数控机床是机械制造业核心装备,量大面广,能耗总量巨大,能量效率普遍较低,节能潜力大。因此,提升数控机床能效具有重要意义。其中,数控机床能效评价是能效提升研究的基础,科学合理的能效评价方法可为高能效设计、节能选型、工艺优化、能量效率监管提供支持。现有能效评价多为加工过程评价,影响因素众多,未揭示出机床自身的能效特性,评价结果应用场景有限,能效评价研究亟需进一步加深。因此,数控机床能效评价研究意义重大,本文从数控机床能效要素构成分析、能效指标体系构建、能效等级评价方法提出、能效等级评价原型系统开发等方面展开研究,具体内容如下:揭示了数控机床能效评价内涵,分析了数控机床能效要素构成。首先,分析了现有加工过程能效评价存在的不足,提出了数控机床能效评价的内涵,即是与加工条件无关的自身固有的能效特性。然后,分析了数控机床能耗特性具有多源多层次和时段能耗特性。在此基础上,揭示了数控机床能效要素包括能耗要素和加工能力要素,数控机床能效评价是一个多维度多要素评价问题。构建了数控机床能效评价指标体系。首先,总结了数控机床能效评价指标的构建原则,在此原则基础上,构建了数控机床时段能耗特性和加工能力指标,并给出指标获取方法,最后,基于具体数控机床指标获取过程,明确了评价指标的获取流程。建立了数控机床能效等级评价方法。首先,阐述了数控机床能效等级评价研究的基本框架,整体表述了基于多维能效指标的能效等级评价研究流程。其次,建立了基于SOM-Kmeans的能效信息聚类方法,挖掘能效数据间的相关性,将能效特性相似的机床分为同一能效等级。在此基础上,利用主成分分析评价各类机床的能效等级。最后,通过实际案例验证了该能效等级评价模型的有效性。设计开发了数控机床能效等级评价原型系统。基于数控机床能效等级评价指标和能效等级评价模型的构建方法和理论基础,开发了软硬件一体化的数控机床能效等级评价系统,并对该系统实现原理和功能界面进行了介绍。上述能效等级评价理论和技术为数控机床设计、服役、回收各阶段能效评价提供方法和工具,有效促进数控机床绿色加工,具有广阔的应用前景和巨大的价值空间。