[發明專利]一種數控機床部件溫度實時預測方法有效
| 申請號： | 201810321840.6 | 申請日： | 2018-04-11 |
| 公開（公告）號： | CN108646670B | 公開（公告）日： | 2020-01-03 |
| 發明（設計）人： | 向華;潘成龍;周浩;周會成;楊建中;陳吉紅 | 申請（專利權）人： | 華中科技大學;襄陽華中科技大學先進制造工程研究院 |
| 主分類號： | G05B19/404 | 分類號： | G05B19/404 |
| 代理公司： | 42201 華中科技大學專利中心 | 代理人： | 張彩錦;曹葆青 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 數控機床 機床部件 實時預測 溫度變化量 預處理 信號數據計算 傳感器信號 動態特性 機械結構 實時采集 溫度監控 溫度引起 熱源 預測 準確率 疊加 | ||
1.一種數控機床部件溫度實時預測方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1實時采集數控機床的傳感器信號，并對采集的傳感器信號進行預處理；
S2根據預處理后的信號數據計算從ti-1時刻到ti時刻的由內部熱源引起的機床部件溫度變化量ΔTiin以及從ti-1時刻到ti時刻的由環境溫度引起的機床部件溫度變化量ΔTitex；
所述ΔTiin采用如下方式計算：
其中，N為數控機床內部熱源總個數，cofj為第j個內部熱源到被測機床部件的熱量傳遞系數，ΔQj為第j個內部熱源從ti-1時刻到ti時刻產生的熱量，c為被測機床部件等效比熱容，m為被測機床部件質量；
所述ΔTitex采用如下方式計算：
其中，k為被測機床部件的平均熱傳導系數，S為被測機床部件傳熱面積，為ti-1時刻的環境溫度，Ti-1為ti-1時刻的機床部件溫度；
S3疊加內部熱源引起的機床部件溫度變化量ΔTiin和環境溫度引起的機床部件溫度變化量ΔTitex，得到機床部件從ti-1時刻到ti時刻的最終溫度變化量ΔT；
S4實時預測數控機床部件的溫度，計算公式為：
Ti＝Ti-1+ΔT
其中，Ti為ti時刻的機床部件溫度。
2.如權利要求1所述的數控機床部件溫度實時預測方法，其特征在于，步驟S1中實時采集的數控機床傳感器信號包括數控機床所有軸的電機功率信號和數控機床所屬車間的環境溫度信號。
3.如權利要求1所述的數控機床部件溫度實時預測方法，其特征在于，步驟S1中的預處理為對傳感器信號進行低通濾波，以濾除噪聲，提高信噪比。
4.如權利要求1所述的數控機床部件溫度實時預測方法，其特征在于，步驟S2中的內部熱源為數控機床所有軸的電機。
5.如權利要求2所述的數控機床部件溫度實時預測方法，其特征在于，數控機床所有軸的電機包括主軸電機、直線軸電機、旋轉軸電機和擺動軸電機。
6.如權利要求1-5任一項所述的數控機床部件溫度實時預測方法，其特征在于，步驟S2中所述熱量ΔQj采用如下公式計算：
其中，kj為第j個內部熱源的等效熱損系數，為第j個內部熱源在ti-1時刻、ti時刻的功率。
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