[发明专利]一种数控机床部件温度实时预测方法

权利要求书

1.一种数控机床部件温度实时预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1实时采集数控机床的传感器信号，并对采集的传感器信号进行预处理；

S2根据预处理后的信号数据计算从t_i-1时刻到t_i时刻的由内部热源引起的机床部件温度变化量ΔT_iⁱⁿ以及从t_i-1时刻到t_i时刻的由环境温度引起的机床部件温度变化量ΔT_i^tex；

所述ΔT_iⁱⁿ采用如下方式计算：

其中，N为数控机床内部热源总个数，cof_j为第j个内部热源到被测机床部件的热量传递系数，ΔQ_j为第j个内部热源从t_i-1时刻到t_i时刻产生的热量，c为被测机床部件等效比热容，m为被测机床部件质量；

所述ΔT_i^tex采用如下方式计算：

其中，k为被测机床部件的平均热传导系数，S为被测机床部件传热面积，为t_i-1时刻的环境温度，T_i-1为t_i-1时刻的机床部件温度；

S3叠加内部热源引起的机床部件温度变化量ΔT_iⁱⁿ和环境温度引起的机床部件温度变化量ΔT_i^tex，得到机床部件从t_i-1时刻到t_i时刻的最终温度变化量ΔT；

S4实时预测数控机床部件的温度，计算公式为：

T_i＝T_i-1+ΔT

其中，T_i为t_i时刻的机床部件温度。

2.如权利要求1所述的数控机床部件温度实时预测方法，其特征在于，步骤S1中实时采集的数控机床传感器信号包括数控机床所有轴的电机功率信号和数控机床所属车间的环境温度信号。

3.如权利要求1所述的数控机床部件温度实时预测方法，其特征在于，步骤S1中的预处理为对传感器信号进行低通滤波，以滤除噪声，提高信噪比。

4.如权利要求1所述的数控机床部件温度实时预测方法，其特征在于，步骤S2中的内部热源为数控机床所有轴的电机。

5.如权利要求2所述的数控机床部件温度实时预测方法，其特征在于，数控机床所有轴的电机包括主轴电机、直线轴电机、旋转轴电机和摆动轴电机。

6.如权利要求1-5任一项所述的数控机床部件温度实时预测方法，其特征在于，步骤S2中所述热量ΔQ_j采用如下公式计算：

其中，k_j为第j个内部热源的等效热损系数，为第j个内部热源在t_i-1时刻、t_i时刻的功率。