[发明专利]一种面向加工工艺过程的智能制造单元能耗量化方法

权利要求书

1.一种面向加工工艺过程的智能制造单元能耗量化方法，其特征在于，定义智能制造单元工件成型过程中的车间运载能耗、车间装载能耗和车间切削能耗；设计智能制造单元基于加工制造过程的零件工艺流程，分析智能制造单元的加工工作流程，完成智能制造车间面向加工工艺过程的动作结构和工艺流程部分，根据智能制造单元的动作结构和工艺流程部分结合定义的车间运载能耗、车间装载能耗和车间切削能耗，得到智能制造单元加工设备在加工工件所产生的运载能耗、装载能耗和切削能耗，通过优化AGV小车的运输距离减少运输能耗，通过优化机械手的装夹运动路径优化装载能耗，通过优化机床加工工件的加工路线优化切削能耗，实现对车间的加工工艺过程能耗优化。

2.根据权利要求1所述的面向加工工艺过程的智能制造单元能耗量化方法，其特征在于，车间运载能耗为制造单元加工过程中工件往返于机床与仓库之间、机床与机床之间运输所产生的电能消耗；车间装载能耗为制造单元加工过程中工件从仓库到AGV小车、AGV小车到机床过程中机械手所消耗的电能消耗；车间切削能耗为制造单元加工过程中切削工件材料、主轴电机旋转、点亮操作面板、排屑等机床相关操作的部件运行所消耗的电能。

3.根据权利要求2所述的面向加工工艺过程的智能制造单元能耗量化方法，其特征在于，

车间运载能耗E_tra-mw包括制造单元中的运输设备所消耗的电能，具体为：

E_tra-mw＝∑E_e-agv

其中，E_e-agv表示AGV小车在机床与仓库之间运输工件所产生的AGV小车能耗。

4.根据权利要求2所述的面向加工工艺过程的智能制造单元能耗量化方法，其特征在于，车间装载能耗E_gra-mw包括仓库机械手能耗E_e-whm和机床机械手能耗E_e-mtm，具体为：

E_e-whm＝E_stb-whm+E_air-whm+E_gra-whm

其中，E_stb-whm为仓库机械手待机能耗，E_air-whm为仓库机械手空载能耗，E_gra-whm为仓库机械手负载能耗；

E_e-mtm＝E_stb-mtm+E_air-mtm+E_gra-mtm

其中，E_stb-mtm为机床机械手待机能耗，E_air-mtm为机床机械手空载能耗，E_gra-mtm为机床机械手负载能耗。

5.根据权利要求2所述的面向加工工艺过程的智能制造单元能耗量化方法，其特征在于，车间切削能耗E_cut-part包括数控车床能耗E_e-cnc和数控铣床能耗E_e-nc，具体为：

E_e-cnc＝E_stb-cnc+E_air-cnc+E_cut-cnc

其中，E_stb-cnc为数控车床待机能耗，E_air-cnc为数控车床空切能耗，E_cut-cnc为数控车床切削能耗；

E_e-nc＝E_stb-nc+E_air-nc+E_cut-nc

其中，E_stb-nc为数控铣床待机能耗，E_air-nc为数控铣床空切能耗，E_cut-nc为数控铣床切削能耗。

6.根据权利要求1所述的面向加工工艺过程的智能制造单元能耗量化方法，其特征在于，制造单元能耗计算具体为：

S301、根据毛坯的几何物理尺寸和零件的工艺特征完成零件每阶段的加工特征信息和加工设备的加工工艺内容；

S302、根据切削设备的加工工艺内容，给每一次切削动作编号，编号内容包括步骤S301中加工特征、加工阶段、加工方法以及刀具信息，用于划分切削设备每一次切削过程；

S303、根据切削设备的加工工艺内容和相应的切削动作编号，以及编号中的机床、刀具信息，在制造单元模型集中所引出与之对应的能耗计算模型，获取切削加工过程中每阶段对应的功率及能耗模型，计算每一次切削加工过程的待机、空载以及负载能耗；

S304、根据制造单元对工件进行加工的加工流程以及RFIF读取到的识别信息，对各个设备的加工状态进行划分；根据划分后的加工阶段以及相应的功率曲线，计算制造单元各设备加工运输工件所消耗的电能，得到智能制造单元在所有工件加工过程中的总电能消耗。