[发明专利]一种面向机床整个使用阶段能量效率最高的机床评选方法

摘要

本发明公开了一种面向机床整个使用阶段能量效率最高的机床评选方法，包括以下步骤：建立预计加工工件集合W_T；建立候选机床集合MT；为候选机床集合MT中的每个候选机床建立固有能效特征矩阵；根据每个候选机床的固有能效特征矩阵，建立包含全部候选机床的固有能效特征关联矩阵E；为候选机床集合MT中的每个候选机床建立加工特征矩阵；为每个候选机床计算当量参数；根据加工特征矩阵与当量参数，为每个候选机床构建当量加工特征矩阵；根据每个候选机床的当量加工特征矩阵，分别建立每个候选机床加工预计加工工件集合W_T中全部工件的当量加工特征关联矩阵：根据固有能效特征矩阵以及当量加工特征关联矩阵计算候选机床MT^m的能量效率选出能量效率最大的候选机床作为采购机床。

主权项

1.一种面向机床整个使用阶段能量效率最高的机床评选方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立预计加工工件集合WT：WT＝[W1,...,Wl,...,WL]；其中，L为预计加工工件种类总数，1≤l≤L；步骤2：建立候选机床集合MT:MT＝[MT1,...,MTm,...,MTM]；其中，M为候选机床种类总数，1≤m≤M；步骤3：为候选机床集合MT中的每个候选机床建立固有能效特征矩阵，第m个候选机床MT^m的固有能效特征矩阵其中，P_s^m为候选机床MT^m的待机功率，为候选机床MT^m在主轴启动阶段消耗的能量，为候选机床MT^m的空载功率，分别为候选机床MT^m的一次和二次载荷损耗系数；步骤4：根据每个候选机床的固有能效特征矩阵，建立包含全部候选机床的固有能效特征关联矩阵E：E＝[E1...Em...EM]T；步骤5：为候选机床集合MT中的每个候选机床建立加工特征矩阵；在候选机床MT^m采用第i套工艺方案加工第l个预计加工工件W^l的前提条件下，其中，表示采用候选机床MT^m加工工件W^l可供选择的工艺方案总数，第m个候选机床MT^m的加工特征矩阵其中，为加工工步总数；为待机时长；其中，表示第j个加工工步开始前的主轴状态，的取值为0或1；当时，表示第j个加工工步开始前的主轴处于停机状态；当时，表示第j个加工工步开始前的主轴处于空载状态；其中，表示第j个加工工步的主轴转速；其中，表示第j个加工工步的空切阶段的空切时长；其中，表示第j个加工工步的切削阶段的切削时长；其中，表示第j个加工工步的切削功率；步骤6：为候选机床集合MT中的每个候选机床计算当量参数；在候选机床MT^m采用第i套工艺方案加工第l种预计加工工件W^l的前提条件下，第m个候选机床MT^m的当量参数为r_i^m,l，根据公式进行计算；其中，为表示采用第i套工艺方案的概率；x^l表示第l种预计加工工件的数量N^l与所有预计加工工件总数N^T的比值，即其中，步骤7：根据步骤5以及步骤6计算的加工特征矩阵与当量参数，为候选机床集合MT中的每个候选机床构建当量加工特征矩阵，第m个候选机床MT^m加工工件W^l的当量加工特征矩阵为步骤8：根据每个候选机床的当量加工特征矩阵，分别建立每个候选机床加工预计加工工件集合W_T中全部工件的当量加工特征关联矩阵：第m个候选机床的当量加工特征关联矩阵为步骤9：计算每个候选机床在整个使用阶段的能量效率，其中第m个候选机床MT^m的能量效率按如下步骤计算：步骤901：根据候选机床编号m选出对应的当量加工特征关联矩阵以及固有能效特征矩阵E^m；步骤902：根据当量加工特征关联矩阵以及固有能效特征矩阵E^m分别计算候选机床MT^m采用第i套工艺方案加工工件W^l的比能以及有效切削能耗分别按如下公式：步骤903：计算每个候选机床的能量效率，其中第m个候选机床MT^m的能量效率的计算公式如下：步骤10：采用以下数学模型计算出能量效率最高的候选机床所对应的机编号O，1≤O≤M：