[发明专利]一种基于时间参数的数控铣床能耗预测方法

摘要

本发明公开了一种基于时间参数的数控铣床能耗预测方法，包括：（a）为数控铣床的加工过程建立能耗预测模型；（b）分别测得各个组成工序的空载功率、附加功率、切削功率以及进给轴的进给功率，同时利用NC代码分别获取包括主传动系统空载时间、铣削加工时间以及进给轴工作时间在内的时间参数；（c）将所获得的各项功率和时间参数代入到能耗预测模型中，相应执行整个能耗预测工艺过程。通过本发明，只需输入切削用量以及每个工序中的时间参数，就可以快捷、准确地完成数控铣床能耗预测过程，该方法可行性高，并能够为数控铣床加工工件的工序选择、能耗预测、能耗评价以及机床节能减排等一系列问题提供优化与支持。

主权项

一种基于时间参数的数控铣床能耗预测方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：（a）为数控铣床的加工过程建立如下的能耗预测模型，其中E表示数控铣床整个加工过程的总能耗，i表示加工过程中各组成工序的序号，p表示所有组成工序的总数量，E_Si、E_Ki分别表示第i道工序中所消耗的与负载相关的能耗和与负载无关的能耗；P_ui、P_ai和P_ci分别表示第i道工序中数控铣床主传动系统的空载功率、附加功率和切削功率，t_u1、t_u2分别表示所述主传动系统的空载开始和结束时间，t_e1、t_e2分别表示所述主传动系统的铣削加工开始和结束时间，P_xi、P_yi、P_zi分别表示第i道工序中数控铣床进给系统的X进给轴、Y进给轴和Z进给轴各自的进给功率，t_x开始、t_x结束分别表示所述X进给轴的工作开始和结束时间，t_y开始、t_y结束分别表示所述Y进给轴的工作开始和结束时间，t_z开始、t_z结束分别表示所述Z进给轴的工作开始和结束时间：（b）通过功率传感器分别测得各个组成工序的空载功率以及所述X、Y、Z进给轴的进给功率，相应计算和查询得出各个组成工序的附加功率和切削功率；与此同时，利用数控铣床的NC代码分别获取下列的时间参数，包括所述主传动系统的空载开始和结束时间、铣削加工开始和结束时间以及所述X、Y、Z进给轴各自的工作开始和结束时间等；（c）将步骤（b）所获得的各项功率参数和时间参数代入到步骤（a）所构建的能耗预测模型中，计算得出各个组成工序中所消耗的与负载相关的能耗；然后将其与各个组成工序中所消耗的与负载无关的能耗值进行计算，相应得出数控铣床整个加工过程的总能耗以及各个组成工序各自的能耗量，由此完成整个能耗预测工艺过程。