本章首先分析了精工机床的能量流系统，主要包括精工机床主传动系统和进 给传动系统，而精工机床主传动系统又可以细化为电机拖动系统和机械传动系统 两部分，然后通过对主传动系统所包含的电机拖动系统和机械传动系统进行分别 描述分析和建模，再将这两个部分有机的联系起来，得出精工机床主传动系统的 能量流模型，为后续章节建立功率能耗模型提供理论支撑。
关于轴承热量主要来自摩擦，其中热量的传递是三种基本形式：热对流、热传导、 和热辐射。与传导热和对流热相比，辐射热影响很小，分析和计算时，忽略其大小。 轴承的热量传递是空间三维问题，实际情况非常复杂。为了分析，做了下列简化假设:
五轴联动精工技术是精工技术中难度******、应用范围最广的技术，体现在它 集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体[1]。五轴联动精工机床是 五轴联动精工技术的集中体现，它是在三轴精工机床X、Y、Z三个直线坐标轴 的基础上增加两个旋转轴，加工时实现五个轴的同时动作，使刀具可以在任何一 点以任意角度对零件进行切削加工，所以五轴联动精工机床被认为是加工连续、 平滑和多复杂曲面零部件最有效的手段之一[2]。根据两个旋转轴的组合形式，五 轴联动精工机床大体上分为：双转台式、双摆头式以及转台加摆动三类，其中双 转台结构的五轴联动精工机床具有结构简单、制造成本低等特点，市场上数量最 多动，其结构如图1.1所示。
1969年，美国数字设备公司成功研制出世界上第一台PLC(Programmable Logical Control，可编程逻辑控制器)，由于它功能强大、可靠性好、抗干扰能力 强等优点逐步替代继电器广泛应用在工业控制的各个领域。在精工领域，PLC作 为精工系统的一部分负责完成机床顺序逻辑动作控制，在精工系统配置机床时相 当于一个接口[12]，如图1.2所示。
综上所述，当前国内外的科研工作者对机械加工过程中的精工机床能耗特性 已经展开了大量研究，针对不同工件加工工艺建立了不同的能耗模型，但大多数 集中在精工机床总的能耗分析或能量效率传递方面，在针对精工机床主传动系统 的能量消耗特性领域研宄不是很多，在当前大的环境下，从各个不同的方面对制 造系统展开全面深入细致的研宄工作是必不可少的。
当下在针对精工机床节能优化方向的研宄有很多，但绝大多数体现在优化数 控机床切削参数，工件加工工序或者电机电压、电流方向等方向。但针对精工机床 主传动系统的优化研宄不是很多，特别是通过优化精工机床主传动系统主轴加速时间的方法来降低能耗的研宄，因此基于精工机床主传动系统提出优化节能方案 具有较强的实际意义。
本论文以XK713型精工机床为研宄对象，通过研宄精工加工中心主传动系统的能量流程及能量消耗特性，建立精工加工中心主传动系统能量消耗模型，并提出优化 运行节能方案，为后续精工机床能耗优化实施及机床能耗监控平台的搭建奠定理 论基础，全文主要内容分为六章，全文组织结构如图1.1所示，全文各个章节主 要内容简介如下：
少数普通机床和许多精工机床都是采用的直流电动机驱动的方式，通过齿轮传动配合实现降速和扩大输出转矩，调速方式采用的是无极变速调节；而大多数 普通机床和少数精工机床采用的是三相异步电动机的拖动系统和多级齿轮变速装 置的有级机械调速。两种形式的传动系统从能量传输的角度来看并没有本质区别， 由此可以推导出精工机床主传动系统的一般形式。
机械传动系统数学模型主要包括切削功率和机械损耗功 率两部分，而且主传动系统中的机械传动系统能量流数学模型并非是简单的将各 传动环节的动能之和和能量损失之和相加，每一机械传动环节之间是相互作用的， 但随着传动环节距离的拉大，其影响会越来越小。
精工加工中心主轴旋转加速功率主要包含两部分，一部分主要为用于维持主轴自 身旋转所消耗的功率Pm,另一部分主要是克服主轴机械传动系统惯量使机床主轴加速时所消耗的功率，这一部分功率等于主轴转动惯量人、主轴电机角加速度和主轴电机加速度0的乘积，如式(5-6)所示，克服传动系统惯量所消耗的这 一部分能耗会随着主轴变频器的加速时间变化而变化。