Устройство для диагностики состояния процесса резания

Устройство для диагностики состояния процесса резания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ , включающее генератор возбуждения, регистратор, два замкнутых ферромагнитных сердечника, на одном из которых расположена обмотка возбуждения, а на другом - измерительная обмотка, размещенных соосио с режущим инструментом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей устройства, ферромагнитные сердечники выполнены разрезными из двух половинок, а генератор - самовозбуждающимся , включающим щирокополосиый усилитель, подключенный входом к выходу измерительной обмотки, а выходом - к обмотке возбуждения, обеспечивая таким образом положительную обратную связь, устройство снабжено первой цепью регистрации изменения частоты генератора, подключенной к выходу обмотки возбуждеиия и образованной последовательно соединенными преобразователем частота-напряжение , блоком усреднения и первой схемой сравнения с задатчиком, выход которой соединен с первым входом регистратора, второй цепью, подключенной к выходу измерительной обмотки и включающей последовательно соединенные узкополосный высокочастотный фильтр, настроенный на частоту генератора возбуждения, частотный детектор и интегратор, выход которого подключен к второму входу регистратора, первым и вторым сумматорами, второй схемой сравнения с задатчиком, переключателем, предварительным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, первый вход котоI рого подсоединен через переключатель к выходу измерительной обмотки и к выходу «Л частотного детектора п каналами выделения нечетных гармоник, подключенными к выходу предварительного усилителя и включающими последовательно соединенные перестраиваемые узкополосные фильтры, настраиваемые на нечетные гармоники, и усилители-преобразователи, выходы которых через первый сумматор соединены с вторым управляющим входом предварительного усилителя, ,и п каналами выделения N5 четных гармоник подключенными также к Ю . -vl выходу предварительного усилителя и включающими последовательно соединенные перестраиваемые фильтры, настроенные на четные гармоники основной частоты модулиО5 рованного сигнала, и среднеквадратичные детекторы, выходы которых через второй сумматор и вторую схему сравнения соединены с третьим входом регистратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШ В 23 1500

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3644402/25-08 (22) 19.09.83 (46) 07.11.84. Бюл. № 41 (72) Г. Г. Палагнюк, В. Д. Савельев, А. И. Накашидзе и Г. А. Козик (71) Ростовский-на-Дону ордена Трудового

Красного Знамени институт сельскохозяйственного машиностроения (53) 621.91 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 520227, кл. В 23 Q 1177//0000, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 971618, кл. В 23 Q 15/00, 1981 (прототип). (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ, включающее генератор возбуждения, регистратор, два замкнутых ферромагнитных сердечника, на одном из которых расположена обмотка возбуждения, а на другом — измерительная обмотка, размещенных соосно с режущим инструментом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей устройства, ферромагнитные сердечники выполнены разрезными из двух половинок, а генератор — самовозбуждающимся, включающим широкополосный усилитель, подключенный входом к выходу измерительной обмотки, а выходом — к обмотке возбуждения, обеспечивая таким образом положительную обратную связь, устройство снабжено первой цепью регистрации изменения частоты генератора, подключенной к выходу обмотки возбужде„SU„„1122476 А ния и образованной последовательно соединенными преобразователем частота-напряжение, блоком усреднения и первой схемой сравнения с задатчиком, выход которой соединен с первым входом регистратора, второй цепью, подключенной к выходу измерительной обмотки и включающей последовательно соединенные узкополосный высокочастотный фильтр, настроенный на частоту генератора возбуждения, частотный детектор и интегратор, выход которого подключен к второму входу регистратора, первым и вторым сумматорами, второй схемой сравнения с задатчиком, переключателем, предварительным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, первый вход которого подсоединен через переключатель к выходу измерительной обмотки и к выходу частотного детектора и каналами выделения нечетных гармоник, подключенными к выходу предварительного усилителя и включающими последовательно соединенные перестраиваемые узкополосные фильтры, настраиваемые на нечетные гармоники, и усилители-преобразователи, выходы которых через первый сумматор соединены с вторым управляющим входом предварительного усилителя,,и п каналами выделения четных гармоник подключенными также к выходу предварительного усилителя и включающими последовательно соединенные перестраиваемые фильтры, настроенные на четные гармоники основной частоты модулированного сигнала, и среднеквадратичные детекторы, выходы которых через второй сумматор и вторую схему сравнения соединены с третьим входом регистратора.

1122476

1)зобрег ние относится к станкостроению, в частности к устройствам диагностики состояния режущих инструментов, и может быть использовано в системах автоматическо о управления процессами механической обработки на станках с ЧПУ, станках-автоматах и автоматических линиях.

Известно устройство для определения момента касания инструментом обрабатываеМоН детали, содержащее два тороидальных трансформатора, один из которых измерительный и помещается на станке таким образом, что внутри его проходит образующийся при касании детали с инструментом короткоза мкнутый виток, а второй трансформатор, имеющий идентичные магнитопровод и обмотки, располагается вне станка.

Принцип действия этого устройства основан на том, что измерительные обмотки обоих трансформаторов образуют плечи моста, который в исходном состоянии сбалансирован. При наличии короткозамкнутого витка баланс моста нарушается и возникающий при этом перепад напряжения несет информацию о наличии контакта (1).

Недостатком устройства является сложность настройки и обеспечения температурной стабилизации (нулевой балансировки) мостовых схем, а также ограниченные функциональные возможности.

Известно также устройство для диагностики состояния процесса резания, содержащее генератор, регистратор, два замкнутых ферромагнитных сердечника, на одном из которых расположена обмотка возбуждения, а на другом — — измерительная (сигнальная) обмотка. Сердечники установлены соосно с режущим инструментом (2).

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, низкая надежность и точность регистрации поломки инструмента. Устройство непригодно, например, для определения поломки инструмента в процессе обработки глубоких отверстий, так как при поломке инструмента на определенной глубине внутри обрабатываемой детали условие контакта режущего инструмента с деталью сохраняется, а поломка инструмента при этом имеет место. Это приводит к получению ложной информации и возможности аварийного режима работы станочного оборудования.

Кроме того, известное устройство не позволяет определять предполомочное состояние режущего инструмента, его стойкостные параметры (износ, скорость его развития), условие процесса стружкообразования, пакетирование стружки и т. и. и не пригодно при обработке неметаллов.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения стойкостных параметров режущего

55 инструмента, циклической нагруженности режущего клина, условий протекания процесса стружкообразования и качества поверхности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для диагностики состояния процесса резания, содержащем генератор возбуждения, регистратор и два ферромагнитных сердечника, размещенных соосно с режущим инструментом, причем первый ферромагнитный сердечник снабжен обмоткой возбуждения колебаний, а второй замкнутый ферромагнитный — измерительной обмоткой ферромагнитные сердечники выполнены разрезными, из двух половинок, а генератор — са мовозбуждающимся, включ ающи м широкополосный усилитель, подключенный входом к выходу измерительной обмотки, а выходом — к обмотке возбуждения, обеспечивая таким образом положительную обратную связь, устройство снабжено цепями регистрации изменения частоты генератора возбуждения высокочастотных колебаний, при этом первая цепь подключена к выходу обмотки возбуждения и образована последовательно соединенными преобразователем частота-напряжение, блоком усреднения и первой схемой сравнения с задатчиком, выход которой соединен с первым входом регистратора, вторая цепь подключена к выходу измерительной обмотки и образована последовательно соединенными узкополосным фильтром, настроенным на частоту высокочастотного генератора возбуждения, частотным детектором и интегратором, выход которого соединен с вторым входом регистратора, а также снабжено первым и вторым сумматорами, второй схемой сравнения с задатчиком, переключателем, предварительным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, подключающимся входом через переключатель к выходу измерительной обмотки и к выходу частотного детектора, и каналами выделения нечетных гармоник основной частоты модулированного высокочастного сигнала, подключенными к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, при этом каналы нечетных гармоник содержат последовательно соединенные перестраиваемые узкополосные фильтры, настроенные на нечетные гармоники основной частоты модулированного высокочастотного сигнала, и масштабные усилители-преобразователи, выходы которых через первый сумматор соединены с управляющим входом предварительного усилителя, и п каналов четных гармоник, включающие последовательно соединенные перестраиваемые фильтры, настроенные на четные гармоники (например, на вторую и четвертую) основной частоты модулированного сигнала, и среднеквадратичные детекторы, выходы которых через второй сум1122476 матор и вторую схему сравнения соединены с третьим входом регистратора.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для определения контакта инструмента с деталью и диагностики состояния процесса резания; на фиг. 2 — схема установки преобразователя в зоне резания.

Устройство содержит первый ферромагнитный замкнутый сердечник 1, второй ферромагнитный замкнутый сердечник 2 с расположенными на них соответственно обмоткой 3 возбуждения и измерительной (сигнальной) обмотки 4 высокочастотный самовозбуждающийся генератор 5, образованный усилителем с положительной обратной связью, образованной обмоткой 3 возбуждения, подключенной к выходу генератора 5 через емкость, исключающей подмагничивание сердечника 1 от источника питания, измерительной обмоткой 4, подключенной к входу генератора 5, и электрическим контуром связи 6, включающим виток связи 7, охватывающий ферромагнитные сердечники

1 и 2 переменным резистором 8, имитирующим изменение условий контакта, и источник тока термо-ЭДС Е, созданный естественной термопарой и инструмент-деталь.

Переменный резистор 8 модулирует условие изменения контакта инструмент-деталь, его переходное сопротивление и сопротивление замкнутого реального контура, образованного элементами станок — обрабатываемая деталь — режущий инструмент станок. Отсутствие контакта инструмента с деталью равносильно разрыву цепи электрического контура связи 6. Токопроводящим витком связи 7, охватывающим сердечник

1 и 2, является режущий инструмент, образующий в ходе обработки с обрабатываемой деталью естественную термопару, замкнутую накоротко через корпус станка.

Устройство содержит также цепь регистрации изменения частоты самовозбуждающегося генератора 5, состоящую из последовательно соединенных преобразователя 9 частота-напряжение, блока 10 усреднения, блока 11 сравнения, задатчика 12 допустимой температуры, подключенного к второму входу блока 11 сравнения и многовходового регистратора 13, и цепь регистрации наличия и изменения частоты (частотной модуляции) в функции изменения величины тока контура связи 6, содержащую последовательно соединенные узкополосный высокочастотный фильтр 14, настроенный на частоту генератора 5, частотный детектор 15 и интегратор 16, выход которого соединен с последующим входом регистратора 13.

Кроме этого, устройство содержит переключатель 17 рода работ, предварительный усилитель 18 с регулируемым коэффициентом усиления, и каналов выделения четных и нечетных гармонических, составляющих основных периодичностей релаксационных процессов, возникающих в зоне резания.

Для упрощения схемы (фиг. 1) показаны два канала выделения нечетных гармоник, подключенных к выходу предварительного усилителя 18.

Каналы выделения нечетных гармоник содержат избирательный фильтр 19, настроенный на первую основную гармоническую составляющую релаксационных процессов, 10 соединенный с масштабным усилителемпреобразователем 20, н избирательный фильтр 21, настроенный на третью гармоническую частотную составляющую от основной, соединенный с масштабным уси лителем-преобразователем 22. Выходы усилителей 20 и 22 соединены с входами первого сумматора 23, выход которого соединен с управляющим входом предварительного усилителя 18.

Каналы выделения четных гармоник сос20 тоят из последовательно соединенных узкополосных фильтров 24 и 25, настроенных соответственно на вторую и четвертую гармонические составляющие от основной, среднеквадратичных детекторов 26 и 27, выходы которых через второй сумматор 28 и блок 29 сравнения соединены с последующим входом регистратора 13, и задатчика

30 допустимой величины контролируемого параметра, подключенного к второму входу схемы 29 сравнения.

Устройство имеет три выходных полезных сигнала, снимаемых с .выхода блоков

11, 16 и 29. Первый выходной сигнал яа выходе блока 11 несет информацию об изменении (приращении) интегрального значения температуры зоны резания, второй выходной сигнал на выходе блока 16 появляется в виде постоянного аналогового напряжения при наличии контакта инструмента с деталью, и третий выходной сигнал, снимаемый с выхода блока 29, в зависи40 мости от положения переключателя 17 рода работ несет информацию о стойкостных параметрах режущего инструмента, величине его износа при подключенном входе усилителя 18 к выходу сигнальной обмотки и циклической нагруженности режущего инструмента, шероховатости обрабатываемой детали, условии пакетирования стружки в процессе обработки отверстий при подключении входа усилителя 18 к выходу частотного детектора 15.

Как показывают исследования, спектр переменной составляющей термо-ЭДС с увеличением скорости резания значительно расширяется и достигает нескольких десятков килогерц, в то время как постоянная составляющая тока термо-ЭДС с увелнче55 нием скорости резания (температуры) увеличивается и может многократно менять знак на противоположный при чистовом точении. Постоянная составляющая термотока

1122476 при этом определяется свойствами материала, а переменная. составляющая характеризует колебания энергии упруго пластической деформации материалов контактируемых поверхностей и зависит от температурных величин, структурной неоднородности материала, разрывов микроконтакта, флуктуаций контактного переходного сопротивления, вибраций и многих других факторов.

Поэтому переменная составляющая термотока несет полную информацию о физическом состоянии фрикционного контакта и отражает релаксационные процессы, протекающие в зоне резания металлов, а постоянная составляющая (по абсолютной величине) — — о температуре в зоне резания.

Анализ основных периодичностей переменной составляющей термо-ЭДС показывает, что с увеличением скорости резания увеличивается как амплитуда колебаний, так и частота их следований. Причем с увеличением износа инструмента происходит изменение формы основных периодичностей (синусоидального сигнала), т. е. появляются нелинейные искажения, коррелированные с износом. При этом расширение спектра переменной составляющей термоЭДС несет в себе информацию о скорости развития износа и, следовательно, такую информацию, как обрабатываемость материала

Сигнал, отображающий момент касания инструментом детали, формируется в устройстве путем регистрации возбуждения частоты са мовозбуждающегося генератора 5, образованного усилителем и тороидальными трансформаторами, выполненными на ферромагнитных замкнутых сердечниках 1 и 2 соответственно с обмоткой 3 возбуждения и сигнальной обмоткой 4, а также короткозамкнутым витком связи, охватывающим оба тороидальных трансформатора (их сердечники) и образованным элементами станок — обрабатываемая деталь режущий инструмент — - станок. Короткозамкнутый виток (фиг. 1) заменен эквивалентным замкнутым электрическим контуром связи 6, включающим источник тока термо-ЭДС Е, переменный резистор К, модулирующий изменение контакта и полного сопротивления цепи, и виток 7 (инструмент), охватывающий сердечники 1 и 2.

Причем обмотка 3 возбуждения и сигнальная обмотка 4 подключены к генератору 5 таким образом, что при наличии короткозамкнутого витка (замкнутого контура) они обеспечивают положительную обратную связь и усилитель выполняет функции высокочастотного самовозбуждающегося генератора. В таком случае, электрический эквивалентный контур связи 6 короткозамкнутого витка станок — обрабатываемая деталь — — режущий инструмент — — станок является витком связи 7 для первого и второго ферромагнитных сердечников. При этом виток связи 7 для первого трансформатора является вторичной обмоткой, а для трансформатора, выполненного на сердечнике 2, первичной.

Таким образом, при наличии контакта инструмента с деталью появляется положительная образная связь усилителя, вызывающая возбуждение высокочастотных колебаний, и на выходах сигнальной обмотки 4 и обмотки 3 возбуждения появляется высокочастотный сигнал с частотой возбуждения генератора.

Появление и изменение частоты выходного сигнала и регистрируется с одной стороны цепью, образованной блоками 9 — 13, с другой стороны — цепью, образованной блоками 14 — 16 и 13.

В основу формирования полезных сигналов положен принцип регистрации ноявления напряжения и изменения частоты выход2Р ного сигнала на выходе обмоток 3 и 4 самовозбуждающегося генератора 5, в функции изменения контролируемых параметров, характеризующих состояние процесса резания и условия его протекания. При этом учитывается следующая особенность работы самовозбуждающегося генератора

5 с амплитудно-частотной модуляцией его выходного сигнала.

В режиме самовозбуждения генератора 5 обмотка 3 возбуждения и сигнальная обЗр мотка 4 выполняет роль зыходного и входного контуров, связанных между собой электрическим контуром связи 6 (короткозамкнутым витком), образованным элементами станок — обрабатываемая деталь— режущий инструмент — станок, охватываю35 щим ферромагнитные сердечники 1 и 2.

Причем реальный электрический контур связи 6.включает в себя виток, источник термо-ЭДС Е естественной термопары инструмент-деталь, замкнутой накоротко и обладающей меняющимся в ходе обработки переходным сопротивлением R главным образом в функции изменения контакта инструмент-деталь. Следовательно, в ходе обработки контур связи меняет свое внутреннее переходное сопротивление и по не45 му протекают постоянный и переменный ток термо-ЭДС. В свою очередь в процессе самовозбуждения генератора в контуре связи 6 в витке связи 7 протекает также переменный ток с частотой самовозбуждающегося генератора, как ток вторичной обмотки первого трансформа гора, выполненного на сердечнике 1. Он же является первичным током в витке связи 7 второго трансформатора, выполненного на сердечнике 2.

Так как резонансная частота первичного контура обмотки 3 возбуждения не совпадает с резонансной частотой контура связи 6 и контура, образованного сигнальной обмоткой 4, то последние (как вторичные

1122476

55 контуры 6 и 4) вносят в первичный контур обмотки 3 возбуждения не только активное; но и реактивное сопротивление, индуктивное

Или емкостное, в зависимости от того, в какую сторону растроены вторичные контуры (контур 6 и 4) .

Изменение реактивного сопротивления приводит к сдвигу фаз между токами обмотки возбуждения и обмотки связи и сигнальной обмоткой. Такой же сдвиг фаз имеет место между магнитными потоками, создаваемыми этими токами. Поэтому результирующий магнитный поток в обмотке возбуждения уменьшается, а это эквивалентно уменьшению индуктивного и повышению частоты самовозбуждающегося генератора. Следовательно изменение активного сопротивления в функции изменения контакта в зоне резания инструмент-деталь приводит к девиации (изменению) частоты генератора 5 и возникновению на выходе сигнальной обмотки 4 и обмотки 3 возбуждения частотно-модулированного сигнала, подлежащего дальнейшему анализу.

При критическом значении или значительном увеличении температуры в зоне резания резко возрастает величина постоянной и переменной составляющих тока термоЭДС, протекающего также в электрическом контуре связи 6. Поэтому переменная со тавляющая тока термо-ЭДС всегда изменяет частоту самовозбуждаюшегocR генератора 5 и ее закон изменения также отображается в частотной модуляции сигнала. В то время как постоянная составляющая тока термо-ЭДС изменяет частоту генератора 5 только в том случае, если ее величина достигает значения насыщения, прн котором магнитная проницаемость резко уменьшается, т. е. напряженность поля находится на нелинейном участке петли гистерезиса, уменьшается индуктивность, приводящая к резкому повышению частоты генератора.

Кроме этого, даже при синусоидальной форме входного сигнала термо-ЭДС наличие постоянного тока подмагничивания ферромагнитного сердечника, возрастающего в функции изменения температуры зоны резания, например, с развитием износа, повышением режимов обработки. позволяет получить несимметричную форму тока с нечетными и четными гармониками в обмотках 3 и 4, так как динамическая петля гистерезиса становится несимметрической.

Таким образом, изменение частоты самовозбуждаюшегося генератора 5 в функции изменения (приращения) допустимой температуры в зоне резания осуществляется в устройстве преобразователем 9 частоты в аналоговое напряжение, которое усредняется блоком 10, сравнивается блоком 11 с напряжением, пропорциональным допустимому значению температуры от задатчика

12, и подается на первый вход регистратора 13. Момент касания и наличие контакта инструмента с деталью сопровождается появлением сигнала высокой частоты на выходе обмотки 3 возбуждения и сигнальной обмотки 4.

Этот сигнал избирается полосовым фильтром 14, настроенным на частоту самовозбуждающегося генератора 5, детектируется частотным детектором 5, интегрируется блоком 16 и в виде постоянного напряжения подается на второй вход регистратора !3, являясь выходным полезным сигналом.

Таким образом момент касания детали инструментом фиксируется появлением постоянного напряжения на выходе интегратора

16, а наличие контакта инструмент-деталь его присутствием на выходе блока 16.

В случае поломки инструмента в ходе обработки (за пределами зоны резания) размыкается короткозамкнутый виток, а следовательно разрывается цепь эквивалентного электрического контура связи 6, разрывается положительная обратная связь и высокочастотный сигнал на выходе обмоток 3 и 4 уменьшается до нуля, а следовательно, и напряжение на выходе блока 16 также становится равным нулю.

В случае поломки режущего инструмента внутри обрабатываемой детали, например, при обработке глубоких отверстий (малого диаметра) контакт инструмента с деталью не нарушается и в этом случае аварийный режим работы станка автоматически прекращается устройством, благодаря формированию управляющего сигнала диагностическим каналом, образованным блока м и 17 — 30, воздей ствующи м через релерегулятор регистратора на систему управления станксм.

При этом в зависимости от положения переключателя 17 рода работы, вход предварительного усилителя 18 с регулируемым коэффициентом усиления диагностического канала подключается или к выходу сигнальной обмотки 4 или к выходу частотного детектора 15, выделяющего огибающую модулированного высокочастотного сигнала, меняющуюся в функции изменения плотное и контакта, инструмент-деталь в зоне обработки ее релаксационных процессов.

В первом случае в качестве входного напряжения, снимаемого с сигнальной обмотки 4, служит комплексный (суммарный) спектр переменной составляющей тока термо-ЭДС и скорости колебательных движений (вибраций), возникающих в системе

СПИД. Это обусловлено тем, что замкнутый ферромагнитный сердечник 2 с сигнальной обмоткой 4 наряду с трансформатором тока переменной составляющей термо-ЭДС выполняет функции преобразователя регистрации скорости колебательных движений (вибраций) .

1122476!

Это связано с тем, что ЭДС на выходе сигнальной обмотки 4 имеет место даже при отсутствии термотока, т. е. при разрыве короткозамкнутого витка, за счет модуляции магнитного потока Ф внутри сердечника 2, пронизывающего обмотку 4. Модуляция магнитного потока Ф обусловлена относительными микроперемещениями (вибрациями) обмотки 4 по отношению к ферромагнитному замкнутому сердечнику 2, вибраций его составных частей, выполненных конструктивно из двух половинок, а также за счет относительных движений намагничивающегося режущего инструмента в процессе механической обработки.

Сигнал, снимаемый с выхода сигнальной обмотки 4 или частотного детектора 15, усиливается предварительным усилителем 18 и подается на вход каналов выделения основной (периодичности) и ее четных и нечетных гармонических составляющих. Это связано с тем, что основные периодичности релаксационных процессов, возникающих в зоне резания, изменяют свою форму (появляются нелинейные искажения сигнала) с увеличением износа режущего инструмента, изменением условий процесса стружкообразования, а также процесса пакетирования стружки при несвободном резании. Указанная особенность и положена в основу формирования полезного сигнала в устройстве путем регистрации нелинейных искажений основных периодичностей входного сигнала.

Нечетные гармоники основных периодичностей (1-я, 2-я), выделяются фильтрами

19 и 21, а четные (2-я, 4-я) с помощью фильтров 24 и 25. При этом нечетные гармоники через масштабныее усилители-преобразователи 20 и 22 усиливаются и преобразовываются в постоянное напряжение, которое суммируется блоком 23 и заводится в цепь автоматической регулировки усиления предварительного усилителя 18 для их подавления.

Энергетические уровни четных гармоник избираются фильтрами 24 и 25, детектируются среднеквадратичными детекторами 26 и

27, суммируются блоком 28, затем сравниваются блоком 29 с заданным задатчиком

30 допустимым значением величины контролируемого параметра и подаются на последующий вход многовходового регистратора

13, как выходной полезный сигнал о велиЗ5

По сравнению с известными техническими решениями предлагаемое устройство позволяет наряду с определением момента касания инструмента с деталью измерять температуру зоны резания, стойкостные параметры режущего инструмента, его нагруженность. Оценивая величину амплитудной модуляции выходного полезного сигнала блоков 29 и 15, представляется возможным определить качество формообразования обрабатываемой детали и шероховатость. Сопоставительная оценка и анализ выходных полезных сигналов на выходе устройства позволяет определить условие протекания технологического процесса и производить диагностику его состояния в целом.

30 чине износа режущего инструмента или его нагруженности. При превышении выходного сигнала заданной допустимой величины контролируемого параметра задатчиком 30 выходной сигнал схемы 29 сравнения через реле-регулятор (пороговый элемент) регистратора 13 воздействует на систему управления станка и прекращает процесс резания.

При введении в устройство еще одного канала, аналогичного диагностическому каналу, образованному блоками 18 — 30, подключенного к выходу сигнальной обмотки или обмотки возбуждения, представляется возможным контролировать текущее приращение температуры в зоне резания в функции изменения (приращения) величины износа. Для этого полосовые фильтры 19, 21, 24 и 25 соответственно настраивают на четные и нечетные гармоники высокочастотного самовозбуждающегося генератора.

Это обусловлено тем, что постоянная составляющая тока термо-ЭДС, намагничивающая ферромагнитные сердечники, делает их динамическую петлю гистерезиса несимметричной, Поэтому даже при возбуждении и передаче чисто синусоидальных форм колебаний высокочастотного генератора ток в обмотке 3 возбуждения имеет несимметричную форму с четными и нечетными гармониками. Причем с увеличением величины тока подмагничивания возрастают амплитуды четных гармоник, которые выделяются и формируются в виде полезного сигнала каналами регистрации четных гармоник аналогично описанному.

1122476

Фиг. /

Унстр /М 2

Редактор Н. Бобкова

Заказ 7803/12

Составитель В. Алексеенко

Техред И. Верес Корректор В. Синицкая

Тираж 766 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4