[发明专利]水环真空泵转子轴数控车削加工中能量效率在线检测方法

摘要

本专利提供一种水环真空泵转子轴数控车削加工中能量效率在线检测方法，采用以下步骤：1）加工前数控车床待机功率和通切削液消耗功率检测，2）装夹水环真空泵转子轴毛坯后，数控车床主轴空载功率检测及主轴空载功率模型建立，3）水环真空泵转子轴数控车削中能量效率在线检测。本专利在检测水环真空泵转子轴数控车削加工能量效率时，基于建立的数控车床主轴空载功率模型计算有效切削功率；车削加工中只需测量主轴输入功率即可检测计算出能量效率，简单、准确、有效。该专利有利于优化加工参数以提高有效切削能耗在总消耗能量中所占比例，专利内容也可推广到其他大型毛坯件数控铣削、数控刨削、数控磨削加工的能量效率在线检测。

主权项

1.一种水环真空泵转子轴数控车削加工中能量效率在线检测方法，采用以下步骤：1）加工前数控车床待机功率和通切削液消耗功率检测，2）装夹水环真空泵转子轴毛坯后，数控车床主轴空载功率检测及主轴空载功率模型建立，3）水环真空泵转子轴数控车削中能量效率在线检测、计算，其特征在于：步骤1）中，数控车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车床电源进线端测得数控车床待机功率Pidle，为常量；开启切削液泵，从数控车床电源进线端测得机床消耗总功率，减去数控车床待机功率Pidle得到通切削液消耗功率Pcool；步骤2）中，设数控车床主轴额定转速是nmax，装夹水环真空泵转子轴毛坯后，分别以n(k)=k×nmax/10的速度驱动数控车床主轴空载旋转，不切削，k取1，2，3…10，分别测出主轴空载功率Psu(k)；代入方程Psu(k)= a×n2(k)+b×n(k)+c得到一个包含a、b、c三个未知数由10个方程组成的超定方程组，基于最小二乘法计算出系数a、b、c，得到数控车床主轴空载功率模型Psu=a×n2+b×n+c；步骤3）中，开通切削液，在水环真空泵转子轴实际数控车削加工过程中，设主轴转速为n，则主轴空载功率为Psu=a×n2+b×n+c，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Ps，则该采样周期有效切削功率Pvalid=Ps‑Psu；该采样周期数控车床消耗的总功率为Psum=Pidle+Ps+Pcool；则该采样周期数控车削加工的能量效率为η= Pvalid/Psum×100%。