[發明專利]一種數控機床加工過程質量-能量效率評估與監控方法

有效

• 申請號: 201811559025.X
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109634238B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 賈順;蔡維;袁清和;李美燕;王志強;馬曉原;王海洋;張利;姚文喜
• 申請（專利權）人: 山東科技大學;西南大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 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制造業節能減排的數控機床加工過程質量?能量效率評估與監控方法。該方法首先根據數控機床實際加工零件數量和加工合格零件數量，計算獲得數控機床加工質量合格率；接著通過獲得數控機床在給定周期內有不合格品和無不合格品時的能耗，計算得到數控機床加工過程質量?能量效率?；谏鲜龅玫降臄悼貦C床加工質量合格率和質量?能量效率，構建數控機床質量?能量效率與加工質量合格率間的關系模型。基于上述評估模型對數控機床加工過程質量?能量效率進行實時監測和超限報警與控制。本發明方法對數控機床加工過程質量?能量效率評估科學，且能夠將數控機床加工過程質量?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

本發明涉及離散制造業數控機床能量效率評估與能量效率監測與提升領域，尤其是一種數控機床加工過程質量-能量效率評估與監控方法。

背景技術

數控機床是離散制造業中廣泛使用的機械裝備。美國麻省理工學院教授的研究表明數控機床的能量消耗及其間接造成的環境排放是十分顯著的。我國制造業中數控機床使用量大且應用面廣，因此，數控機床的能量消耗總量十分巨大。研究數控機床加工過程質量-能量效率評估與監控方法對于制造業節能降耗具有重要意義。

數控機床運行過程能量效率一方面受加工參數的影響，另外一方面其加工零件的質量也影響數控機床整體能量效率。當前分析評估數控機床加工過程能量效率的方法主要考慮加工參數的影響，但是很少考慮加工零件質量對機床能量效率的影響。當前仍然缺乏一種有效實用的能夠綜合考慮數控機床加工零件質量影響的數控機床能量效率評估與監控方法。本發明方法通過綜合考慮數控機床加工質量合格率對數控機床能量效率的影響，構建數控機床質量-能量效率與數控機床加工質量合格率間的關系模型。進一步通過對數控機床質量-能量效率的實時監測，實現對數控機床質量-能量效率的超限報警功能，從而使數控機床質量-能量效率控制在要求的范圍內。本發明方法考慮機床加工質量損失對數控機床整體能量效率的影響，能夠有效準確地評估數控機床質量-能量效率，并且可對數控機床質量-能量效率進行超限報警，使操作人員及時有針對性地控制機床質量-能量效率在要求范圍內，是一種實用的機床能量效率評估與監控方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠對離散制造業數控機床加工過程質量-能量效率進行實時評估與監控的方法，將評估得到的數控機床加工過程質量-能量效率與預先設定的數控機床質量-能量效率下限值進行對比，從而實現數控機床加工過程質量-能量效率的超限報警，使數控機床質量-能量效率控制在要求的范圍之內。

一種數控機床加工過程質量-能量效率評估與監控方法，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1感知被加工零件，零件數量自動加1；接著檢驗零件是否為合格品。若為合格品，則進入合格品存放區；若為不合格品，則進入不合格品存放區，RFID讀寫器2感知不合格零件，同時零件不合格品數量自動加1；因此可以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)和數控機床加工不合格品數量(記為O_defect)。

步驟2，根據所得到的給定周期內數控機床實際加工零件數量和不合格品數量，計算得到數控機床加工合格零件數量，計算公式如下：

O_qualified＝O_actual-O_defect

其中：O_qualified表示數控機床加工合格零件數量，O_actual表示數控機床實際加工零件數量，O_defect表示數控機床加工不合格品數量。

步驟3，將前述得到的給定周期內數控機床加工合格零件數量和數控機床實際加工零件數量相除，計算得到數控機床加工質量合格率，計算公式如下：