專利名稱：一種數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程的能量消耗預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)床控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程能量消耗預(yù)測(cè)新方法。
背景技術(shù)：
以機(jī)床為主體的機(jī)械加工系統(tǒng)量大面廣，節(jié)能潛力和環(huán)境減排潛力很大；機(jī)床的能耗預(yù)測(cè)是機(jī)床加工過(guò)程中能量消耗問(wèn)題的重要組成部分，對(duì)于能耗定額制定、切削工藝參數(shù)節(jié)能性優(yōu)化等一系列問(wèn)題均有著重要支持作用；因此，對(duì)機(jī)床加工過(guò)程中能耗預(yù)測(cè)問(wèn)題的研究正在全球迅速興起。Li，W等人建立了一種在加工條件下的能量預(yù)測(cè)模型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)驗(yàn)證了該模型的可靠性與準(zhǔn)確性[3] ；Dietmair A等人提出了一種基于統(tǒng)計(jì)的離散時(shí)間制定的機(jī)床和工廠能源消耗通用建模方法，該方法可以直接用于規(guī)劃過(guò)程中，對(duì)不同場(chǎng)景下不同配置的能源消耗進(jìn)行預(yù)測(cè)[4];但以上這些方法都未考慮到機(jī)床的復(fù)雜的附加載荷損耗功率；Gut0Wski等人也對(duì)加工環(huán)境因素進(jìn)行了一系列分析，介紹了加工過(guò)程理論能量消耗模型[5，6]，但他并未對(duì)其中各個(gè)參數(shù)進(jìn)行很明確的定義，并不知道每個(gè)參數(shù)的值和具體推導(dǎo)過(guò)程。因此，以上這些方法都不能用于對(duì)數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程的能量消耗的預(yù)測(cè)。雖然現(xiàn)有文獻(xiàn)表明已有不少專家學(xué)者對(duì)機(jī)床能耗預(yù)測(cè)問(wèn)題作了相應(yīng)的研究，但能夠用于實(shí)際生產(chǎn)中的數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程的能量預(yù)測(cè)的方法尚未找到，其主要原因是數(shù)控機(jī)床本身是一個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)，在整個(gè)服役過(guò)程中能量流動(dòng)十分復(fù)雜，且形式多樣化，更重要的是其影響因素眾多。因此很難找到一個(gè)通用的模型來(lái)對(duì)其能量消耗進(jìn)行預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)床服役過(guò)程能量消耗預(yù)測(cè)方法。通過(guò)該方法可以對(duì)機(jī)床整個(gè)服役過(guò)程的能耗進(jìn)行比較準(zhǔn)確的評(píng)估。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)手段
I.一種數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程的能量消耗預(yù)測(cè)方法，其特征為將服役全過(guò)程分為啟動(dòng)過(guò)程、空載過(guò)程、加工過(guò)程，并分別對(duì)三類子過(guò)程進(jìn)行能量消耗預(yù)測(cè)，以此來(lái)得到機(jī)床整個(gè)服役過(guò)程的總能耗預(yù)測(cè)。其預(yù)測(cè)模型為
ftBr&
s=^M s5i+y. .ffa +y. i ai-l i-l i-1
其中表示某服役過(guò)程的總能耗，Q表示該服役過(guò)程中各類子過(guò)程的個(gè)數(shù)，下標(biāo)s、U、m分別用以標(biāo)識(shí)啟動(dòng)過(guò)程、空載過(guò)程、加工過(guò)程，i表示各子過(guò)程的序號(hào)。2.啟動(dòng)子過(guò)程的能量預(yù)測(cè)函數(shù)的建立通過(guò)事先設(shè)定多個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)，測(cè)量各轉(zhuǎn)速下機(jī)床啟動(dòng)能耗，并用一個(gè)關(guān)于轉(zhuǎn)速的二次函數(shù)來(lái)對(duì)所測(cè)得的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，以此建立以轉(zhuǎn)速為變量的啟動(dòng)能耗函數(shù)ES = CIM + x2ni + xS。3.空載子過(guò)程的功率函數(shù)的建立事先測(cè)量出多個(gè)不同轉(zhuǎn)速下的空載功率，并用關(guān)于轉(zhuǎn)速的二次函數(shù)來(lái)對(duì)所測(cè)得的功率數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，以此建立以轉(zhuǎn)速為變量的空載功率
函數(shù)
權(quán)利要求
1. 一種數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程的能量消耗預(yù)測(cè)方法，其特征為將服役全過(guò)程分為啟動(dòng)過(guò)程、空載過(guò)程、加工過(guò)程，并分別對(duì)三類子過(guò)程進(jìn)行能量消耗預(yù)測(cè)，以此來(lái)得到機(jī)床整個(gè)服役過(guò)程的總能耗預(yù)測(cè)；其預(yù)測(cè)模型為
全文摘要
本發(fā)明針對(duì)目前缺少數(shù)控機(jī)床能量消耗預(yù)測(cè)方法的現(xiàn)狀，提出一種數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程能量消耗預(yù)測(cè)方法。該方法在對(duì)數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程能量消耗特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，建立了以啟動(dòng)、空載和加工三類子過(guò)程能耗預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)的數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程能耗預(yù)測(cè)模型。通過(guò)分別對(duì)每類子過(guò)程的能耗預(yù)測(cè)模型進(jìn)行求解，從而得到整個(gè)數(shù)控機(jī)床服役過(guò)程的能耗預(yù)測(cè)結(jié)果。通過(guò)該方法，根據(jù)數(shù)控加工工藝參數(shù)就可以直接預(yù)測(cè)機(jī)床加工過(guò)程的能量消耗。
文檔編號(hào)G05B19/406GK102621932SQ20121013176
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者劉霜, 劉飛, 王秋蓮, 謝俊 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)