Устройство для контроля износа режущего инструмента

Устройство для контроля износа режущего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА на стан Kctxoc системой ЧПУ, содержащее пьезоэлектрический датчик вибраций инструмента, соединенный с усилителем , к выходу которого параллельно подключены низкочастотный и высокочастотный каналы, каждый из которых состоит из пёследовательно соединенных фильтра, детектора и блока осреднения , причем к выходу высокочастотного кансша подключены последовательно соединенные первое пороговое устройство , блрк логического умножения, первый электронный ключ и второе пороговое устройство, при этом ко втоPOKV входу блока логического умножения подключен блок останова подачи, а выход низкочастотного канала соединен с вторым входом первого электронного ключа, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности , в него введеньр механический щуп, установленный на станке и преднаэначенн : для взаимодействия с инструментом , и подключенные к выходу детектора высокочастотного канала последовательно соединенные второй :электронный ключ,третье пороговое .устройство, блок запоминания коорди аты инструмента и блок вычисления приращения координаты, причем второй выход третьего порогового устройства соединен с системой ЧПУ, один выход которой соединен с вторым входом второго электронного ключа, а другой ;выход - с вторым входом блока запоминания . .. СО 4 эо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 В 238 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

13 """""

П ц! Ф 7 . 4 g Ц

ВИБхес ЫЫА

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3391047/25-08 . (22) 27.01.82 (46) 15.08.83. Вюл.ВЗО (72) М.П.. Козочкин и В.В. Смирнов (71 ) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков

{53 ) 621. 91(088. 8) (56) 1. Невельсон М.С. Автоматическое управление точностью металло.обработки, Л., "Машиностроение", 1973, с.165.

2. Авторское свидетельство СССР

9 752157, кл. 8 01K 3/58, 1980.

{54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ИЗНОСА РЕЖУЦЕГО ИНСТРУМЕНТА на стан-. ках ..с системой ЧПУ, содержащее пьезоэлектрический датчик вибраций инструмента, соединенный с усилителем, к выходу которого параллельно подключены низкочастотный и высокочастотный каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных фильтра, детектора и блока осред нения, причем к выходу высокочастот- .

„„SU„;, 4870 А ного канала подключены последовательно соединенные первое пороговое уст-. ройство, блок логического умножения, первый электронный ключ и второе э пороговое устройство, прн этом ко второму входу блока логического умножения подключен блок останова подачи, а выход низкочастотного канала соединен с вторым входом первого электронного ключа, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены механический щуп, установленный на станке н предназначенный для взаимодействия с инструментом, и подключенные к выходу детектора высокочастотного канала последовательно соединенные второй Я .,электронный ключ,,третье пороговое устройство, блок запоминания координаты инструмента и блок вычисления

:приращения координаты, причем второй С выход третьего порогового устройства соединен с системой ЧПУ, один выход Я которой соединен с вторым входом

:второго электронного ключа, а другой выход - с вторым входом блока запо минания.

1034870

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть при- менено для автоматического контроля состояния режущего инструмента на металлообрабатывающих станках.

Известно устройство для измерения величины размерного износа режущего инструмента, основанное на регистрации изменения положения инструментального узла в момент касания вершиной инструмента поверхности щупа 1), 10

Однако данное устройство расположено в рабочем пространстве станка.

Это снижает его универсальность и уменьшает надежность. Кроме того, стружка, смазка и СОЕ делают это 15 устройство в ряде случаев непригодным.

Известно также устройство для измерения величины износа режущего инструмента, состоящее из пьезоэлект- 20 рического акселерометра, выход кото рого подключен к входу усилителя, низ кочастотного канала, образованного фильтром низких частот, подключенного к выходу усилителя, подключенного на 25 выход фильтра низких частот первого детектора, выход которого .подключеи к входу первого блока осреднения," высокочастотного канала, образоваиного

Фильтром высоких частот, подключеино->О го на выход усилителя, подключенного на выход фильтра высоких частот второго детектора, выход которого подключен к входу второго блока осреднения, выход которого подключен к входу пер- 5 вого порогового устройства, первый вход блока логического умножения подключен к выходу первого порогового устройства, второй вход блока логического умножения подключен к выходу бло» ка останова подачи, выход блока логй-40 ческого умножения подключен на управ- ляющий вход, электронного ключа,. на второй вход которого подключен выход первого блока осюелнения, выход электронного ключа подключен к входу. второ- 45 го порогового устройства (2). .Недостатком этого устройства является то, что с его помощью измеряют величину фаски износа по задней грани, а при чистовой обработке необходнмо 50 знать точную величину размерного из" носа, чтобы произвести автоматическую коррекцию положения инструмента и, .таким образом, исключить влияние из носа инструмента на точность обработ КНе 3He 3 oo MO 3 He r eHH, Mo>K но приблизительно оценить размерный иенос, но точность такого определения для современных станков оказывается недостаточной.

Цель изобретения.- повышение точи; ности контроля размерного износа.

Укаэанная цель достигается тем, . что в устройство, содержащее пьезоэлектрический датчик вибраций инструмента, соединенный с усилителем, к выходу которого параллельно подключены низкочастотный и высокочастотный каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных

Фильтра, детектора и блока осреднения, причем к выходу высокочастотного канала подключены последовательно соединенные первое пороговое устройство, блок логического. умножения, первый электронный ключ и второе пороговое устройство, при этом ко второМУ входу блока логического умножения подключен блок останова подачи, а выход низкочастотного канала соединен с вторым входом-первого электронного ключа, введены механический щуп, установленный на станке и предназначенный для взаимодействия с инст» рументом, и подключенные к выходу детектора высокоиастотного канала последОвательно. соединенные второй электронный ключ, третье пороговое устройство, блок запоминания координатЫ инструмента и блок вычисления приращения координаты, причем второй выход третьего порогового устройства соединен с системой ЧПУ, один выход которой соединен с вторым входом второго электронного ключа, а другой выход — с вторым входом блока за« поминания.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, на Фиг.2 - изменение уров" ня высокочастотного сигнала в зависимости от величины сближения резца с щупом.

Устройство для контроля размерного износа и износа по задней грани режущего инструмента на станках с ЧПУ содержит .датчик вибраций, уста, новленный на инструментальном узле и подключенный íà вход усилителя 2. низкочастотный канал 3, Образованный последовательно соединенными фильтром 4 низких частот, подключеннйм к выходу усилителя 2, выход фильтра 4 подключен к входу первого детектора 5, выход которого - к входу первого блока осреднения 6, высокочастотный канал 7, образованный последовательно соединенными фильтром 8 высоких частот, подключенным к выходу усилителя 2, вторым детектором 9, подключенным к выходу фильтра 8, вторым блоком осреднения 10, подключенным к выходу детектора 9, выход блока осреднения 10 подключен к входу первого порогового устройства 11, первый вход блока логического умножения

12 подключен к выходу первого порогового устройства 11, второй вход блока логического умножения 12 подключен к выходу блока останова подачи 13, выход блока логического умиоженйя 12 подключен на управляющий вход первого электронного ключа 14, 1034870

4 на второй вход которого подключен вй-" -.ной сигнал усилителя разделяе ся на ход первого блока Ьсреднения.-ф, .вы-. низкочастотную и высокочастотную сос-..: ход первого электронного-.-ключа подмлю - тавляющую. фильтрами 4 и 8. -Выходные чен к входу второго порсиового -устрой- -сигналы филь|ров детектирувтая детек= ства 15, управляюций-=вход второго — = ::-- -торами 5 и 9, после чего осредняются электронного--ключа- 16 подключен к = "- з блоками осреднения 6 и 10. После системе ЧПУ 17, а второй его вход остановки подачи блок остановки подаподключен к: выходу второго детекто- чи 13 выдает сигнал на блок логичесра 9, выход вжрого электронного . -=. кого умножения 12. В переходный проключа 16 подключен -к мсоду третьего: — цесс от резания к трению. уровень порогового устройства 18, выход -w -"- - N высЬкочаототней составляющей умень- торого подключен к входу блока запо= - --- Фается, как только ои достигнет, пороминания координаты 19, второй вход гового значения А< -срабатывает-порогоблока запоминания-координаты 19 под- вое устройство 11 и на второй вход ключен к системе ЧПУ 17, а выход - блока логического умножения 12,подаетк входу блока вычисления приращения Я ся сигнал. Блок логического умноже.координаты 20, и механический дви- ния срабатывает, тем самым открывает жущийся щуп 21, который представляет электронный ключ 14. Электронный ключ собой деталь, имеющую цилиндрическуЮ пропускает сигнал низкочастотного каили плоскую поверхность, движуцую- нала на пороговое устройство 15. Преся в направлении, перпендикулярном о выаение порогового уровня Ао означанаправлению измерения износа инст- .ет, что износ инструмента по задней румента. Для случая токарного станка грани достиг критического значения. это может быть кольцо, установленное При необходимости оценки размерного йанример, на шпинделе станка и имею- износа инструмента инструментальный цее обработанную цилиндрическую по- 2, узел перемещают в рабочем пространстверхность (кольцо может быть заме- ве станка до соприкосновения с движу. нено бтдельными вставками, имеющими цимся-цупом 21. При этом от системы участки цилиндрической поверхности). ЧПУ 17 подается сигнал на электронДля фрезерных, расточных и т.п. стан- ный ключ 16, который открывает схему. ков с вращающимся инструментом это подачи сигнала на пороговое устройможет быть просто неподвижная деталь ЗО ство 18. В момент касания инструменс плоской поверхностью. том щупа по инструментальному узлу .

Устройство работает следующим . станка распространяются волны высокообразом. частотных вибраций, фиксируемые датИнструмент перемещается в направ чиком. При превьзиении уровня этих ленни к щупу на "nолзyчей" подаче, 3$ вибраций порогового значения сракоторая прекрацается при появлений i батывает третье пороговое устройство виброакустического -сигнала от датчи- 18. Этот сигнал служит для выключения ка 1. Поскольку начальный момент перемещения инструментального узла, контакта сопровождается упругим взаи- после чего координаты его положемодействием вершин микронеррвностей 40 ния запоминаются блоком запоминания то при своевременной остановке вре-. ::.координаты 19, текущее значение кото ванне происходить не будет. Это пояс-: рой поступает из систе ж няется графиком, приведенным на "ЧПУ 17. фиг.2, где показан пример изменения вибРоакУстического сигнала (L о -yPo 4$ данная процедура периодически поввень виброускорения). при вступлении., торяетоя. Изменение координаты положевершины Резца в контакт с вращающим- ния инструментального узла меж„у ся цилиндром. Величина б пОказывает .глубину внедрения -вершины Момент ся блоком вычисления нриращени коор

0 =0 предполагает встУпление в кон - 5ц -динаты 20, и определяет размерный такт веРшин небольшнх микронер@внос- износ инструмента. Пороговое устройтей контактйрующих поверхностей. Ког- ство 18 служит для искл чения влиян

Да глУбина внеДРениЯ становитсЯ Равной параэитных шу Лектрон высоте микРонеРовностей, Рост сигна- ков устройства, а также для обеспела замедляется (на примере при (Г=, 5 чения возможности срабатывания уст=2,5 мкм)-. Из пРимеРа видно, что пРи р >йства при определенном сближении

0 =0,5 мкмЬаувеличиваетсЯ на 10 дБ. щи па и инструмента, так как уровень

Таким образом, с Учетом помех можно сигнала зависит от этого сближения определить момент начала контакта при

Д<0,2 мкм. В этом случае точность ° - ..Ъ . измерения целиком определяется точноо46 тью отсчета координат станка и ста- Точность измерения величины размербильностью положения поверхности щу- ного износа в зависимости от точности отсчета координат положения инструВиброакустический сигнал от датчи- Ментального узла на станке может соска 1 подается на усилитель 2. Выход- 6 тавить +0,2 мкм.

1034870

t 2 У 4i

Риа.2

Составитель В. Алексеенко

Редактор М. Бандура Техред Т.МатоЧка КорректорЮ. Макаренко

Заказ 5722/13 Тираж 7бО Подписное

БНИИПИ государственного кОмитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять размерный износ инструмента с большой точностьи, что дает возможность повысить точность обработки, а следовательно,. и -качество выпускаемой продукции.