Устройство для контроля состояния режущего инструмента

Устройство для контроля состояния режущего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для определения износа и поломок режущего инструмента непосредственно в - ходе обработки деталей на станках. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения информации о поломке режущего инструмента. При уменьшении сигнала ниже минимального уровня при резании , последовавшем за его увеличение ем, можно определить поломку режущего инструмента при помощи введенных ком параторов 18, 20, дифференциатора 19, одновибратора 21, триггера 22 и конъюнктора 23. 1 ил.

СОЮЗ COSETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 2 99 А2 (q)) 4 В 23 В 25/06

БИЛ(i Г.-„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1079368 (21) 4220816/25-08 (22) 31.03. 87 (46) 30.09.88. Бюл.й 36 (71) Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт средств контроля электронной аппаратуры и изделий электронной техники (72) Б.И.Красильщиков, А.А.Климов, Н.И.Давыдов и М,В.Иоффе (53) 621 91(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1079368, кл. В 23 В 25/06, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для определения износа и поломок режущего инструмента непосредственно в ходе обработки деталей на станках.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения информации о поломке режущего инструмента. При уменьшении сигнала ниже минимального уровня при резании, последовавшем за его увеличени ем, можно определить поломку режущего инструмента при помощи введенных ком» параторов 18, 20, дифференциатора 19, одновибратора 21, триггера 22 и коньюнктора 23. 1 ил .

1426699

Изобретение относится к машиностроенйю и может быть использовано для определения износа и поломок режу щего инструмента непосредственно в ходе обработки деталей на станках, Цель изобретения - расширение фун,кциональных возможностей

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. 10

Устройство содержит преобразователь 1 вибраций, предварительный усилитель 2, полосовые фильтры 3 и 4, де текторы 5 и 6, блоки 7 и 8 деления, компараторы 9 и 10, интеграторы 11 15 и 12, усилитель-ограничитель 13, источник 14 опорного напряжения, аналоговый ключ 15, аналоговое запоминающее устройство 16, систему 17 управления станком, третий компаратор 18, 20 дифференциатор 19, четвертый компаратор 20, одновибратор 21, триггер 22 и конъюнктор 23.

Устройство работает следующим образом. 25 Сигнал виброакустической эмиссии (ВАЭ), излучаемый зоной резания, регистрируется преобразователем 1 вибрации, усиливается предварительным усилителем 2 и подается на параллель- 30 но включенные полосовые фильтры 3 и

4. Фильтр 3 выделяет низкочастотную составляющую спектра ВАЭ, а фильтр

4 - высокочастотную составляющую.

Увеличение износа инструмента при- 35 водит к перераспределению спектра

ВАЭ (высокочастотная часть возрастает). Поэтому для определения величины износа сигнал с фильтра 3 и 4 через детекторы 5 и 6 подается на вход бло- 40 ка 7 деления, сигнал на выходе кото-,рого соответствует величине износа инструмента.

Однако при обработке деталей сложной формы показания на выходе блока 7 45 деления будут различны в различных местах детали, вследствие влияния на спектр ВАЭ изменения скорости резания, геометрии среза и вариаций припуска, Кроме того, переход на новый диаметр при обработке ступенчатых деталей вызывает сравнительно длительный (несколько секунд) переходный процесс на выходе блока 7, обусловленный тем, что инструменту необходимо притереться к новому диаметру.

Поэтому для исключения влияния укаэанных факторов на точность измерения износа в устройство введен интегратор 12, который интегрирует сигналы на выходе блока 7 деления в течение всего времени обработки детали.

Таким образом, сигнал на выходе блока

12 представляет собой среднеинтегральное значение износа, а так как сигнал

ВАЭ стационарно случайный, то точность измерения параметров на его основе будет тем BMIIP.,÷åì больше время усреднения. Следовательно, сигнал на выходе интегратора 12 характеризует износ инструмента.

Для дальнейшего повышения точности устройства сигнал с выхода интегратора 12 подается на блок 8 деления, на второй вход которого подается напряжение с выхода интегратора 11, пропорциональное фактическому времени обработки каждой детали.

Измерение фактического времени обработки производится следующим образом. Высокочастотная часть. сигнала

ВАЭ (как менее зашумленная) подается через усилитель-ограничитель 13 на управляющий вход аналогового ключа

15 и открывает его на время протекания процесса резания, а так как интегратор ll заряжается постоянным напряжением, то напряжение на выходе интегратора 11 пропорционально време ни обработки.

Далее сигнал с выхода блока 8 деления представляет собой усредненное по времени значения износа, подается на вход компаратора 10 на другой вход которого подается напряжение с аналогового запоминающего устройства

16, в котором в режиме обучения запоминается среднее значение сигнала, соответствующее изношенному инструменту (в режиме обучения производится обработка изношенным инструментом).

В рабочем режиме компаратор 10 сравнивает значение износа после обработки очередной детали с запомненным и при их совпадении или превышении запомненного напряжения подается команда на систему ЧПУ для прекращения процесса и вызова оператора или на автоматическую смену инструмента.

В процессе резания возможны поломки инструмента, вызванные, например, посторонними включениями в обрабатываемую заготовку. Поломка инструмента сопровождается повышенной интенсивно стью ВАЭ с последующим ее спадом, который обусловлен укорачиванием режущей кромки инструмента, вследствие

В частных случаях, например при черновой обработке, характеризуемой резкими колебаниями припусков, в ка" честве сигнала повышенной нагрузки возможно использование сигнала с выхода первого компаратора 9.

Ф о р м у л а изобретения

Составитель А.Гришин

Техред А.Кравчук Корректор М.Васильева

Редактор Ю.Середа Заказ 4806/12 Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

14266 чего сигнал на выходе блока 7 деления резко увеличивается, а затем уменьшается. При увеличении сигнала на выхо-, де блока 7 деления срабатывает компа"

S ратор 9, устанавливающий триггер 22 в единичное состояние. При уменьшении сигнала на выходе блока 7 деления на выходе дифференциатора 19 формируется положительный сигнал, по величи- 1р не которого срабатывает четвертый компаратор 20, и на его выходе формируется единичный уровень. При поломке инструмента сигнал на входе третьего компаратора 18 уменьшается до уровня, 15 соответствующего минимальному уровню при резании и на его выходе формируется единичный сигнал. В этом случае на всех трех входах конъюнктора 23 присутствуют единичные уровни и с его 2п выхода в систему 17 управления станком подается команда на немедленный быстрый отвод инструмента из зоны обработки и остановку вращения шпинделя.

Если поломки инструмента не произо- 25 шло, а увеличение сигнала с выхода блока 7 деления было вызвано, например, автоколебаниями или наклепом, то уменьшение сигнала с выхода блока, 7 деления прекратится при уровне бо.-, 30 лее высоком, чем уровень срабатывания третьего компаратора 18. По прекраще» нию уменьшения сигнала на входе дифференциатора 19 на его выходе формируется нулевой сигнал, вызывающий выключение четвертого компаратора 20 и по спаду сигнала на его выходе одновибратор 21 формирует импульс, устанавливающий триггер 22 в нулевое состояние.

Таким образом, определение поломки режущего инструмента по уменьшению сигнала ниже минимального уровня при резании, последовавшему за его увели..чением, позволяет определять поломку режущего инструмента и исключить ложные остановки процесса резания для замены инструмента при появлении наклепа, автоколебаний и пр., при которых возможно случайное увличение интенсивности ВАЭ.

Устройство для контроля состояния режущего инструмента по авт.св.

9 1079368, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены третий компаратор и последовательно соединенные дифференциатор, четвертый компаратор, одновибратор, триггер, конъюнктор, причем входы третьего компаратора и дифференциатора соединены с выходом первого блока деления, второй и третий входы конъюнктора соединены с выходами третьего и четвертого компараторов соответственно, второй вход триггера соединен с выходом первого компаратора, а выход конъюнктора - с системой управления станком.