Устройство для контроля выходных параметров процесса резания

Устройство для контроля выходных параметров процесса резания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И : А Н И Е ()921689

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социапистичесиих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 290980 (21) 2993601/25-08 (5 g ) Я. Кд. с присоединением заявки №

В 23 В 25/06

Государствеииый комитет (23) П риоритет

Опубликовано 230482 Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 23.0482

II0 делам иааоретеиий и открытий (53) УДК 621.9. .62.52(088.8) В.Н.Подураев, А,А.Барзов, Н.Д.Голдобин, А.Ю.Кулагин, С.А.Тарараксин, А.А.Тутнов, И.А.Тутнов, А.А.Фетченко и Г.В.Яковлев

I !

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьско Революции . и ордена Трудового Красного Знамени высшее тЪФтттчеакс®,, училище им. Н.Э.Баумана (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЫХОДНЫХ

ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ

Изобретение относится к измерению и контролю износа режущих инстру-, ментов и формированию качества поверхностного слоя обрабатываемой заготовки и может быть применено для

5 автоматического управления процессом резания на обрабатывающих станках.

Известно устройство для определения износа инструмента в процессе резания по анализу спектра его вибра1О. ций, которое снабжено датчиком вибраций типа акселерометра, установленного на режущем инструменте, усилительными, фильтрующими, детектирующими и пороговыми элементами, при этом датчик вибраций через усилитель с регулируемым коэффициентом соединен с двумя избирательными фильтрами, настроенными на собственные частоты изгибных колебаний соответственно неизношенного и изношенного инструмента, а выходы фильтров через детектирующие и сглаживающие элементы включены на сумматоре встречно, причем выход сумматора соединен с параллельными пороговыми элементами, настроенными на срабатывание от сигналов различного уровня О1.

Данное устройство имеет существенный недостаток, так как может измерять параметры только колебаний (вибраций), которые характеризуются периодическим макропереносом массы объекта и не может изменять параметры сигналов акустической эмиссии, т.е. волн напряжений (ВН), генерируемый в зоне резания и несущих информацию об энергоемкости процессов их порождающих. Таким образом ВН несут однозначную информацию о формировании выходных параметров в процессе обработки, поэтому, не проводя трудоемких стойкостных испытаний и измерений параметров качества поверхностного слоя, осуществляется оптимизация процесса резания.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для из3 92168 мерения акустической эмиссии, которое можно использовать для контроля выходных параметров процесса резания.

Оно содержит последовательно соединенные приемный электроакустический преобразователь, предварительный усилитель, полосовой фильтр, основной усилитель с детектором и блок регистрации сигнала ВН 521.

Недостатком известного устройства 10 является то, что оно не позволяет проводить автоматический анализ и обработку информации об уровне сигнала ВН и времени его изменения, что приводит к недостаточной точности 1 контроля выходных параметров процесса резания.

Цель изобретения — повышение. точности контроля выходных параметров

20 процесса резания..

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено ус.редняющим фильтром низких частот, тремя дискриминаторами-формирователями, одновибратором, блоком сравнения, триггером и блоком сигнализации, при этом усредняющий фильтр низких частот включен менщу выходом основного усилителя и входами блока ре30 гистрации и трех дискриминаторов-формирователей, а выход первого дискри; минатора-формирователя соединен с одним из входов блока сравнения, ко второму входу которого через одновибратор, подключен выход второго дискриминатора-формирователя, причем выход блока сравнения через триггер и выход третьего дискриминатора-формирователя непосредственно подключены ко входам блока сигнализации.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — возможные формы изменения сигналов амплитуды

ВН в зависимости от уровня выходных параметров °

Устройство для контроля выходных параметров процесса резания содержит последовательно соединенные приемный электроакустический преобразователь широкополостный предварительный усилитель 2, полосовой фильтр 3, рассчитанный для работы в полосах частот: 30 кГц — 400 кГц, 400-700 кГц, 1200-3000 кГц, основной усилитель с детектором 4, усредняющий фильтр м низких частот, регистрирующий блок 6 типа самопишущего прибора Н-327 и три дискриминатора-формирователя 7, 9 4

8, 9 с регулируемыми порогами дискриминации, а также одновибратор 10 с регулируемым временем срабатывания, блок l1 сравнения, триггер 12 и блок

13 сигнализации.

Устройство работает следующим образом.

Электрические сигналы с электроакустического преобразователя 1, установленного на режущем инструменте, детали или другом элементе системы

СПИД вблизи зоны обработки поступают на вход широкополостного преобразовательного усилителя 2, затем на вход полосового фильтра 3, на котором устанавливается наиболее информативная для контролируемого процесса полоса частот, выбираемая экспериментально.

Затем сигнал поступает на вход основного усилителя с детектором 4 с регулируемым коэффициентом усиления и далее на вход усредняющего фильтра 5 низких частот, который позволяет устранить аномальные импульсы ВН„возникающие в результате случайных процессов, характерных для стружкообразования, и получить огибающую регистрируемого сигнала. Это дает возможность после усредняющего фильтра 5 использовать относительно инерционную регистрирующую аппаратуру 6,например, самописец Н-327 и непосредственно контролировать кинетику формирования выходных параметров в процессе резания, а также исключить возможность ложного срабатывания системы автоматического контроля и с помощью регистрирующего блока 6 более точно ее настроить. С выхода усредняющего фильтра 5 сигнал поступает также на входы трех дискриминаторов-формирователей 7,8,9 с регулируемыми порогами дискриминации. Дискриминатор 7 пропускает электрические сигналы, превышающие заданный уровень Дц (фиг. 2), который выбирается из условия исключения побочных шумов генерируемых системой СПИД и самим прибором, и срабатывает в точке Б, подав сигнал.в блок 11 сравнения, как бы включая всю схему автоматической обработки сигнала. Дискриминатор 8 пропускает электрические сигналы, превышаюшие заданный уровень w+ (Фиг. 2) и далее через одновибратор 10 подает импульсы в блок ll сравнения, который включает триггер l2 в режим "Да"„ при этом блок 13 сигнализации покаS 921б8 зывает на то, что идет нормальный процесс резания. Одновибратор 10 настроен на определенное время срабатывания t p, которое выбирается из условия 5

1,0 Со с t p (1,5 йо (1) где 1 — минимальное время, за которое сигнал изменяет свою величину между уровнями дискриминации Д4 и Д при выходе инструмента из зоны обра- 1о ботки. На фиг. 2 время to схематично показано отрезком ДЕ.

При резании, когда инструмент периодически выходит из зоны обработки, сигнал ВН во время холостого хода па- )s дает до уровня шумов (фиг. 2, кривая

1) и пересекает уровень дискриминации Дм в точке Г, а уровень дискриминации Д вЂ” в точке Е. При этом выдерживается условие (1) и одновибра- 2о ,тор 10 с помощью блока 11 сравнения исключает срабатывание дискриминатора 8 при уровне дискриминации Дн.

Сигнал, дойдя до уровня дискриминации Д с помощью дискриминатора 7, 2s отключает схему автоматической обработки сигнала.

30 формула изобретения

Устройство для контроля выходных параметров процесса резания, содержащее последовательно соединенные приемный электроакустический преобразователь, предварительный усилитель, полосовой фильтр, основной усилитель с детектором и блок регистрации сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено усредняющим фильтром низких частот, тремя дискриминаторами- формирователями, одновибратором, блоком сравнения, триггером и блоком сигнализации, при этом усредняющий фильтр низких частот включен между выходом основного усилителя и входами блока регистрации и трех дискриминаторов-формирователей, а выход первого дискриминатора-формирователя соединен с одним из входов блока сравнения, ко второму входу кото.— рого через одновибратор подключен выход второго дискриминатора-формирователя, причем выход блока сравнения через триггер подключен ко входу блока сигнализации, к второму входу кото8 случае аномального уменьшения сигнала ВН (фиг. 2, кривая 2), связанного с выходом контролируемого параметра за пределы допуска, например, появление прижогов при шлифовании, время изменения сигнала между уровнями дискриминации Д и Д становится больше времени и (фиг. 2, отрезок ИК, ИК» ДЕ). При этом срабатывает дискриминатор Д„, и подает импульс на блок сравнения 11, триг-, гер 12, включается в режим "Нет", срабатывает блок 13 сигнализации, указывающий на выход контролируемого параметра за пределы допуска.

В случае аномального увеличения сигнала ВН (фиг. 2, кривая 3), связанного с выходом контролируемого параметра за пределы. допуска, например, износ режущего инструмента (фиг. 1), происходит срабатывание дискриминатора 9, который пропускает электрические сигналы только ниже указанного уровня дискриминации, Д и включает блок 13 сигнализации, который указывает на вход контролируемого параметра за пределы допуска.

Уровни порогов дискриминации До, Д„, Д дискриминаторов-формировате35

4О

s0

9 6 лей 7, 8, 9, а также время срабатывания одновибратора 10 выбираются эмпирически в результате тарировочных экспериментов.

В качестве параметра сигналов ВН в данном уровне выбрана амплитуда волн напряжений.

Таким образом, данное устройство для контроля выходных параметров процесса резания может осуществлять автоматический контроль износа режущего инструмента и характеристик качества обрабатываемого поверхностного слоя не прерывая обработки,что существенно увеличивает точность контроля по сравнению с известными устройствами. Кроме того, совместно с системой автоматического адаптивного управления станком, данное устройство позволяет осуществить процесс резания материалов при определенной его энергоемкости, которая является наиболее общим критерием оценки совокупности доминирующих процессов в зоне формообразования и впрямую отражает формирование выходных параметров механической обработки.

921689 8

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 484939, кл. В 23 В 25/06, 1974 °

2. Авторское свидетельство СССР

8 544907, кл . В 23 В 25/06, 1975.

Составитель Ф.Майоров

Редактор А.Шандор Техред 3. Фанта Корректор А.Дзятко

Заказ 2445/11 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Уж- îðîä,,ул. Проектная, 4 рого подключен выход третьего дискриминатора-формирователя .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/ — срадуаы4щуе иУ ЧУЯирущм ега

gcmpwcmpg f5