上海交通大学;通用技术集团机床工程研究院有限公司大连分公司;通用技术集团大连机床有限责任公司杜正春获国家专利权
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龙图腾网获悉上海交通大学;通用技术集团机床工程研究院有限公司大连分公司;通用技术集团大连机床有限责任公司申请的专利电主轴温度不可测区域的温度实时估计与故障监测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119703913B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311263621.4,技术领域涉及:B23Q17/00;该发明授权电主轴温度不可测区域的温度实时估计与故障监测方法是由杜正春;杨赟;葛广言;肖域坤;曾治霖;冯晓冰;吕军;马骋;董建军设计研发完成,并于2023-09-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本电主轴温度不可测区域的温度实时估计与故障监测方法在说明书摘要公布了:一种电主轴温度不可测区域的温度实时估计与故障监测方法,通过构造待监测加工中心电主轴的热容热阻网络模型并进行有限元初步仿真,得到瞬态温度场预测数据;根据瞬态温度场预测数据和局部实测温度数据对热容热阻网络模型进行参数联合寻优,得到电主轴瞬态温度场实时预测模型,再经网格细化处理后生成实时电主轴温度分布图并用于异常发热故障实时判断。本发明能够实时、完整、精确地预测出当前工况下地电主轴瞬态温度场,更好地保护电主轴安全。
本发明授权电主轴温度不可测区域的温度实时估计与故障监测方法在权利要求书中公布了:1.一种电主轴温度不可测区域的温度实时估计与故障监测方法,其特征在于,通过构造待监测加工中心电主轴的热容热阻网络模型并进行有限元初步仿真,得到瞬态温度场预测数据;根据瞬态温度场预测数据和局部实测温度数据对热容热阻网络模型进行参数联合寻优,得到电主轴瞬态温度场实时预测模型,再经网格细化处理后生成实时电主轴温度分布图并用于异常发热故障实时判断,具体包括: 第一步,针对某一典型的加工中心电主轴进行热特性分析,考虑复杂工况下的主轴电机和轴承的动态产热功率和主轴冷却液、空气的动态对流传热特性,分别建立描述电主轴热量产生、传递和耗散过程的热容热阻网络模型; 第二步,针对加工中心电主轴建立有限元瞬态热模型,并基于经验估计的有限元边界条件进行瞬态温度场仿真,得到包含主轴温度不可测区域在内的空间分布完整但温度数值不够准确的瞬态温度场预测数据; 第三步,在加工中心电主轴的温度可测区域中布置若干温度传感器以在不同的时变工况条件下记录主轴的动态温度变化,即不包含主轴温度不可测区域的空间分布不完整但温度数值准确的局部实测温度数据; 第四步,根据第二步得到的瞬态温度场预测数据和第三步得到的局部实测温度数据,对第一步建立的热容热阻网络模型进行参数联合寻优,建立电主轴瞬态温度场实时预测模型; 第五步,对第四步得到的热容热阻网络各节点处的温度进行进一步细分,通过相邻两个节点之间的温度来确定细分网格的温度,以解决热容热阻网络节点稀疏,预测的温度仅代表电主轴内某一区域的等效中心温度的精细度问题,从而得到获得某一时刻的温度场数据; 第六步,将第四步预测的热容热阻网络各节点处的温度用于电主轴异常发热故障的实时监测,具体包括: 6.1将温度传感器嵌入主轴内部最贴近不可测区域的位置,即主轴的前轴承和后轴承的外圈附近,采集内嵌温度传感器数值; 6.2将内嵌温度传感器数值与热容热阻网络对应节点的实时预测温度进行比较,当偏差大于设定的阈值,即认为出现异常发热故障。
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