[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

摘要

本发明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，该方法根据所建立的机床加工过程中主传动系统能量流和主要能耗信息的数学模型，及事先获取的机床在主轴处于加工转速下的空载功率和附加载荷损耗系数、主轴电机额定功率、主轴电机额定效率、主轴电机空载功率等基础数据，加工过程中只需测取生产现场机床的输入总功率，就可求取出主轴电机损耗功率、主轴电机输出功率、机械传动系统损耗功率、切削功率等机床主传动系统能耗信息的实时数据；该方法可直接应用于机床能量效率获取、机械加工过程的能效评估、能耗监控、能量管理、节能技术研究中，具有较广阔的应用前景。

主权项

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Pu和附加载荷损耗系数α1、α2，主轴电机额定功率Pr，主轴电机额定效率ηr，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Pin(t)；3)将Pin(t)、Pr、ηr、P0代入公式： P eo ( t ) = - P r + P r 2 + 4 b ( P in ( t ) - P 0 ) 2 b P r b = P r ( 1 / η r - 1 ) - P 0 ; 从而计算得到机床主轴电机输出功率Peo(t)；4)由公式Pin(t)＝Ple(t)+Peo(t)计算得到主轴电机损耗功率Ple(t)；5)将Pin(t)及机床在主轴处于当前加工转速下的Pu、α1和α2值代入公式： P c ( t ) = - ( 1 + α 1 ) + ( 1 + α 1 ) 2 - 4 α 2 ( P u - P in ( t ) ) 2 α 2 ; 从而计算得到机床的切削功率Pc(t)；6)由公式Pin(t)＝Ple(t)+Plm(t)+Pc(t)计算得到机械传动系统损耗功率Plm(t)。