数控车床多工位回转刀架自动换刀能耗准确预测方法技术

本发明专利技术公开了一种数控车床多工位回转刀架自动换刀过程能耗准确预测方法。该方法首先测量多组旋转刀位数下自动换刀持续时间，拟合获得自动换刀持续时间的计算模型。采集并运算得到机床基本模块功率，并基于机床基本模块功率和自动换刀持续时间计算得到机床基本模块能耗。采集并运算得到换刀装置稳态功率，进一步计算得到换刀装置稳态能耗。通过获得数控车床执行自动换刀过程中所有功率峰值引起的能耗，累加获得换刀装置瞬态能耗。基于已获得的机床基本模块能耗、换刀装置稳态能耗、换刀装置瞬态能耗，得到自动换刀过程能耗预测模型，实现数控车床自动换刀过程能耗准确预测，为机床节能优化提供基础模型支持。

【技术实现步骤摘要】
数控车床多工位回转刀架自动换刀能耗准确预测方法
本专利技术涉及数控车床自动换刀过程能耗预测领域，尤其是一种数控车床多工位回转刀架自动换刀过程能耗准确预测方法。
技术介绍
数控车床在执行机械加工工艺过程中由于加工特征(圆柱面、螺纹、切槽)的不同，需要多次进行自动换刀，在外圆车刀、内孔车刀、切槽刀，螺纹刀等刀具间进行切换。数控车床普遍采用多工位回转刀架进行自动换刀，换刀过程仍然消耗能量且换刀过程频繁发生，因此，数控车床多工位回转刀架自动换刀过程能耗是数控车床加工过程能耗的重要组成该部分。数控车床自动换刀过程能耗预测模型的建立对于提高数控车床机械加工全过程能耗预测精度以及数控车床的能量优化具有重要意义。数控车床多工位回转刀架自动换刀过程中会产生多次功率峰值，因此，换刀全过程能耗既包括功率稳定部分的能耗，也包括功率峰值引起的能耗。当前仍然缺乏一种精确的预测数控车床多工位回转刀架全过程能耗且综合考虑稳态及瞬态能耗的有效方法。本专利技术方法通过建立数控车床多工位回转刀架自动换刀过程中机床基本模块能耗、换刀装置稳态能耗、换刀装置瞬态能耗的计算模型，进一步建立自动换刀全过程能耗预测模型。本专利技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控车床多工位回转刀架自动换刀过程能耗准确预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据数控车床多工位回转刀架的当前刀位号和目标刀位号，确定旋转刀位数。由于数控车床多工位回转刀架普遍采用单向顺序旋转方式，因此旋转刀位数计算公式可表示为：

【技术特征摘要】
1.一种数控车床多工位回转刀架自动换刀过程能耗准确预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据数控车床多工位回转刀架的当前刀位号和目标刀位号，确定旋转刀位数。由于数控车床多工位回转刀架普遍采用单向顺序旋转方式，因此旋转刀位数计算公式可表示为：其中：Δ表示回转刀架旋转刀位数，Tt表示回转刀架目标刀位号，Ti表示回转刀架当前刀位号，Tp表示回转刀架总刀位数。步骤2，测量获取数控车床多个不同旋转刀位数(Δ1,Δ2,…ΔN)下的自动换刀持续时间值(ttc1,ttc2,…ttcN)，其中ΔN表示第N个旋转刀位数，ttcN表示在第N个旋转刀位数下自动换刀持续时间值。步骤3，根据获取得到多组不同旋转刀位数下的自动换刀持续时间，以旋转刀位数Δ为自变量，以自动换刀持续时间ttc为响应变量进行数据拟合，建立自动换刀持续时间的计算模型，其模型表示为：其中：ttc表示自动换刀持续时间，Δ表示回转刀架旋转刀位数，α,β表示公式中的系数。步骤4，通过采集多个机床基本模块功率并求平均值得到机床基本模块功率，其功率计算公式表示为：其中：Pbasic表示机床基本模块功率，Pbasic_i机床基本模块功率第i个测量值；Nb表示机床基本模块功率测量值总个数。步骤5，基于已获得的机床基本模块功率和自动换刀持续时间计算获得数控车床执行自动换刀过程中的机床基本模块能耗，其计算公式如下：Ebasic＝Pbasic×ttc其中：Ebasic表示数控车床执行自动换刀过程中的机床基本模块能耗，Pbasic表示机床基本模块功率，ttc表示自动换刀持续时间。步骤6，通过采集多个换刀装置稳态功率并求平均值得到数控车床执行自动换刀过程中的换刀装置稳态功率，其计算公式如下：其中：Pms表示换刀装置稳态功率，Pms,Δ_j表示回转刀架旋转刀位数为Δ时换刀装置稳态功率第j个测量值；NsΔ表示回转刀架旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾顺，袁清和，姚文喜，聂鹏辉，靳震震，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37