[發明專利]面向節能減排的數控機床負荷-能量效率評估與監測方法

有效

• 申請號: 201811305123.0
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109491323B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 賈順;鄭玉潔;劉超;袁清和;王志強;馬曉原;張利;王海洋
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G05B19/4065
• 分類號: G05B19/4065
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

1.面向節能減排的數控機床負荷-能量效率評估與監測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，通過在每個零件上安裝RFID無線射頻識別標簽，零件加工完成后，RFID讀寫器自動感知被加工零件，零件數量自動加1，得到給定時間周期內數控機床實際加工零件數量，記為O_actual；

步驟2，通過給定時間周期內數控機床的可用時間和零件理想加工時間，計算得到數控機床理論加工零件數量，其計算模型如下：

其中：O_theory表示給定時間周期內數控機床理論加工零件數量，T_available表示給定時間周期內數控機床的可用時間，T_ideal-CT表示單件零件理想加工時間；

步驟3，基于前述得到的給定時間周期內數控機床實際加工零件數量和數控機床理論加工零件數量，計算得到數控機床負荷率，其計算模型如下：

其中：η_perf_ormance表示數控機床負荷率，O_actual表示給定時間周期內數控機床實際加工零件數量，O_theory表示給定時間周期內數控機床理論加工零件數量；

步驟4，通過在數控機床空氣開關處安裝能耗測量裝置，多次測量數控機床在給定的理想加工參數下加工單個零件的能耗值，求平均值得到單件零件理想加工能耗值，記為E_ideal；

步驟5，通過給定時間周期內的數控機床的時間浪費及數控機床待機功率值，計算得到給定時間周期內的數控機床能量浪費值，計算模型如下：

E_waste＝T_waste×P_standby

其中：E_waste表示給定時間周期內的數控機床能量浪費值，T_waste表示給定時間周期內的數控機床的時間浪費，P_standby表示數控機床待機功率值；

步驟6，根據已得到的給定時間周期內的數控機床能量浪費值，結合給定時間周期內數控機床實際加工零件數量，獲取得到單件零件實際加工能耗值，計算公式如下：

其中：E_actual表示單件零件實際加工能耗值，O_actual表示給定時間周期內數控機床實際加工零件數量，E_ideal表示單件零件理想加工能耗值，E_waste表示給定時間周期內的數控機床能量浪費值；

步驟7，基于前述得到的單件零件理想加工能耗值和單件零件實際加工能耗值，計算得到數控機床負荷-能量效率，其計算模型如下：

其中：η_{performance_e}表示數控機床負荷-能量效率，E_ideal表示單件零件理想加工能耗值，E_actual表示單件零件實際加工能耗值；

步驟8，根據前述得到的數控機床負荷率計算模型和數控機床負荷-能量效率計算模型，推導運算得到數控機床負荷-能量效率與數控機床負荷率間的關系模型，其關系模型表達如下：

其中：η_{performance_e}表示數控機床負荷-能量效率，O_actual表示給定時間周期內數控機床實際加工零件數量，E_ideal表示單件零件理想加工能耗值，T_available表示給定時間周期內數控機床的可用時間，η_performance表示數控機床負荷率，P_standby表示數控機床待機功率值；

步驟9，將所得到的給定時間周期內的數控機床負荷-能量效率η_{performance_e}與預先設定的數控機床負荷-能量效率報警下限值 進行比較，若滿足關系式則表明數控機床負荷-能量效率正常；若滿足關系式則報警提示數控機床負荷-能量效率異常，同時將給定時間周期的數控機床負荷-能量效率以及對應的數控機床負荷率、數控機床能量浪費值顯示在顯示屏上；

步驟10，生產人員根據步驟9的報警提示，對數控機床零件加工過程進行有針對性的調整，降低數控機床能量浪費值，從而使得數控機床負荷-能量效率提高至正常范圍。