萬碧+楊勝+任宇+許江永+王將宏

【摘 要】為了提高數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)和使用階段的能耗效率需要機(jī)床能耗數(shù)據(jù)的支持，設(shè)計(jì)了數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以得到相應(yīng)的能耗信息。該方法通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)床總電源輸入功率，從而在線獲取機(jī)床的能量效率，同時(shí)通過功率信息識(shí)別出機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)，得到機(jī)床有效加工時(shí)間等信息。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能實(shí)時(shí)的反映機(jī)床運(yùn)行過程中的能耗信息，具有較廣闊的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；功率；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

0 引言

節(jié)能減排是我國(guó)重要的發(fā)展戰(zhàn)略，機(jī)床為主體的機(jī)械加工系統(tǒng)量大面廣，能量消耗巨大，對(duì)環(huán)境的污染相當(dāng)嚴(yán)重，且能量效率低[1]，同時(shí)，大量研究表明，機(jī)床行業(yè)的節(jié)能潛力非常大[2-3]。

對(duì)機(jī)床的狀態(tài)監(jiān)視研究，以前主要集中在對(duì)機(jī)床加工過程監(jiān)測(cè)方面，包括機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)等方面，而對(duì)于機(jī)床運(yùn)行過程中能耗狀態(tài)監(jiān)測(cè)相對(duì)比較少，主要原因是機(jī)床能耗源多，并且能耗構(gòu)成復(fù)雜。隨著綠色制造和可持續(xù)制造理念的廣泛深入，對(duì)機(jī)床能耗狀態(tài)和能量效率監(jiān)測(cè)及評(píng)估受到了越來越多的重視[4]。無論是管理節(jié)能和技術(shù)節(jié)能都需要有生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)支持，只有基于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)才能做出正確的決策，才能對(duì)機(jī)床的能量效率進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，進(jìn)而進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化。因此，對(duì)于機(jī)床運(yùn)行能耗狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視顯得尤為重要。

針對(duì)上述問題，本文基于機(jī)床功率平衡方程和能量損耗特性的數(shù)控機(jī)床能效監(jiān)測(cè)方法設(shè)計(jì)了能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。并基于Web實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)，該系統(tǒng)包括機(jī)床能耗狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視、機(jī)床能量效率和能量利用率計(jì)算分析、設(shè)備利用率、設(shè)備運(yùn)行率及設(shè)備運(yùn)行利用率統(tǒng)計(jì)等功能。