[发明专利]一种数控车床主传动系统非切削能耗获取方法

摘要

本发明公开了一种数控车床主传动系统非切削能耗获取方法。该方法根据所建立的主轴空转和主轴加速功率和能耗模型，以及通过实验获取的主传动系统变频器和主轴电机空载功率Poe、主轴空转摩擦转矩Tf、主传动系统转动惯量Jtot、主轴角加速度α等模型中的系数值，就可求出主轴空转和主轴加速的功率和能耗值。本发明提供了实验获取相关系数的方法，包括：通过对主轴空转功率数据的回归分析，得到系数Poe,Tf；通过对主轴启动功率、时间等数据的分析，得到系数Jtot,α。本发明可直接应用于机床使用环境影响评估，机械加工工艺能耗计算，基于最小能耗的机床和工艺选择，促进机械制造节能降耗的顺利进行。

主权项

一种数控车床主传动系统非切削能耗获取方法，其特征在于包括如下步骤：（1）获取数控车床主传动系统功率方程的相关系数，相关系数包括主传动系统变频器和主轴电机空载功率P0e，主轴空转摩擦转矩Tf，主传动系统转动惯量Jtot，主轴角加速度α；（2）将主轴空转转速n，主轴空转时间tu代入公式 P u ( n ) = P 0 e + T f · 2 πn / 60 E u = P u ( n ) · t u - - - ( 1 ) 从而得到主轴空转功率Pu(n)，主轴空转能耗Eu；（3）将主轴加速前的初始转速no，主轴加速达到的最终转速nf，主轴从最大功率逐渐过渡到空转功率的时间t0代入公式 P a ( t ) = P 0 e + ( J tot α + T f ) ( 2 πn o / 60 + αt ) t a = 2 π ( n f - n o ) 60 α + t 0 E a = 1 2 ( P ao + P am ) 2 π ( n f - n o ) 60 α + 1 2 [ P am + P u ( n f ) ] · t 0 - - - ( 2 ) 从而得到主轴加速功率Pa(t)，主轴加速时间ta，主轴加速能耗Ea，其中Pao是加速开始时的主轴功率，Pam是主轴加速过程的最大功率，且Pao=P0e+(Jtotα+Tf)2πno/60，Pam=P0e+(Jtotα+Tf)2πnf/60。