數(shù)控立式加工中心主傳動能耗模型
數(shù)控立式加工中心主傳動系統(tǒng)一般包括電機驅(qū)動和機械傳動兩個部分，每個部分的能量消耗都十分復雜。但是，文獻將主傳動系統(tǒng)的功率簡化為空載功率、切削功率和附加載荷損耗功率3個部分(圖1)。其中，空載功率、切削功率和附加載荷損耗功率的定義如下:空載功率:機床主傳動系統(tǒng)在某一指定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行且尚未加工的狀態(tài)稱為空載狀態(tài)，其間所消耗的功率稱為空載功率;切削功率:機床主傳動系統(tǒng)在切削狀態(tài)下用于去除工件材料所消耗的功率;附加載荷損耗:機床主傳動系統(tǒng)由于載荷(切削功率)而產(chǎn)生的附加損耗。這部分損耗只在切削狀態(tài)下存在。 從圖1可以看出:數(shù)控立式加工中心主傳動系統(tǒng)的輸入功率可以分為空載功率、切削功率和附加載荷損耗功率:其中:附加載荷損耗功率形成比較復雜，主要包括電機和機械傳動部分在切削狀態(tài)下產(chǎn)生的附加電損和機械損耗。同時，附加載荷損耗的測量也很復雜，不可能直接準確測量，附加載荷損耗與切削功率之比(負載載荷損耗系數(shù))是一個0. 15 --0.25之間的常數(shù)。不過最新研究發(fā)現(xiàn):附加載荷損耗系數(shù)不是一個常數(shù)，而是與切削功率成正比，即： 由式(1)、(2)可以得到: 由式(3)可知:知道測量出輸人功率Pi，估計出空載功率Pu。，就可以估計出附加載荷損耗Pad和切削功率Pc，實現(xiàn)切削功率的在線估計。