江苏久勋精密机械有限公司张进东获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏久勋精密机械有限公司申请的专利一种数控机床的能耗控制方法及系统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:CN120215420B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26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:202510369653.5,技术领域涉及:G05B19/408;该发明授权一种数控机床的能耗控制方法及系统是由张进东设计研发完成,并于2025-03-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种数控机床的能耗控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及数控机床能耗控制技术领域,公开了一种数控机床的能耗控制方法及系统,其中,方法包括:实时采集伺服电机的运行参数并构建动态状态矩阵;基于动态状态矩阵计算负载比例和总能耗,并判断伺服电机的负载均衡状态;进一步构建多目标优化模型,结合粒子群优化算法求解伺服电机的能耗优化值和负载比例优化值;相较于现有技术中伺服电机运行能耗控制较为粗略,尤其是在复杂加工路径和多轴协同加工条件下,无法有效兼顾能耗优化与负载均衡的技术问题,由于本申请通过引入多目标优化建模和反馈调整机制,实现了伺服电机间能耗与负载的协同优化,从而避免了能耗浪费和负载分配不均的问题,提高了数控机床在复杂加工条件下的能效。
本发明授权一种数控机床的能耗控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种数控机床的能耗控制方法,其特征在于,方法包括: 步骤S10:实时采集和计算数控机床的第i个伺服电机运行参数,包括: 转矩Ti:伺服电机的输出力矩,用于衡量电机的机械输出能力;转速ωi:伺服电机的转速,用于反映电机的实时运动状态;实时负载Li:伺服电机当前所承受的工作负载,定义为转矩与转速的比值;能耗Pi:单位时间内伺服电机的能耗,根据电流和电压计算得出;将采集到的伺服电机运行参数按时间间隔Δt存储为动态状态矩阵S,其中n为伺服电机数量; 步骤S20:基于动态状态矩阵S计算负载比例ri和总能耗Ptotal,根据负载比例ri判断伺服电机是否处于负载均衡状态,预设负载均衡阈值ε,若伺服电机的负载比例ri大于负载均衡阈值ε则进入下一步骤进行优化,否则保持当前步骤状态; 步骤S30:根据能耗Pi构建第一多目标优化模型F1,公式为: 其中,为所有伺服电机的平均能耗;α为能耗偏差惩罚系数;模型F1用于表示伺服电机间的能耗同步性; 根据负载比例ri构建第二多目标优化模型F2,公式为: 其中,为平均负载比例;模型F2用于表示伺服电机间的负载同步性; 综合第一多目标优化模型F1和第二多目标优化模型F2得到第三多目标优化模型F3,公式为: F3=w1·F1+w2·F2 其中,w1和w2为目标权重系数; 引入粒子群优化算法,将第三多目标优化模型F3作为粒子群优化算法的目标函数进行求解得到优化结果,优化结果包括伺服电机的能耗优化值paim和伺服电机的负载比例优化值raim; 步骤S40:基于优化结果调整伺服电机的能耗Pi,包括:根据当前的负载比例ri和负载比例优化值raim计算负载校正值ΔPi,根据负载校正值ΔPi调整能耗Pi得到修正后的能耗Pi new;预设修正能耗安全阈值Psafe,若|Pi new-paim|Psafe,则调整修正后的能耗Pi new=Psafe; 步骤S50:能耗调整修正后,循环执行步骤S10至步骤S50。
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