[发明专利]一种基于虚拟样件的机床固有能效属性测量系统与方法

权利要求书

1.一种基于虚拟样件的机床固有能效属性测量系统，其特征在于，包括机床固有能效属性测试指标体系、能耗数据测量系统、虚拟样件模拟系统与机床固有能效属性测试指标计算系统；

机床固有能效属性测试指标体系：包括用于表征机床自身运行能耗属性的固有能耗特征指标群、用于表征机床未来加工过程综合能耗特性的当量能耗指标群和用于表征机床未来加工过程综合能效属性的固有比能效率，以及固有能耗特征指标群、当量能耗指标群与固有比能效率的函数模型；

能耗数据测量系统：用于测量待测机床非切削状态下的能耗数据，包括待测机床所有待机情形下的待机功率、待测机床转速范围内的所有主轴转速下的启动能耗和空载功率、待测机床进给速度范围内的所有进给速度下的进给功率，其中，所有进给速度包含所有倍率下的快速进给速度和所有工进给速度；

虚拟样件模拟系统：用于创建虚拟样件并根据待测机床非切削状态下的能耗数据与待测机床用户使用情况的调研数据模拟待测机床加工虚拟样件的能量消耗过程；其中，虚拟样件是为了反映机床未来服役阶段所有可能加工任务及其概率分布所提出的概念，虚拟样件是由机床服役阶段与工件能耗相关联的所有有可能的机床运行状态以及相应运行状态的运行时长所构成的集合体；

机床固有能效属性测试指标计算系统：用于根据测量待测机床非切削状态下的能耗数据计算固有能耗特征指标群与当量能耗指标群，并根据模拟待测机床加工虚拟样件的能量消耗过程所获得的数据计算固有比能效率。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟样件的机床固有能效属性测量系统，其特征在于，虚拟样件包含如下加工过程特征：

特征a：虚拟样件加工过程的转速覆盖了待测机床转速范围内的所有主轴转速；

特征b：虚拟样件的加工过程包含了待测机床所有转速范围下的启动过程和空载过程；

特征c：虚拟样件的加工过程包含了待测机床所有转速下的负载，每种转速下的负载又包含了0到该转速下最大载荷的负载；

特征d：虚拟样件加工过程中各种转速的加工时间为该转速使用概率与主轴总运转时间的乘积；各种转速下各种载荷的负载时间为该载荷出现的概率与该转速下总负载时长的乘积。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟样件的机床固有能效属性测量系统，其特征在于，

待测机床转速范围内的所有主轴转速按如下方式表示：

当待测机床的主轴转速为有级调速时，采用每级主轴转速组成的集合表示待测机床转速范围内的所有主轴转速；

当待测机床的主轴转速为无级调速时，采用若干个离散的转速代表所组成的集合来表征待测机床转速范围内的所有主轴转速；

待测机床进给速度范围内的所有进给速度按如下方式表示：

当待测机床的进给速度为有级调速时，采用每种倍率下的快速进给速度所组成的集合与每级工进给速度所组成的集合一起表示待测机床进给速度范围内的所有进给转速；

当待测机床的进给速度为无级调速时，采用每种倍率下的快速进给速度所组成的集合以及若干个工进给速度代表组成的集合一起来表征待测机床进给速度范围内的所有进给速度。