Устройство активного контроля состояния режущего инструмента

Устройство активного контроля состояния режущего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >771510 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 281077 (21) 2539370/18-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.10,80. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 181080 (51)М. Кл.з

G 01 и 3/58

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) У4К б20. 078. .1б9(088.8)

t (72) Авторы изобретения

И.P. Добровинский, А.С. Долгов, В.В. Марченко, Ю.Т. Медведик и В.И. Симакин (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

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

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство активного контроля режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные датчик вибраций, усилитель, интегратор, выход которого подключен к одному из входов компаратора, два параллельных канала оцен- ки величины напряжения, каждый из которых включает в себя фильтр, детектор и компаратор (11.

Однако у этого устройства невысокая надежность контроля состояния режущего инструмента.

Бель изобретения — повышение точности и надежности контроля.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено регулируемым источником напряжения смещения, двумя делителями напряжения, двухпози- 25 ционным ключом, двумя переключателями, двумя триггерами, блоком управления, генератором импульсов, ключом, счетчиком, блоком цифрового отсчета, тремя дешифраторами и выключателем, при этом источник напряжения смещения подключен через делители напряжения к входам детекторов, два переключателя в первом положении — между выходами детекторов, входом интегратора и вторым входом компаратора, а во втором положении переключателей вход первого переключателя через двухпозиционный ключ, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, подсоединен к входу источника напряжения смещения, вход второго переключателя во втором положении подключен к выходу первого детектора, а выход блока управления подсоединен к интегратору и установочному входу триггера, с6росовый вход которого подключен к выходу компаратора, а выход триггера подключен к одному из входов ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а вход ключа подсоединен к счетчику, связанному с блоком цифрового отсчета и двумя дешифраторами, выход блока управления через выключатель соединен со счетным входом дополнительного триггера, единичный и нулевой выходы которого подключены соответственно к первой и второй обмоткам первого переключа771510

«éRñc

Откуда х = U fq—

"о т.е. пропорционально Uf< .

Заполняя интервал t„ èìïульсами с выхода генератора 20, получается цифровой эквивалент Vfq на счетчике

20. Этот цифровой эквивалент отра>ка60 теля, а дополнительный дешифратор соединен с выходом счетчика.

На чертеже изображена блок-схема устройства активного контроля состояния режущего инструмента.

Ф

Устройство содержит последонательно соединенные датчик вибраций 1, уси литель 2, интегратор 3, выход которого подключен к одному из входов компаратора 4, два параллельных канала оценки величины напряжения, каждый иэ которых нключает н себя фильтр !О

5, 6, детектор 7, 8 и компаратор 4.

Устройство снабжено регулируемым источником напряжения смещения 9, двумя делителями напряжения 10, 11, двухпозиционным ключом 12, двумя переключателями 13, 14, двумя триггерами 15, 16, блоком упранления 17, генератором импульсон 18, ключом 19, счетчиком 20, блоком цифрового отсчета 21, тремя дешифраторами 22, 23, 24 и выключателем 25.

Устройство работает следующим образом.

Включается станок. Датчик 1 преобразует вибрацию станка в электрические колебания. Переключатели 13, 14 ставят но второе положение. На вход интегратора 3 через переключатель 13 и двухпозиционный ключ 12 подается постоянное напряжение смещения от источника 9 по сигналам от блока управ- 39 ления 17. Прй интегрировании постоянного напряжения на выходе интегратора 3 получается пилообразное напряже,ние. Напряжение пилы растет до момента его равенства порогу, задаваемому на втором входе компаратора 4. Это напряжение определяется низкочастотной составляющей спектра звукового излучения станка, снимаемого через переключатель 14 с выхода детектора

7. Инте>рвал времени между старт-импульсом, вырабатываемым блоком управления 17 на взведение триггера 16 и включение двухпозиционного ключа 12 и стоп-импульсом с выхода компаратора 4 при равенстве напряжений с вы- 5

45 хода интегратора и напряжения низкочастотного детектора 7 пропорционален Ufq .

Действительно, 1 Uo 50

Uf = /U dt

RC RC о где U о — постоянное напряжение, подаваемое на вход интегратора с выхода источника смещения, RC — постоянная времени интегра55 тора;

t — время интегрирования. ет вибрацию станка. Если неличина вибрации станка больше заданной величины, тогда срабатывает дешифратор

22, который указаынает на необходимость повышения жесткости крепления станка. Далее делителем напряжения

10 компенсируют низкочастотную составляющую напряжения на выходе детектора 7 до получения нуля на счетчике 20. Затем ставят переключатель

14 в первое положение, после чего на второй вход компаратора 4 подается напряжение высокочастотной составляющей с выхода детектора 8. Делителем 13 компенсируют напряжение с выхода детектора 8,. при котором в счетчике 20 будут нулевые показания, указынающие на исключение из измерений вибраций станка. При работе режущего инструмента низкочастотная и высокочастотная составляющие с выхода датчика соответствуют только вибрациям режущего инструмента. Отношение напряжений этих состанляющих измеряется антоматически и выдается в цифровом коде. Переключатели 13 и 14 стоят в первом положении. Напряжение с выхода детектора 7 интегрируется до момента его равенства напряжению с выхода детектора 8:

Ufu

Uf = Uf dt

 — RC 4 ". — RC

RCUfH откуда >- = н х= Uf т.е. пропорционален отношению

>>

На этот интервал времени tg между ст >арт- и стоп-импульсами вводится триггер 16 и открывается ключ 19. Поэтому число импульсов, пришедших через ключ 19 с генератора импульсов

18 на счетчик 20 будет цифровым эквивалентом отношения напряжений — регистрируемого блоком цифровоО в

Uf)< го отсчета 21, по которому можно су.— дить, н частности, о степени затуплЬния режущего инструмента, его частичной поломки и т.д. Когда это отношение превзойдет определенное число, дешифратор 24 подает импульс на отключение станка.

Для перевода схемы в режим определения поломки режущего инструмента включается выключатель 25. По сигналам блока управления триггер 15 периодически переводит устройство из режима контроля измерений высокочастотных нибраций в режим контроля холостого хода. Так как напряжение вибраций холостого хода скомпенсиронано, то при поломке инструмента исчезает высокочастотная составляющая вибраций. Поэтому дешифратор 25 является схемой сонпадения нулевых значений показаний счетчика 20.

Основным преимуществом изобретения является повышение точности и на771510

1. Патент США 9 3548648, кл. 73-104, 1970 (прототип) Составитель В. Лопухин

Редактор Г. Нечаева Техред О. Легеза Корректор М. Шароши

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 дежности контроля состояния режущего инструмента. Оно дает воэможность ликвидировать один иэ основных источников брака изделий машиностроения и уменьшает объем послеоперационного контроля.

Формула изобретения

Устройство активного контроля состояния режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные датчик вибраций, усилитель, интегратор, выход которого подключен к одному из входов компаратора, два параллельных канала оценки величины напряжения, каждый из которых включает в себя фильтр, детектор и компаратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 15 с целью повышения точности и надежности контроля, оно снабжено регулируемым источником напряжения смещения, двумя делителями напряжения, двухпоэиционным ключом, двумя переклю-Щ чателями, двумя триггерами, блоком управления, генератором импульсов, ключом, счетчиком, блоком цифрового отсчета, тремя дешифраторами и выключателем, при этом источник напряжения смещения подключен через делители напряжения к входам детекторов, два переключателя включены в первом положении — между выходом детекторов, входом интегратора и вторым входом компаратора, а во втором положении переключателей вход первого переключателя через двухпоэиционный ключ, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, подсоединен к входу источника напряжения смещения, вход второго переключателя во втором положении подключен к выходу первого детектора, а выход блока управления подсоединен к интегратору и установочному входу триггера, сбросовый вход которого подключен к выходу компаратора, а выход триггера подключен к одному иэ входов ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход ключа подсоединен к счетчику, связанному с блоком цифрового отсчета и двумя дешифраторами, выход блока управления через выключатель соединен со счетным входом дополнительного триггера, единичный и нулевой выходы которого подключены соответственно к первой и второй обмоткам первого переключателя, а дополнительный дешифратор соединен с выходом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе