[发明专利]机床加工能耗控制方法及加工机床

权利要求书

1.一种机床加工能耗控制方法，其特征在于，包括步骤：

步骤100，获取机床当前实际加工参数和当前能耗；

步骤200，通过当前实际加工参数和当前能耗建立加工参数与能耗之间的状态空间模型；

步骤300，根据所述状态空间模型获取当前加工步骤最低能耗状态下的加工参数，并作为最优加工参数；

步骤400，将所述最优加工参数反馈至所述机床；

所述状态空间模型为：

其中X表示的是各个加工步骤的能耗量或当前加工步骤的各个时间段能耗量X₁、X₂……X_n，A表示系数a_ij(i＝1、2、3…n，j＝1、2、3…n)，B表示系数b_ij(i＝1、2、3…n，j＝1、2、3…r)，其中x表示状态变量中各个加工参数x₁、x₂……x_n，其中μ表示无关的变量μ₁、μ₂……μ_n，输入噪声为p；

其中Y为机加工设备的能耗状况，C为观测矩阵c_ij(i＝1、2、3…m，j＝1、2、3…n)，表示输出和每个状态变量的关系，其中x表示的是状态变量中各个加工参数，输出噪声为q。

2.根据权利要求1所述的机床加工能耗控制方法，其特征在于，在所述步骤100之前还包括：

步骤500，采用决策树式工艺决策逻辑规则生成工艺路线。

3.根据权利要求2所述的机床加工能耗控制方法，其特征在于，所述获取机床当前实际加工参数和当前能耗为：

通过机床数据输出口获取机床当前实际加工参数和当前能耗。

4.根据权利要求1-3任一项所述的机床加工能耗控制方法，其特征在于，所述步骤400后，还包括步骤：

步骤600：返回步骤100直至加工完成。

5.根据权利要求4所述的机床加工能耗控制方法，其特征在于，所述步骤300为：

根据状态空间模型，通过神经网络PID控制单元调整当前加工参数以获取当前加工步骤最低能耗状态下的加工参数。

6.一种加工机床，其特征在于，包括：

机床控制器，用于按设定的加工工艺控制加工工具逐步执行工件的加工，并能够实时获取当前实际加工参数以及当前能耗；

能效控制器，能够从所述机床控制器处获取当前实际加工参数和当前能耗，并能够通过所述当前实际加工参数和所述当前能耗建立加工参数与能耗之间的状态空间模型，并能够根据所述状态空间模型获取当前加工步骤最低能耗状态下的加工参数以作为最优加工参数，并将所述最优加工参数反馈至机床控制器以使所述机床控制器将当所述最优加工参数作为当前设定加工参数；

所述状态空间模型为：

其中X表示的是各个加工步骤的能耗量或当前加工步骤的各个时间段能耗量X₁、X₂……X_n，A表示系数a_ij(i＝1、2、3…n，j＝1、2、3…n)，B表示系数b_ij(i＝1、2、3…n，j＝1、2、3…r)，其中x表示状态变量中各个加工参数x₁、x₂……x_n，其中μ表示无关的变量μ₁、μ₂……μ_n，输入噪声为p；

其中Y为机加工设备的能耗状况，C为观测矩阵c_ij(i＝1、2、3…m，j＝1、2、3…n)，表示输出和每个状态变量的关系，其中x表示的是状态变量中各个加工参数，输出噪声为q。

7.根据权利要求6所述的加工机床，其特征在于，所述机床控制器能够根据输入的工件毛坯尺寸以及成型尺寸要求采用决策树式工艺决策逻辑规则生成工艺路线。

8.根据权利要求7所述的加工机床，其特征在于，所述能效控制器包括神经网络PID控制单元，所述神经网络PID控制单元能够根据状态空间模型调整当前加工参数以获取当前加工步骤最低能耗状态下的加工参数。