数控铣床加工过程中能量效率在线检测方法

摘要

本发明提供一种数控铣床加工过程中能量效率在线检测方法，采用以下步骤：1）机床加工前常量能耗检测，2）机床加工中能量效率检测、计算，其特征在于：步骤1）中，数控铣床在开机回参考点后，主轴、各进给轴不运动情况下，用功率分析仪测得机床待机功率；测量数控铣床主轴系统在工作转速下的空载功率，以及X轴、Y轴、Z轴在指令进给速度下各轴的空载功率；步骤2）中，在数控铣床加工过程中，在线检测主轴系统、X轴、Y轴、Z轴的输入功率，计算出包括主轴、X轴、Y轴、Z轴在内的有效切削功率，机床消耗的总功率，以及机床能量效率。本发明优点是机床加工过程中有效切削功率及能量效率的检测计算简单、准确。

主权项

一种数控铣床加工过程中能量效率在线检测方法，采用以下步骤：1）数控铣床加工前常量能耗检测，2）数控铣床加工中能量效率检测、计算，其特征在于：步骤1）中，数控铣床在开机回参考点后，主轴、各进给轴不运动情况下，用功率分析仪在数控铣床电源进线端测得数控铣床待机功率P_idle；令主轴以指令加工转速空载运动，用功率分析仪测得主轴空载功率P_su；令X轴以指令进给速度空载运动，用功率分析仪测得X轴空载功率P_xu；令Y轴以指令进给速度空载运动，用功率分析仪测得Y轴空载功率P_yu；令Z轴以指令进给速度空载运动，用功率分析仪测得Z轴空载功率P_zu；步骤2）中，在数控铣床实际加工过程中，在能量效率检测的每个采样周期，用功率分析仪测出主轴输入功率P_sin、X轴输入功率P_xin、Y轴输入功率P_yin、Z轴输入功率P_zin，将主轴输入功率、X轴输入功率、Y轴输入功率、Z轴输入功率、数控铣床待机功率P_idle相叠加，得到该采样周期数控铣床消耗的总功率P_sum=P_sin+P_xin+P_yin+P_zin+P_idle；在该采样周期由主轴输入功率、主轴空载功率得到主轴切削功率P_sc=P_sin‑P_su；当X轴方向有切削运动即P_xin>P_xu时，令X轴切削功率P_xc=P_xin‑P_xu，当X轴方向无切削运动即P_xin≤P_xu时，令P_xc=0；当Y轴方向有切削运动即P_yin>P_yu时，令Y轴切削功率P_yc=P_yin‑P_yu，当Y轴方向无切削运动即P_yin≤P_yu时，令P_yc=0；当Z轴方向有切削运动即P_zin>P_zu时，令Z轴切削功率P_zc=P_zin‑P_zu，当Z轴方向无切削运动即P_zin≤P_zu时，令P_zc=0；将主轴切削功率、X轴切削功率、Y轴切削功率、Z轴切削功率叠加得到该采样周期数控铣床有效切削功率P_valid=P_sc+P_xc+P_yc+P_zc，则该采样周期数控铣床的能量效率为η=P_valid/P_sum×100%。