数控加工中心主轴即为铣床加工时夹持刀具转动的轴，主要包括主轴、轴承和一些 传动机构构成，在数控加工中心加工过程中的主要作用就是用来装夹刀具，带动刀具仪 器旋转运动，数控加工中心主轴作为铣床非常重要的元器件之一，其结构精度和刚度将 直接决定数控机床加工过程中其加工的工件的质量和精度，对数控加工中心的切削效率 也有一定的影响，判断数控加工中心主轴的好坏指标主要有三点：主轴材质刚度，主轴 的刚度分为动态刚度和静态刚度；主轴旋转是的精度，主轴的旋转精度主要指数控 铣床在加工工件的过程中主轴在径向和轴向上的漂移精度，与主轴制造过程中与轴 承的装配有关；以及主轴速度的平滑性。因此数控加工中心主轴在铣床加工过程中占据 着相当重要的地位，研宄数控加工中心主轴功率特性提出优化节能方法很有必要。

数控加工中心主传动系统的主轴旋转加速一般是由主轴从静止状态加速至较高转 速的一个过程，目前数控加工中心主传动系统大都采用变频器来实现主轴旋转的加速和无极调速过程。主轴启动时功率消耗较大，而所消耗的这部分功率能耗没有直接用 于铣削加工，不属于有效切削功率，优化此部分的功率消耗有助于提高主传动系统 能效，因此为了从改进主轴变频器加速时间的角度分析，从而一步步达到优化数控 铣床主传动系统的目的，必须首先建立主传动系统主轴功率与加速时间的函数关 系，将主轴变频器的加速时间和主轴转速、功率等联系起来，建立主轴旋转加速功 率方程，进一步建立其能耗模型，研宄主轴旋转加速功率与旋转加速时间之间的关 系。利用控制变量法，通过设定初始条件，控制单一变量从而达到优化的目的，将 初始转速!!，和最终转速112设定为固定参数，通过改变不同的 主轴变频器的加速时间^，得到不同条件下的主轴旋转能耗，从中选出最小能耗时 的主轴变频器的加速时间t_a，此时的^即为时间，即为我们在进行主传动系统 节能优化时所需要的时间。具体如何建立主传动系统主轴功率与加速时间之间的函 数关系，如何选取合适的主轴变频器加速时间，优化主轴能耗，从而降低主传动系 统能耗这一过程将在接下来的两节中进行详细阐述并进行实验验证。

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