，已变得非常重要，建立一个科学、合理和完备的综合评价体系和方法就成为迫切需要解决的问题^[15]。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：28584字