Устройство прогнозирования состояния режущего инструмента

Устройство прогнозирования состояния режущего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И--С- А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналнстнмеских

Республик

{tl) 60 3505

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22} Заявлено28.12.76 (21} 2434628/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.04.78.Бюллетень № 15 (45} Дата опубликования опнсаниМ01.04.78;

Д (51) М. Кл.

В 23 В 49/00 СГ 01 и 19/02

Государственный комитет

Совета Мнннстров СССР оо делам нэобретеннй н открытнй (53) УДК 621.9.08 (088.8 } (72) Авторы изобретения

В. Л. Заковоротный, Г, Г. Плачнюк, А. А. Ерофеев, В. Б. Сачко и В. П. Заярский (71) Заявитель

Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (54) УСТРОЙСТВО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к активному контролю и управлению процессом резания на обрабатываюших станках и может быть использвено, например, на автоматических линиях и станках с программным управлением, где обработка ведется на различных режимах резания, Известно устройство для измерения износа режущего инструмента и предупреждения его от поломки, содержашее датчик звуковог(щ шума, фильтр выделения сигнала, усилитель, сравниваюшее и .исполнительное устройство

f1(.

Недостатком данного устройства являются широкая полоса пропускания фильтра и отсут- 11 ствие учета режима резания при определении степени износа инструмента, . Наиболее близким по техническому сушест ву и достигаемому результату к изобретению является устройство прогнозирования состо- gQ яния режущего инструмента, содержащее пре- образователь вибраций, подключенный к нему предварительный усилитель, два измерительных канала, подключенные к выходу предварительного усилителя, каждый иэ которых вклю-Р чает последовательно соединенные полосовой фильтр и усилитель-преобразователь, сумматор, входами соединенный с усилителями-преобразователями, последовательно соединенные интегратор, подключенный входом к выходу сумматора, и индикатор:- износа 2 .

Недостатком известного устройства является то, что точность известного устройства значительно зависит от различных мешаюших факторов, таких как неравномерность припуска, 1.:однородность обрабатываемых материалов, вариации режимов обработки. Известное уст ройство не позволяет также учитывать циклические нагрузки, приводящие к усталостному ра зрушению.

Для повышения точности измерении предлагаемое устройство снабжено п-2 измерительными каналами, состоящими из последовательно соединенных полосового фильтра и усилителя--преобразователя; масштабными усилителями-преобразователями по числу каналов, подключенными к выходам полосовых фильтров; схемой совпадения входами соединенной с выходами масштабных усилителей преобразователей, а выходами — с управляющими входами

603505

3 усилителей-преобразователей; блоком регулирования скорости интегрирования, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к управляющему входу интегратора последователь но соединенными между собой моделирующим блоком схемой сравнения, второй вход которой подключен к выходу интегpRT0pa a регасТраТором ресурса работы инструмента, а усилителипреобраэователи во всех каналах выполнены управляемыми. !0

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства.

Оно состоит из преобразователя 1 вибрации предварительного усилителя 2, совокупности активных полосовых фильтров 3, управ» ляемых усилителей-преобразователей 4, масштабных усилителей - преобразователей 5, схемы 6 совпадений, сумматора 7, интегратора 8, блока 9 изменения скорости интегрирования, регистратор -10износа,моделирующего блока 11, схемы 12 сравнения, регистратора 13 ресурса работы инструмента.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение от преобразователя 1 вибраций поступает на вход предварительного уси- 5 лителя 2, затем на вход параллельно соединенных активных полосовых фильтров 3, избирающих частоты упругой системы суппортной группы станка. Напряжение с выходов фильтров 3 подается на вход управляемых 30 усилителей «преобразователей 4, имеющих переменный коэффициент усиления.

Одновременно с усилением переменный сигнал преобразуется в постоянный. Таким образом, на sxole сумматора 7 сигналы про- З> порциональны амплитудам циклических сил; преобразованным ynpyroO системой станка.

Если переменные силы имеют разрывы, приводящйе к импульсным воздействиям на инструмент, что говорит о скачкообразном из- ®0 менении can резания,в спектре вибраций присутствуют все частоты, «оторые имеет упругая система суппортной группы станка. Импульсные же воздействия приводят к образо(ванию существенных циклических напряжений . в инструменте, в результате циклические напряжения, эквивалентные им, имеют значительно большие значения, чем в случае монотонно изменяющихся can. В связи с этим ,0 в устройстве, предусмотрена автоматическая перестройка коэффициентов усиления усилите лей-преобразователей 4 цри условии, если . на всех каналах появляются частотные составляющие. Это достигается тем, что с выхо- да фильтров 3 через масштабные усилители 5 напряжение подается на схему 6 совпадения, Выход же схемы 6 совпадения соединяется с управляющими входами усилителей-пре. обраэователей 4, чем обеспечивается пере« стройка их коэффициента усиления, Таким об

: разом, на выходе сумматора 7 наблюдается напряжение, эквивалентное текущим циклическим напряжениям s режущем клине с учетом возможных импульсных воздействий íà инск румент, Выход сумматора 7 соединен с интегратором 8, что обеспечивает моделирование накопления усталостных дефектов so времени. Однако, так как интенсивность образования усталостных дефектов зависит от теку, щего значения циклических напряжений, скорость интегрирования в интеграторе 8 переменна и определяется уровнем напряжения на входе, Для этого блок регулирования скорости интегрирования 9 соединяется с выходом сумматора 7.

Устройство имеет два выхода. Первый выход регистратора 10 показывает текущее значение потенциально возможных дефектов, erne не вызвавших разрушение инструмента.

Второй выход регистратора 13 после сравнения в схеме 12 с критическим значением на копленных дефектов (пределом усталости), смоделированных блоком 11 в виде аналогового напряжения, дает оставшийся ресурс работы инструмента. Таким образом, устрой ство позволяет прогнозировать момент усталостного разрушения инструмента при установившихся в процессе резания циклических напряжений в режущем инструменте и значительно уменьшить влияние на точность измерения периодически повторяющихся мешающих факторов. формула из об ретения

Устройство прогнозирования состояния режущего инструмента, содержащее преобразова тель вибраций, подключенный к нему предварительный усилитель, два измерительных канала, подключенные .к выходу предварительного усилителя, каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр и усилитель-преобразователь, сумматор, входамн соединенный с усилителями-преобразователями, последовательно соединенные интегратор, подключенный входом к выходу сумматора, и индикатор износа, о т л и ч аю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительно и-2 измерительными каналами, состоящими иэ последовательно соединенных полосового фильтра и усилителя-преобразователя; масштабными усилителями-преобразователями по числу каналов, подключенными к выходам полосовых фильтров;схемой совцадения, входами соединенной с выходами масштабных усилителей-преобразователей,а выходами -с управляющими входами усилителей-преобразователей; блоком регулирования скорости интегрирования, вход которого подключен к выходу сумматора,а выход — к управляющему входу ннтегратора1 последовательно соединенными между собой

603505

Составитель 10, Петровский

РедактоР Т, Шагова ТехРед 3. фанта. Корректор А. Лакнда

Заказ 1974/14 Тираж 1263 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 моделирующим блоком, скемой сравнения, второй вход которой подключен к выходу интегратора, и регистратором ресурса работы инструмента, а усилители-преобразователи во всех каналах выполнены управляемыми.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе:.

1. Авторское свидетельство СССР

% 312686, кл. В 23 В 49/00, 1970.

2. Уэллер н др. "Определение износа инструмента по уровню звука при токарной обработке .-"Конструирование и технология машиностроения, 1969, ¹ 3.