[发明专利]面向节能减排的数控机床负荷-能量效率评估与监测方法

摘要

本发明公开了一种面向节能减排的数控机床负荷‑能量效率评估与监测方法。该方法首先通过获得评估周期内数控机床实际加工零件数量和理论加工零件数量，计算得到数控机床负荷率。接着通过获得数控机床时间浪费值和机床待机功率，计算得到机床能量浪费值。进一步计算获得单件零件实际加工能耗，结合单件零件理想加工能耗，计算获得数控机床负荷‑能量效率。基于上述得到的数控机床负荷率模型和负荷‑能量效率模型，构建数控机床负荷‑能量效率与负荷率间的关系模型。基于上述评估模型对数控机床负荷‑能量效率进行监测和超限报警。本发明方法对数控机床负荷‑能量效率评估科学，且能够将负荷‑能量效率控制在要求范围内，是一种实用有效的方法。

主权项

1.面向节能减排的数控机床负荷‑能量效率评估与监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，通过在每个零件上安装RFID(无线射频识别)标签，零件加工完成后，RFID读写器自动感知被加工零件，零件数量自动加1，得到给定时间周期内数控机床实际加工零件数量，记为Oactual。步骤2，通过给定时间周期内数控机床的可用时间和零件理想加工时间，计算得到数控机床理论加工零件数量。其计算模型如下：其中：Otheory表示给定时间周期内数控机床理论加工零件数量，Tavailable表示给定时间周期内数控机床的可用时间，Tideal‑CT表示单件零件理想加工时间。步骤3，基于前述得到的给定时间周期内数控机床数控机床实际加工零件数量和数控机床理论加工零件数量，计算得到数控机床负荷率，其计算模型如下：其中：ηperformance表示数控机床负荷率，Oactual表示定时间周期内数控机床实际加工零件数量，Otheory表示给定时间周期内数控机床理论加工零件数量。步骤4，通过在数控机床空气开关处安装能耗测量装置，多次测量数控机床在给定的理想加工参数下加工单个零件的能耗值，求平均值得到单件零件理想加工能耗值，记为Eideal。步骤5，通过给定时间周期内的数控机床的时间浪费及数控机床待机功率值，计算得到给定时间周期内的数控机床能量浪费值，计算模型如下：Ewaste＝Twaste×Pstandby其中：Ewaste表示给定时间周期内的数控机床能量浪费值，Twaste表示给定时间周期内的数控机床的时间浪费，Pstandby表示数控机床待机功率值。步骤6，根据已得到的给定时间周期内的数控机床能量浪费值，结合给定周期内数控机床实际加工零件数量，获取得到单件零件实际加工能耗值，计算公式如下：其中：Eactual表示单件零件实际加工能耗值，Oactual表示定时间周期内数控机床实际加工零件数量，Eideal表示单件零件理想加工能耗值，Ewaste表示给定时间周期内的数控机床能量浪费值。步骤7，基于前述得到的单件零件理想加工能耗值和单件零件实际加工能耗值，计算得到数控机床负荷‑能量效率，其计算模型如下：其中：ηperformance_e表示数控机床负荷‑能量效率，Eideal表示单件零件理想加工能耗值，Eactual表示单件零件实际加工能耗值。步骤8，根据前述得到的数控机床负荷率计算模型和数控机床负荷‑能量效率计算模型，推导运算得到数控机床负荷‑能量效率与数控机床负荷率间的关系模型，其关系模型表达如下：其中：ηperformance_e表示数控机床负荷‑能量效率，Oactual表示定时间周期内数控机床实际加工零件数量，Eideal表示单件零件理想加工能耗值，Tavailable表示给定时间周期内数控机床的可用时间，ηperformance表示数控机床负荷率，Pstandby表示数控机床待机功率值。步骤9，将所得到的给定时间周期内的数控机床负荷‑能量效率η_{performance_e}与预先设定的数控机床负荷‑能量效率报警下限值进行比较，若满足关系式则表明数控机床负荷‑能量效率正常。若满足关系式则报警提示数控机床负荷‑能量效率异常，同时将该评估周期的数控机床负荷‑能量效率以及对应的数控机床负荷率、数控机床能量浪费值显示在显示屏上。步骤10，生产人员根据步骤9的报警提示，对数控机床零件加工过程进行有针对性的调整，降低数控机床能量浪费值，从而使得数控机床负荷‑能量效率提高至正常范围。