[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

本發明公開了一種面向節能減排的數控機床負荷?能量效率評估與監測方法。該方法首先通過獲得評估周期內數控機床實際加工零件數量和理論加工零件數量，計算得到數控機床負荷率。接著通過獲得數控機床時間浪費值和機床待機功率，計算得到機床能量浪費值。進一步計算獲得單件零件實際加工能耗，結合單件零件理想加工能耗，計算獲得數控機床負荷?能量效率。基于上述得到的數控機床負荷率模型和負荷?能量效率模型，構建數控機床負荷?能量效率與負荷率間的關系模型。基于上述評估模型對數控機床負荷?能量效率進行監測和超限報警。本發明方法對數控機床負荷?能量效率評估科學，且能夠將負荷?能量效率控制在要求范圍內，是一種實用有效的方法。

技術領域

本發明涉及制造業數控機床能量效率評估與能效提升領域，尤其是一種面向節能減排的數控機床負荷-能量效率評估與監測方法。

背景技術

數控機床作為工業的“工作母機”，是制造業中應用廣泛且十分關鍵的設備。數控機床能量效率的評估及提升對于制造業節能減排起著十分重要的作用。研究數控機床負荷-能量效率評估與監測方法對于制造業數控機床能量效率的提升具有重要意義。

數控機床負荷率受數控機床實際加工零件數量和理論加工零件數量的影響；數控機床負荷-能量效率受單件零件理想加工能耗和單件零件實際加工能耗的影響。進一步可建立數控機床負荷-能量效率與數控機床負荷率間的關系模型。當前仍然缺乏一種有效的綜合考慮數控機床負荷率對數控機床能量效率影響的評估模型與方法。本發明方法通過綜合考慮數控機床負荷率對數控機床能量效率的影響，構建數控機床負荷-能量效率與數控機床負荷率間的關系模型。進一步通過對數控機床負荷-能量效率的監測，實現數控機床負荷-能量效率的超限報警。本發明方法考慮機床速率損失對數控機床能量效率的影響，能夠有效準確地評估制造業中數控機床的負荷-能量效率并能對數控機床負荷-能量效率進行超限報警，是一種有效實用的能量效率評估與監測方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠對制造業數控機床負荷-能量效率進行評估和監測的方法，將評估得到的數控機床負荷-能量效率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，從而實現數控機床負荷-能量效率的超限報警，使數控機床的負荷-能量效率始終控制在要求的范圍之內，保證數控機床的高效節能運行。

面向節能低碳的數控機床負荷-能量效率評估與監測方法，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_performance表示數控機床負荷率，O_actual表示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。