摘 要

随着“中国制造2025”的出台，制造业不仅关注经济效益，也更加关注生态效益。考虑到全球能源的日益短缺，以及制造企业节能环保的目标，高效地利用能源、降低能耗，是当前所有制造企业必须加以重视的问题。而工业机器人作为新型的智能制造装备，在可持续制造中扮演着越来越重要的角色，因此，对工业机器人的能耗进行监测、分析具有十分重大的意义。随着信息技术的飞速发展，将能耗监测、分析与计算机技术结合起来进行管理，以实现对生产实践的有效指导，成为了现代化制造企业的发展趋势。

本文设计了一个web系统。首先，对工业机器人装配过程中的能耗源进行解析和整理，获得不同作业状态下的能耗值，然后开发web系统，对能耗值实现监测和管理，并通过图表，直观地实现不同加工状况下的对比分析，最终达到减少制造过程中的能源浪费、高效合理地使用能源、缓解能源紧缺现状和实现企业节能环保要求的目标。

本文所设计的系统，包含：用户资料管理、加工状况管理、能耗监测和对比分析等四个模块。它是基于流行的B/S结构，采用MVC架构、SSH框架、Java Web编程技术，辅以Oracle DataBase、Tomcat Server和myeclipse IDE开发出来的，具备节省人工管理成本、直观化监测分析过程、指导生产实践和提高制造企业的能源利用效率等显著优点。

关键词：工业机器人；能耗监测；web平台

Abstract

With the "Made in China 2025" putting forward, the manufacturing industry is not only concerned about the economic benefits, but also more concerned about ecological benefits. Taking into account the growing shortage of global energy, as well as manufacturing enterprises energy saving and environmental protection objectives, using energy efficiently and reducing energy consumption, is what all the manufacturing enterprises must pay attention to. The industrial robot, performing as a new type of intelligent manufacturing equipment, is playing an increasingly important role in sustainable manufacturing, therefore, the industrial robot energy consumption monitoring and analysing are of great significance. With the rapid development of information technology,combining the energy monitoring, analysis with the computer technology for management, has become the development trend of modern manufacturing enterprises,in order to achieve effective guidance on the production practice.

This article has designed a web system. First of all, analyse and manage the energy consumption sourse of industrial robots in its working process, have access to energy consumption data in different processing conditions, based on what is mentioned above, developing the web systems, to monitor and manage the energy consumption data, and through the chart, intuitive, achieving a comparative analysis of different processing conditions, and ultimately, achieving the goal of reducing the energy consumption in the manufacturing process, using energy efficiently and rationaly, alleviating the current situation of energy shortages and achieving the requirement of energy saving and environmental protection of enterprises.

The system designed in this paper includes: user information management module, processing state management module, energy consumption monitoring module and comparative analysis module. This system is based on the popular B / S model, using MVC architecture, SSH framework and Java Web programming technology, and supported by Oracle database, Tomcat server and myeclipse integrated development environment, thus having the grate advantages of cost savings, making the monitoring and the analysis process visible, guiding the practice of production and improving the energy use efficiency of manufacturing enterprises,etc.

Key Words：Industrial robot；Energy consumption monitoring；Web platform

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景、目的及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

1.3本文的主要研究内容及章节安排 4

第2章 工业机器人能耗监测系统设计原理 5

2.1工业机器人加工状态说明 5

2.2工业机器人能耗组成 7

2.3实时监测原理说明 8

2.4系统设计所需技术及软件 10

2.4.1系统设计所需技术 10

2.4.2系统设计所需软件 13

2.5本章小结 14

第3章 工业机器人能耗监测系统的设计与实现 15

3.1系统总体设计 15

3.2系统开发及运行环境 15

3.3系统数据库表设计 16

3.4 Web系统搭建 17

3.5系统功能模块设计与实现 17

3.5.1用户信息管理模块 17

3.5.2加工状态管理模块 24

3.5.3能耗监测模块 26

3.5.4对比分析模块 27

3.6本章小结 30

第4章 总结与展望 31

4.1总结 31

4.2展望 31

参考文献 32

致谢 33

第1章 绪论

1.1研究背景、目的及意义

能源，作为人类和社会得以发展的基石，一直广受关注。我国不仅是能源开发大国，还是能源消耗大国，近年来，受工业技术和设备局限性的制约，我国能源呈现出：损耗量大、利用率不高、生产速度低于消耗速度等特点^[1]，进而出现能源短缺问题，制约了我国的经济发展。随着“中国制造2025”的提出，我国制造业不仅关注经济效益，也越来越关注生态效益，将节能、环保作为企业发展和转型的重要指导方向。因此，高效地利用能源、合理地规划能源管理，实现制造装备的节能、降耗，是当前制造业亟待解决的问题。

工业机器人是一种新型的智能制造设备，在实践生产中占据着越来越核心的地位。要降低工业机器人在作业过程中的能耗，必须分析和整理它在加工中的能耗源，获得不同加工状况下的能耗数据，通过某个可交互平台对其进行监测和管理，并进行分析、预测，指导实践生产，从而降低损耗、节约能源。从这个角度出发，对工业机器人能耗进行监测、分析和预测具有十分重大的意义。

能耗监测的目的是改善企业用能状况，提高企业效益的同时，减少对公共资源的使用。员工依靠监测平台，监控生产，获取能源消耗的具体数据，挖掘降耗潜能，规范用能方式^[2]，从而达到全面节能降耗的目的。