根據前述原理和技術,本課題組運用 c++和 sql 自主研發了一套機床能效在線監測系統。本系統既可以作為一個功能模塊嵌入到 mes 中使用,也可以作為一個單獨軟件使用。該軟件主要具有如下功能:
1顯示實時功率和能量效率?梢詸C床使用者隨時了解機床當前的能耗狀況。
2顯示本班或上一班機床使用率和能量利用率。其中機床使用率定義為機床使用時間與每班時間的比值,反映機床在上班時間的使用狀況,主要防止關鍵設備被閑置;機床能量利用率反映的每個班次的能耗狀況,模具銑刀,是一個過程量,防止機床長期處于空載或者輕載狀態下浪費能源。
3存儲每個班次的機床能耗狀況和機床利用率等信息。這個功能主要是車間管理者隨時查詢和了解每個設備的利用狀況,以及每個機床的能耗利用狀況,為進一步合理安排任務,調度機床,優化加工工藝或加工參數達到節能等提供數據支持,也為預測車間能耗提供依據。
該軟件在數控車床c 6136hk/1 上對機床進行了實驗驗證和應用。下面對此應用做一個簡單介紹,其他機床的應用過程與此完全類似,不再贅述。
實驗設備以及測量裝置介紹
本文在一臺數控車床 c 6136hk/1 上進行了相關實驗。用功率傳感器 eda9033a 來測量主傳動系統的輸入功率,同時為了驗證功率為了結果還臨時安裝了扭矩傳感器,由于該扭矩傳感器可以同時測量主軸轉速,因此可以獲得瞬時切削功率。功率傳感器與扭矩傳感器的數據采樣周期均為 50ms,數字濾波器長度為 5。
加工功能。為了加快產品在工藝布局的流通速度,工藝布局必須具備加工功能。綜合型工藝布局應配備化的設備及輔助設備,以提高產品的制造效率。
包裝中心。工藝布局的包裝作業一般不是改變產品的銷售包裝,而是為便于產品周轉而對產品進行組合、加固等作業。當然,工藝布局的包裝功能也可以向著便于產品制造發展。
信息處理中心。工藝布局處理的信息包括工藝布局的各個生產環節產生的信息流,鎢鋼模具銑刀片有哪些槽型,如生產進度、情況、設備狀況等。這些信息與其它功能有機結合,對整個工藝布局活動產生作用。
工藝布局的信息具有涉及面廣、信息量大、動態性強、更新速度快、種類多、來源多樣化等特點。
3.2 常見的工藝布局
常見的工藝布局按工序布局為:塊生產,按對象布局為:線生產。
要實時監控機床的能效值切削能耗/-耗*100%必須實時知道機床的切削能耗值。切削能耗的獲取主要有兩種方式可以得到:直接式和間接式。直接式就是通過安裝力傳感器或扭矩傳感器通過對切削力或者扭矩的測量計算出實時切削功率;間接式就是只測量機床總輸入功率而間接估計出切削能耗的方法。直接式方法盡管可以準確而直接測量出機床的切削能耗值,但存在兩個問題。一方面是價格比較高,一臺三向力傳感器(如 kistler) 價格-50萬左右,不利于推廣應用;另一方面是安裝傳感器會影響機床加工時的剛度,鎢鋼模具銑刀片有哪些特點,而且傳感器本身對環境比較敏感,也不便于應用。正是基于此原因,本課題提出了無力傳感器或扭矩傳感器的機床能效在線監控系統。
監測切削能耗需要獲取切削功率,直接測量加工時的切削扭矩或切削力和轉速需要在機床上安裝扭矩或力傳感器,不僅影響機床剛性而且價格高易受環境影響。因此,本文提出一種無需扭矩傳感器或則力傳感器的機床能效方法。
該方法的主要原理是將機床能耗可以分為負載無關部分和負載相關部分。負載無關能耗部分由于加工狀態無關,可以在機床加工之前直接測量得到,并記錄到數據庫里;切削功率只存在于負載相關部分能耗。具體而言,加工能耗是負載相關部分能耗的一部分。負載相關部分能耗主要是主傳動系統合進給傳動系統在機床加工階段的能耗值。由第四章分析表明,鎢鋼模具銑刀片加工鋁件那家好,進給系統的空載功率較小,一般僅幾十瓦,可以不考慮;同時由文獻可知,進給軸切削功率是主軸功率切削的 1-2%,所以進給系統的切削功率也可以不考慮。