Устройство для контроля температуры резания

Устройство для контроля температуры резания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 В 23 В 25 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3995044/31-08 (22) 26.12.85 (46) 15.01.88. Бюл. Ф 2 (71) Севастопольский приборостроительный институт и Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС .(72) В.А. Тараненко и И.М. Резник (53) 621.91.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1154072, кл. В 23 Q 11/04, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗАНИЯ . (57) Изобретение относится к области. станкостроения, в частности к устройствам для контроля температуры резания, и может быть использовано для косвенного контроля нагрузки на инструментах, например, в токарных, расточных, фрезерных станках. Цель изобретения - повышение точности контроля температуры за счет учета коэффициента излучательной способности поверхности заготовки при нагреве.

Введенные в устройство первый и второй функциональные преобразователи и блок деления осуществляют итерационный процесс определения темпе ратуры. На выходе устройства установлен пороговый элемент, срабатывающий при перегрузках. 1 ил.

1366302

Изобретение относится к станко" строению и может быть использовано для косвенного контроля нагрузки на инструментах, например, в токарных, расточных, фрезерных станках.

Цель изобретения — повышение точности контроля температуры за счет учета коэффициента излучательной способности поверхности заготовки при 10 нагреве.

На чертеже схематически изображено устройство.

Устройство для контроля температуры резания при обработке детали 1 15 резцом 2, закрепленным в резцедержателе 3, содержит кронштейн 4, на котором с возможностью вращения в горизонтальной плоскости установлена фокусирующая оптическая головка 5, со- 20 единенная световодом 6 с фотоэлектрическим датчиком 7. К выходу фотоэлектрического датчика 7 подключен блок

8 деления, первый функциональный преобразователь 9, Один из выходов первого функционального преобразователя

9 через второй функциональный преобразователь 10 соединен со вторым входом блока 8 деления. Второй выход первого функционального преобразова- 30 теля 9 подключен к блоку 11 дифференцирования, блоку 12 умножения и далее .к пороговому элементу 13.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом обработки подводят резцедержатель 3 с резцом 2 и кронштейном 4, на котором укреплена фокусирующая оптическая головка 5, к детали 1. Фокусирующую оптическую голов- 40 ку 5 наводят на определенную точку зоны резания перед резцом 2 и фиксируют на кронштейне 4. Диапазон длин волн работы оптической головки 5 выбирают таким образом, чтобы MHHHMH зировать поглощение инфракрасного излучения атмосферой, например 0 65

2,19, 3,9 мкм. Зеркальный объектив оптической головки 5 позволяет снимать инфракрасное излучение с площади до 1 мм .

Нагрев детали 1 во время обработки ведет к изменению коэффициента излучательной способности ее поверхности, который зависит от температуры. Энергия инфракрасного излучения, воспринимаемая фокусируняцей головкой

5, определяется выражением

Ею f айаг(Трез ) Е о(Трез ) э где K (Т в1) — зависящий от температуры резания Тре коэффициент иэлучательной способности ее поверхности, Е,(Т е, — энергия излучения абсолютно черного тела при температуре резания.

Выходное напряжение U e „ датчика

7 благодаря линейной обратной связи оптрона пропорционально измеряемому фототоку, т.е. тепловому излучению зоны резания.

Неопределенность коэффициента с излучательной способности поверхности заготовки, который по величине всегда меньше 1, ведет к тому, что фотоэлектрический датчик 7, который градуируется по модели абсолютно черного тела, измеряют температуру резания меньше действительной на несколько десятков градусов.

Сигнал с выхода датчика 7, пропорциональный температуре зоны резания, поступает на вход блока деления 8, в котором делится на поступающий на второй вход блока 8 деления выходной сигнал второго функционального преобразователя 10. Выходной сигнал второго функционального преобразователя

10 связан с его входным сигналом зависимостью, соответствующей f „(Т, ).

Эта зависимость определяется предварительно и уточняется экспериментально применительно к радиационным свойствам марок обрабатываемых заготовок.

Эту зависимость реализует преобразователь 10.

Выходной сигнал блока 8 деления поступает на вход первого функционального преобразователя 9, где преобразуется в соответствии с градуировочной характеристикой датчика 7 непосредственно в сигнал Ч(Т д ), пропорциональный истинной темйературе резания Тре, с учетом неопределенности коэффициента Е „ излучательной способности поверхности детали 1.

Блоки 8-10 осуществляют итерационный процесс определения температуры, поскольку сигнал с выхода датчика

7, характеризующий Тре меньше истинной, так как неизвестно Е, поступает на вход блока 8 деления. В блоке 8 этот сигнал делится на сигнал, характеризующий E, — ориентировочный, а с выхода блока 8 подается

1366302 услбвия отстройки от максимального значения в нормальных режимах резания. После срабатывания элемента 13 прекращается подача инструмента. ках инструмента уровень сигнала

ЭЧ(Т )

V(T ) —.— -- - - скачком превыРез Яг шает порог срабатывания порогового элемента 13, который выбирается из

Составитель А. Семенова

Техред Л.Сердюкова

Корректор А. Ильин

Редактор Н. Горват

Заказ 6732/12 Тираж 879

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на вход первого функционального преобразователя 9. В соответствии с гра- дуировочной характеристикой датчика

7 и с выхода первого преобразователя

9 вновь поступает на вход второго преобразователя 10, реализующего зависимость Е, (Тр, ), т.е. сигнал с выхода датчика 7, характеризующий температуру меньше истинной,.итерационно приближается к сигналу, характеризующему истинную температуру резания.

На выходе блока 11 дифференцирования напряжение пропорционально про- 15

Э V(+сез ) изводной ††-- — — градиенту тема7 пературы. На вход блока 12 умножения поступают сигналы с выхода первого функционального преобразователя (Т g3 ) и с блока 1 1 Э Ч(Трg3 )д t.

Сигнал на выходе блока 12 умножения пропорционален произведению

3V(T q ) 25

V(T ) — — - - - . При перегрузре p g

Формула изобретения

Устройство для контроля температу-, ры резания, содержащее фокусирующую оптическую головку, установленную с возможностью вращения на кронштейне, жестко закрепленном в резцедержателе, подключенный к оптической головке, фотоэлектрический датчик, последовательно соединенные блок дифференцирования, блок умножения и пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство между фотоэлектрическим датчиком и,блоком дифференцирования введены соединенные последовательно блок деления и первый функциональный преобразователь и второй функциональный преобразователь, вход которого связан с выходом первого функционального преобразователя, а выход — с вторым входом блока деления, при этом второй вход блока умножения связан с выходом первого функционального преобразователя..