[發明專利]數控銑床加工過程中能量效率在線檢測方法

有效

• 申請號: 201310695859.4
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103676782A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 趙國勇;趙慶志;趙玉剛
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G05B19/406
• 分類號: G05B19/406
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種機床能量效率檢測方法，特別是涉及一種數控銑床加工過程中能量效率在線檢測方法。

背景技術

根據中國統計局2010年數據，加工制造業的能源消耗占全國能源消耗總量的60%左右。但是加工制造業中能量效率較低，Gutowski等人指出在車削、銑削、磨削加工中，非切削操作消耗了絕大部分能量，而實際用于切削的能量約占總消耗能量的15%。機床可以看作是各種功能部件的集合體，主要包括主軸驅動部件、進給軸伺服驅動部件、液壓系統、冷卻潤滑系統、數控系統、外圍設備。在切削加工中這些部件都要消耗能量。對機床加工過程中能量效率的研究，有助于我們更清楚該機床的能量特性，并為采取有針對性的節能措施提供理論依據。

對現有的技術文獻檢索發現，許弟建等人在學術期刊《組合機床與自動化加工技術》（2010年第3期：P47-51）上發表的論文“機床功率測試系統設計與節能方法”中，基于有功功率傳感器和ADC采集卡，對CK6136數控車床在空載和負載運行下進行了有功功率測試；Shaohua?Hu等人在學術期刊《Journal?of?Cleaner?Production》（2012年第?27期：P133-140）上發表的論文“An?on-line?approach?for?energy?efficiency?monitoring?of?machine?tools”中，將數控車床主軸系統輸入功率劃分為空載功率、切削功率和額外負載損耗功率，并將數控車床能量效率檢測簡化為主軸系統能耗檢測。這種車床能量效率檢測方法較簡單、有效。

數控銑床在銑削加工過程中，除了主軸切削，X、Y、Z進給軸也承受切削力，而且Z進給軸需要承受主軸箱的重量，X、Y進給軸需要承受工作臺、工件及夾具的重量。所以不僅主軸系統消耗電能，各進給軸也會消耗許多電能。理論上在各進給軸方向用力傳感器可測量切削分力，用速度傳感器可測實際速度，進而可計算各軸實際切削功率，但真正實現起來非常復雜，并且加工中會有各種擾動信號影響，使得很難準確測量、計算實際切削功率。

綜上所述，在數控銑床加工過程中，如何簡單準確地檢測計算有效切削功率及數控銑床能量效率，對于分析數控銑床的能量特性，對于研究如何優化加工參數、優化機床功能部件以降低能耗，具有重要的指導意義，已成為本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

本發明目的是提供一種簡單、準確的數控銑床加工過程中能量效率在線檢測方法。