[发明专利]机床主传动系统加工过程能耗信息在线检测方法

说明书

技术领域

本发明属于机床监测技术领域，尤其涉及一种机床主传动系统加工过程能耗信息在线检测方法。

背景技术

机床素有“工业之母”的美誉，但机床的巨大耗电量及其环境排放问题日益得到重视。正在兴起的低碳经济要求机械制造业对作业车间现场的机床能量消耗状态进行监控和管理，并研究机床节能运行技术与方法。应对上述需求，近年来全球诸多高校、企业、国际组织、政府部门进行了大量研究。

ZL200810070302.0公开的发明名称为《一种数控机床相邻工步间空载运行时停机节能实施方法》的发明专利，其公开的方案是在机床数控程序中嵌入停机指令和后续的再启动指令，减小机械制造过程中机床空载运行时间，达到节能目的。ZL90211626.6公开的发明名称为《机床节能功率监控装置》实用新型，公开了一种节约机床电能的功率监控装置，当机床轻载或空载时，电源通过自藕变压器降压，从而实现节能。美国国家能源部成立了工业评估中心，帮助中小制造企业进行能量消耗评估。国际标准化委员会(ISO)开始制定“机床环境评估”国际标准，该标准的第一部分“机床节能设计规范”初稿已于2010年10月26日完成。国际生产工程学会CIRP的STC-C科学技术委员会将机械加工过程的能量效率作为2009年度的主要研究课题之一。美国麻省理工学院的Gutowski教授团队、美国加州大学伯克利分校Dornfeld教授团队和Sheng P S教授团队、德国斯图加特大学Verl教授团队等均作了大量卓有成效的研究。

在机床能量消耗状态的监控、管理和节能运行技术的研发工作中，机床能量效率和其它能耗数据的实时现场测量是一个基础问题，但由于机床能量流环节和能量消耗环节多、工艺变化和加工过程变化复杂导致各能量参数变化复杂、机电交差问题多、能耗规律复杂等原因，该问题尚未很好解决。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种机床主传动系统加工过程能耗信息在线检测方法，通过测取机床在加工过程中的输入总功率，即可在线的求取到机床主传动系统中主轴电机损耗功率、主轴电机输出功率、机械传动系统损耗功率和切削功率的实时数据。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术手段：

一种机床主传动系统加工过程能耗信息在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获取检测机床主传动系统加工过程中能耗信息所需要的基础数据，所述基础数据包括机床在主轴处于加工转速下的空载功率P_u和附加载荷损耗系数α₁、α₂，主轴电机额定功率P_r，主轴电机额定效率η_r，及主轴电机空载功率P₀；

2)测量机床在加工过程中实时的输入总功率P_in(t)；

3)将P_in(t)、P_r、η_r、P₀代入公式：