Способ контроля степени затупления режущего инструмента и устройство для его осуществления

Способ контроля степени затупления режущего инструмента и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 771509 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 281077 (21) 2539367/25-28 с присоединением заявки ¹ 2539366 (23) Приоритет (51)М. Кл.з

G 01 N 3/58

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 151080, Бюллетень ¹ 38 (5З) УДК620. 078. . 169 (088. 8) Дата опубликования описания 181080 (72) Авторы изобретения

С.A. Гантман, И.P. Добровинский, А.И. Борохович, О.В. Егорова и В.И. Симакин (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ ЗАТУПЛЕНИЯ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля степени затупления режущего инструмента. 5

Известен способ контроля степени затупления режущего инструмента на станке, основанный на измерении отношения электрических напряжений, соответствующих высокочастотной и низкочастотной составляющим вибраций станка и инструмента P1).

Однако такой способ имеет невысокую точность из-за наличия суммарных. вибраций станка и режущего инструмен-15 та.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Это достигается тем, что в описываемом способе измеряют электрические20 напряжения, соответствующие высокочастотной и низкочастотной составляющим вибраций станка при отсутствии процесса резания, детектируют, запоминают и компенсируют эти напряжения постоянным напряжением смещения.

И все перечисленные операции по измерению электрических напряжений, соответствующих высокочастотной и низкочастотной составляющим вибрации,режущего инструмента, повторяют во вре мя процесса резания детали, а о степени затулления режущего инструмента судят по величине полученного отноше.ния.

Предлагаемый способ отличается от известного способа контроля степени затупления режущего. инструмента станка тем, что исключает электрические напряжения, соответствующие низкочастотной и высокочастотной .составляющим вибрации станка.

Такой способ может быть осуществлен устройством новой конструкции, содержащим последовательно соединенные датчик вибрации, усилитель, йнтегратор, выход которого подключен к одному из входов компаратора, два параллельных канала оценки величины напряжения, каждый из которых содержит электрический фильтр, детектор и компаратор f21.

Отличие устройства, позволяющего осуществить описываемый способ, состоит в том, что оно снабжено регулируемым источником напряжения смещения, двумя делителями напряжения, двухпозиционным ключом, двумя переключателями, триггером, блоком управ771509 ления, генератором импульсов, ключом, счетчиком, блоком цифрового отсчета и двумя дешифраторами.

При этом источник напряжения смещения подключен через делители напряжения к входам детекторов двумя переключателями, включаемыми в одном положении между выходами детекторов, входом интегратора и вторым входом компаратора, и в другом — с входом первого переключателя через двухпозицион- о ный ключ, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, который подключен к входу источника напряжения смещения, а вход второго переключателя подключен к выходу первого детектора, выход блока управле- 5 ния подсоединен к интегратору и установочному входу триггера, сбросовый вход которого подключен к выходу компаратора, а выход триггера подсоединен к одному из входов ключа, Щ второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход ключа подсоединен к счетчику, связанному с блоком цифрового отсчета и двумя дешифраторами.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 вибраций, усилитель 2, интегратор 3, выход которого подключен к одному из входов компаратора 4, два параллельных канала оценки величины напря>кения, каждый из которых содержит соответственно электрический фильтр 5 и 6, детектор

7 и 8 и компаратор 4.

Устройство снабжено регулируемым источником 9 напряжения смещения, двумя делителями 10 и 11 напряжения, двухпозиционным ключом 12, двумя переключателями 13 и 14, триггером 15, блока>"> 16 управления, генератором 17 импульсов, ключом 18, счетчиком 19, блоком 20 цифрового отсчета„ двумя дешифраторами 21 и 22, при этом источник 9 напряжения смещения подключен через делители 10, 11 напря>кения к входам детекторов 7, 8,два переключателя 13, 14, включаемые в одном положении между выходами детекторов 7, 8, входом интегратора 3 и вторым входом компаратора 4 и в другом — с входом первого переключателя 13 через двухпозиционный ключ 12, управляющий вход которого подключен к выходу блока 16 управления, соединен с выходом источника 9 напряжения смещения, а вход второго переключателя 14 подключен к выходу первого детектора 7, выход блока 16 управления подсоединен к интегратору 3 и установочному входу триггера 15, сбросовый вход которого подсоединен к одному из входов двухпозиционного ключа 12, второй вход которого соединен с выходом генератора 17 импульсов, выход ключа

12 подсоединен к счетчику 19, связанному с блоком 20 цифрового отсчета и двумя дешифраторами 21, 22.

При включении станка без процесса резания датчик 1 замеряет вибрацию станка. При этом переключатели 13 и 14 включаются во второе положение.

На вход интегратора 3 и двухпозиционный ключ 12 подается постоянное напряжение источника 9 по сигналам от блока управления 16. При интегрировании постоянного напряжения на выходе интегратора 3 получается пилообразное напряжение, которое растет до момента его равенства порогу, задаваемому на втором входе ко.. паратора 4.

Это напряжение определяется низкочастотной составляющей вибрации станка, снимаемого через переключатель 14 с выхода детектора 7, интервалом времени между старт-импульсом, вырабатываемым блоком управления 16 на взведение триггера 15 и включение двухпозиционного ключа 12, и стопимпульсом с выхода компаратора 4 при равенстве напряжений с выхода интегратора 3 и напряжения низкочастотного детектора 7, равно Uf„ .

Действительно: х

Uо н рС - <> рс х о о где U о — постоянное напряжение, подаваемое на вход интегратора с источника смещения, RC — постоянная времени интегратора, t< — время интегрирования, RC откуда t „= 01„

"о т.е. пропорционально 01„, Заполняя интервал t импульсов с выхода генератора 17, получим цифровой эквивалент 0 „ на счетчике 19, который отражает вибрацию станка.

Если величина вибрации станка больше заданной величины, тогда срабатывает дешифратор 22, указывающий на необходимость усиления жесткости станка,. После этого делителем напряжения 10 компенсируют низкочастотную составляющую напряжения на выходе детектора 7 до получения нуля на счетчике 19.

Затем ставят переключатель 14 в первое положение, и на второй вход компаратора 4 подается напряжение высокочастотной составляющей с выхода детектора 8.

Делителем 11 компенсируют напряжение с выхода детектора 8 до нулевых показаний счетчика 19, что говорит о компенсации вибраций станка.

В процессе резания низкочастотная и высокочастотная составляющие вибраций соответствуют только вибрации режущего инструмента.

При этом переключатели 13 и 14 ставятся в первые положения, а напря771509 жение с выхода детектора 7 — Uf интегрируются до момента его равенства напряжению О» с выхода детектора 8.

Uf = — f Uf d f = — - .ъ.

1 " Uf в RCg " RC

Откуда интервал времени t„ пропорционален отношению

RCUfL

0 »f, На этот интервал времени t„ между старт- и стоп-импульсами взводится триггер 15 и открывается ключ 12.

Число импульсов, прошедших через ключ 12 с генератора 17 на счетчик

19, будет цифровым эквивалентом отноUf шения напряжений — Р,по которому

0» > можно судить о степени затупления режущего инструмента.

Когда это отношение превзоЙдет заданное число, дешифратор 21 подает импульс на отклонение станка для замены инструмента.

Преимуществом данного способа и устройства по сравнению с известным является значительное повышение точности контроля затупления режущего инструмента за счет исключения влияния вибраций станка.

Формула изобретения

1. Способ контроля степени затупления режущего инструмента на станке, заключающийся в том, что измеряют отношение электрических напряжений, соответствующих высокочастотной и низкочастотной составляющим вибраций станка и режущего инструмента, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют. электрические напряжения, соответствующие высокочастотной и низкочастотной составляющим вибраций станка при отсутствии процесса резания, детектируют, запоминают и компенсируют эти напряжения постоянным напряжением смещения, и все перечисленные операции по измерению электрических напряжений, соответствующих высокочастотИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ЧССР Р 137280, кл. 49а 36/03 (13236).

2. Патент США Р 3548648, кл. 73-104, 1970 (прототип).

50 ной и низкочастотной составляющим вибрации режущего инструмента, повторяют во время процесса резания, а о степени затупления режущего инструмента с. удят Йо величине полученного отношения.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее последовательно соединенные датчик, вибраций, усилитель, интегратор, выход которого подключен к одному из входов компаратора, два параллельных канала оценки величины напряжения, каждый из которых содержит электрический фильтр, детектор и компаратор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено ре1$ гулируемым источником напряжения смещения, двумя делителями напряжения, двухпозиционным ключом, двумя переключателями, триггерами, блоком управления, генератором импульсов, клюgp чом, счетчиком, блоком цифрового отсчета, двумя дешифраторами, при этом источник напряжения смещения подключен через делители напряжения к входам детекторов> два переключателя, включаемые в одном положении между выходами детекторов, входа интегратора и вторым входом компаратора, и в другом — c входом первого переключателя через двухпозиционный ключ,управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, соединен с входом источника напряжения смещения, а вход второго переключателя подключен к выходу первого детектора, выход блока управления подсоединен к инте- .

35 гратору и установочному входу триггера, сбросовый вход которого подключен к выходу компаратора, а выход триггера подсоединен к одному из входов ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход ключа подсоединен к счетчику, связанному с блоком цифрового отсчета и двумя дешифраторами.

771509

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6683/53

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Лопухин

Редактор Г. Нечаева Техред О. Легеза Корректор В. Синицкая