Устройство контроля состояния режущих инструментов при работе на многоинструментальных станках

Устройство контроля состояния режущих инструментов при работе на многоинструментальных станках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЙ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ РАБОТЕ НА МНОГОИНСТРУМЕНТАПЬНЫХ СТАНКАХ, содержащее последовательно соединенные микрофон, предусилитель, усилитель , соедш1енные с выходами последнего цепи, соответствующие по количеству режущим инстр ентам и состоящие Из последовательно соединенных полосовых фильтров детекторов и пороговых элементов, отличающееся тем, что , с целью обеспечения возможности одновременного контроля состояния каждого из инструментов, оно сна

СО)ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) I)y G 01 N 3/58

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3766850/25-28 (22) 28.06.84 (46) 07.12.85. Бюл. У 45 (71) Ордена Трудового Красного .Знамени экспериментальный научноисследовательский институт металлорежущих станков

О (72) М.JI. Козочкин и И.У. Сулейманов (53) 620. 1 79. 52 (088. 8) (56) -Вайхбродт и др. Определение износа инструмента по уровню звука при токарной обработке. В сб.: Конструирование и технология машиностроения, Труды А МЕ, У 3, 1969. (54) (57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ РАБОТЕ

НА МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАНКАХ, содержащее последовательно соединенные микрофон, предусилитель, усили-. тель, соединенные с выходами последнего цепи, соответствующие по количеству режущим инструментам и состоящие из последовательно соединенных полосовых фильтров, детекторов и пороговых элементов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного контроля состояния каждого иэ инструментов, оно снабжено упругими элементами, выполненными в виде дисков одинаковой толщины, эакрепляемых на оправке каждого инструмента, насадкой с трубчатыми эвуководами по количеству инструментов, каждое из которых акустически связано с соответствующим диском, диаметры последних выбраны из условия ряда геометрической прогрессии со знаменателем

1196736

Изобретение относится к обработке металлов резанием, преимущественно к устройствам измерения износа режущего инструмента при автоматизации многоинструментальных металлорежущих станков и на автоматических линиях

Цель изобретения — обеспечение возможности одновременного контроля состояния каждого из инструментов.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, осуществляющего контроль состояния трех режущих инструментов; на фиг. 2 — сопряжение микрофона в насадке, имеющей три трубчатых разветвления с упругими элементами, установленными на оправки вращающихся режущих инструментов на фиг. 3 — зависимости изменения акустических и электрических сигналов во времени при изменяющемся состоянии одного из инструментов.

Устройство контроля состояния режущих инструментов содержит упругий элемент в виде дисков 1-3, насадку

4 с тремя трубчатыми звуководами 5, установленную на микрофон 6, предусилитель 7, усилитель 8, полосовые фильтры 9-11, детекторы 12-14, пороговые устройства 15-17, подключенные к системе ЧПУ 18, которая управляет работой устройства и режущими инструментами 19-21.

В соответствии с блок-схемой, (фиг. 1) режущие инструменты 19-21 в процессе резания возбуждают звуковые колебания в широком частотном диапазоне,. диски 1-3, собственные частоты которых равны средним

1 геометрическим частотам полосовых фильтров 9-11 соответственно, усиливают акустические сигналы инструментов в узких частотных диапазонах, которые между собой не перекрываются, на 20-25 дБ и, излучают их в трубчатые звуководы 5 насадки 4.

Собственные частоты f; упругих элементов в виде дисков при неизменной толщине а определяются в основном ее диаметром of;

Е,= 10,24

f где — ускорение свободного падения;

F. — модуль упругости материала диска; т — удельный вес материала диска;

6 — число Пуассона.

Как видно из приведенного соотно5 шения при неизменных параметрах пластины увеличение диаметра d; в

6 раз дает уменьшение собственной з частоты резонатора „в <2 раз, что соответствует стандартной дискре10 те переключения полосовых фильтров

1/3 октавы.

Суммарный акустический сигнал в насадке с помощью микрофона 6 преобразуется в электрический сиг15 нал, который усиливается предусилителем 7 и усилителем 8. Далее электрический сигнал поступает на входы полосовых фильтров

9-11, где он снова разделяется на

20 отдельные электрические составляющие, пропорциональные составляющим акустического сигнала, создаваемым дисками соответствующих инструментов.

Сигналы с полосовых фильтров посту25 пают на входы детекторов 12-14, которые снимают огибающую кривую с этих высокочастотных сигналов. Уровень сигнала, поступающего с детекторов на пороговые устройства 15-17, несет информацию об износе инструментов 19-21. Чем выше уровень сигнала, тем больше износ инструмента.

Пороговые устройства 15-17 имеют пороги срабатывания, соответствующие предельному износу соответствующего инструмента. Сигналы пороговых устройств.- 15-17 поступают в систему

ЧПУ 18. При достижении какого-либо из трех сигналов уровня, соответству4 ющего критическому износу, система

ЧПУ 18 выдает команду на замену соответствующего инструмента.

На оправку инструмента, например

20, крепится упругий элемент в виде диска 1, который входит в полость одного из трубчатых звуководов 5 насадки 4, в которую вмонтирован микрофон 6. Микрофон крепится в насадке 4 с помощью элемента, выполненного из шумопоглощающего материала. Такое исполнение устройства позволяет создать высокую помехозащищенность от посторонних шумов, идущих от других механизмов и инстру55 ментов, и повысить точность оценки состояния режущих инструментов.

На фиг. 3 изображено изменение сигналов во времени при изменившем3 1196 ся состоянии одного из. инструментов.

Во время резания диски 1-3 излучают в трубчатые звуководы 5 насадки 4 акустические сигналы L<- l>, каждый из которых соответствует одному из режущих инструментов. В полости насадки 4 акустические сигналы перекрываясь, образуют суммарный акустический сигнал который преобразуется с помощью мик- 10 рофона 6 в суммарный электрический сигнал L . В момент времени произошел скол на одном из инструментов. Это вызывает резкое увеличение акустического сигнала L, соответствующего этому инструменту, на величину а С„= 10-15 дВ. При этом суммарный акустический сигнал . изменяется только на величину

h L 0,5-1 дБ, которую .трудно зафиксировать. Так как диски 1-3

736 4 усилили акустические сигналы на разных частотах, разделение суммарного электрического сигнала, с помощью полосовых фильтров на электрические сигналы L,- L>, каждый из которых соответствует одному из трех режущих инструментов, позволяет получить разницу а L„ 8-13 дБ.

Если сигналы L,- L> соответствуют инструментам 19-21, то при таком увеличении сигнала bL, пороговое

1 устройство 15 выдает сигнал о критическом состоянии инструмента 19, .система ЧПУ 18 вырабатывает команду на замену инструмента 19.

Использование устройства позволит ,назначать более интенсивные режимы резания, избежать аварий и брака, связанных с поломкой и неконтролируемым износом инструмента.

1196736

4L

L(ВНИИПИ Закаэ 7557/41 Тираж 896 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужтород, ул.Проектная, 4