[发明专利]一种机床多能量源的可配置能耗在线监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造业能耗、在线监测等领域，尤其涉及一种机床多能量源的可配置能耗在线监测方法及系统。

背景技术

全球气候变暖和碳排放在全球范围都已经提上了议事日程。数控机床量大面广，能量消耗大，其排放对环境影响巨大。正在兴起的绿色制造和低碳经济要求机械制造业对机床能量源能耗状态进行监测以及研究机床能量源能耗监测的方法。近年，国内外学者针对机床能耗状态的监测进行了大量研究。

CN201120320637.0公开的发明名称为《数控机床实时能耗监测系统》的实用新型，公开了一种数控机床实时能耗监测系统，通过柔性互感器技术，可以在不改变数控机床正常电路情况下，给各级供电回路增加电流互感器，监测出各级传动机构的工作电流进而测算出输入电功率，供生产控制人员实时查看。ZL201110095627.6公开的发明名称为《机床主传动系统加工过程能耗信息在线监测方法》的发明专利，公开了一种机床主传动系统加工过程能耗信息在线监测方法，通过测量机床总输入功率，利用所建立的机床加工过程中主传动系统能量流和主要能耗信息的数学模型，得到机床主传动系统能耗信息的实时数据。CN201210240326.2公开的发明名称为《一种数控车床主传动系统非切削能耗获取方法》的发明专利，其公开方案是通过实验获取主传动系统变频器和主轴电机空载功率、主轴空转摩擦转矩、主传动系统转动惯量、主轴角加速度等模型中的系数值，就可以求出主轴空载和主轴加速的功率和能耗值。

综上所述，现有技术对于机床能耗状态的监测的研究主要针对机床主传动系统和机床总电功率等单个能量源，而单个能量源的能耗监测方法无法将机床的能耗信息透明到多个能量源部件上；目前，功率分析仪等部分采集设备可以同时采集一个以上的能量源功率数据，但主要是采集瞬时功率值等电参数，无法获得机床及其多个能量源的能耗信息。因此，有必要对机床多能量源能耗进行在线监测与分析。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种机床多能量源的可配置能耗在线监测方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种机床多能量源的可配置能耗在线监测方法，通过分析针对待监测机床的不同数量和类型的能量源进行配置，实现对待监测机床各能量源能耗状态的实时在线监测和分析，具体步骤如下：

S1：待监测机床多能量源和多个功率传感器的匹配：分析待监测机床的能量源数量和类型，根据待监测机床的能量源数量确定功率传感器的数量，然后在待监测机床各能量源上分别安装功率传感器；

S2：待监测机床多能量源的数据采集与处理：通过安装的各功率传感器采集待监测机床各能量源的电功率数据，并处理获得待监测机床各能量源的实时电功率值，同时记录各能量源的运行开始时间、各能量源的运行结束时间、待监测机床运行开始时间和待监测机床运行结束时间；

S3：待监测机床的各能量源能耗状态的分析：对步骤S2中得到实时电功率值进行分析得到待监测机床能耗信息和能量源能耗信息。

作为优化，根据公式(1)得到待监测机床的机床总能耗值，根据公式(2)得到能量源能耗值，根据公式(3)得到能量源电功率峰值；根据公式(4)得到待监测机床加工全过程能量利用率：

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