[發(fā)明專利]機床主傳動系統(tǒng)加工過程能耗信息在線檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110095627.6
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102179727A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉霜;劉飛;胡韶華
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機床監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機床主傳動系統(tǒng)加工過程能耗信息在線檢測方法。

背景技術(shù)

機床素有“工業(yè)之母”的美譽，但機床的巨大耗電量及其環(huán)境排放問題日益得到重視。正在興起的低碳經(jīng)濟要求機械制造業(yè)對作業(yè)車間現(xiàn)場的機床能量消耗狀態(tài)進行監(jiān)控和管理，并研究機床節(jié)能運行技術(shù)與方法。應(yīng)對上述需求，近年來全球諸多高校、企業(yè)、國際組織、政府部門進行了大量研究。

ZL200810070302.0公開的發(fā)明名稱為《一種數(shù)控機床相鄰工步間空載運行時停機節(jié)能實施方法》的發(fā)明專利，其公開的方案是在機床數(shù)控程序中嵌入停機指令和后續(xù)的再啟動指令，減小機械制造過程中機床空載運行時間，達到節(jié)能目的。ZL90211626.6公開的發(fā)明名稱為《機床節(jié)能功率監(jiān)控裝置》實用新型，公開了一種節(jié)約機床電能的功率監(jiān)控裝置，當(dāng)機床輕載或空載時，電源通過自藕變壓器降壓，從而實現(xiàn)節(jié)能。美國國家能源部成立了工業(yè)評估中心，幫助中小制造企業(yè)進行能量消耗評估。國際標(biāo)準(zhǔn)化委員會(ISO)開始制定“機床環(huán)境評估”國際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的第一部分“機床節(jié)能設(shè)計規(guī)范”初稿已于2010年10月26日完成。國際生產(chǎn)工程學(xué)會CIRP的STC-C科學(xué)技術(shù)委員會將機械加工過程的能量效率作為2009年度的主要研究課題之一。美國麻省理工學(xué)院的Gutowski教授團隊、美國加州大學(xué)伯克利分校Dornfeld教授團隊和Sheng?P?S教授團隊、德國斯圖加特大學(xué)Verl教授團隊等均作了大量卓有成效的研究。

在機床能量消耗狀態(tài)的監(jiān)控、管理和節(jié)能運行技術(shù)的研發(fā)工作中，機床能量效率和其它能耗數(shù)據(jù)的實時現(xiàn)場測量是一個基礎(chǔ)問題，但由于機床能量流環(huán)節(jié)和能量消耗環(huán)節(jié)多、工藝變化和加工過程變化復(fù)雜導(dǎo)致各能量參數(shù)變化復(fù)雜、機電交差問題多、能耗規(guī)律復(fù)雜等原因，該問題尚未很好解決。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種機床主傳動系統(tǒng)加工過程能耗信息在線檢測方法，通過測取機床在加工過程中的輸入總功率，即可在線的求取到機床主傳動系統(tǒng)中主軸電機損耗功率、主軸電機輸出功率、機械傳動系統(tǒng)損耗功率和切削功率的實時數(shù)據(jù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)手段：

一種機床主傳動系統(tǒng)加工過程能耗信息在線檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)獲取檢測機床主傳動系統(tǒng)加工過程中能耗信息所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括機床在主軸處于加工轉(zhuǎn)速下的空載功率P_u和附加載荷損耗系數(shù)α₁、α₂，主軸電機額定功率P_r，主軸電機額定效率η_r，及主軸電機空載功率P₀；

2)測量機床在加工過程中實時的輸入總功率P_in(t)；

3)將P_in(t)、P_r、η_r、P₀代入公式：