Устройство для измерения износа режущего инструмента
Патент 958039
Авторы
Устройство для измерения износа режущего инструмента
Иллюстрации
Реферат
В. Ю. Дмитриев, А. Н. Ткаченко, В. Л. Заковоротный, Г. Г. Палагнюк, В. И. Турчин, Л. М. Третьяков, А. 6. Брюхнов, А. Ю. Кирицев, В. Г. Бегун и E. И. Цюкшо (72) Авторы изобретеиия (71) Заявитель
J (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА ) РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
--- — -"
Изобретение отновится. к автоматическому управлению процессом механической обработки иэделий и может быть использовано, например, для определения размерного износа инструмента в процессе резания.
Известно устройство для определения величины износа инструмента, содержащее преобразователь вибраций, установленный на инструменте.и связанный через согласующий блок с ЭВМ(1)
Недостатком такого устройства является то, что оно содержит ЭВМ, что усложняет конструкцию и повышает его стоимость".
Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее пре образователь вибрации, подключенный к нему предварительный усилитель, и измерительных каналов, подключенных к выходу предварительного широкополосного усилителя, каждый из которых содержит фильтр на входе, блок сравнения и регистратор (2).
Недостатком известного устроиства является невозможность его непосредственного использования для определения величины размерного износа режущего инструмента.
Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее преобразователь вибрации, подключенный к нему предварительный широкополосный усилитель, п измерительных каналов, подключенных к выходу предварительного широкополосного усилителя, каждый из которых содержит фильтр на входе, блок сравнения и регистратор, предварительный широкополосный уси" литель и фильтры. выполнены управляемыми, снабжено, кварцевым генератором, подключенным к нему блохом за" дания частоты, блоком автоматической настройки частоты, первым выходом, связанным со вторым входом блока эа5 0
15 го
3 95 дания частоты, электронным ключом, первым входом подключенным ко второму выходу блока автоматической настройки частоты, выходом - к управляющему входу предварительного широкополосного усилителя, сумматором нечетных гармоник, выходом подключен" ным ко второму входу электронного ключа, блоком задания начальных условий, первым входом соединенным с третьим выходом блока автоматической настройки частоты, выходом — с первым входом блока сравнения, сумматором четных гармоник, выходом связанным со вторыми входами блоков сравнения и задания начальных условий, каждый из и измерительных каналов содержит подключенную к выходу перестраиваемого фильтра последовательную цепь из детектора со встроенным интегратором и масштабного усилителя, каждый из и каналов, начиная со второго, содержит блок деления частоты, подключенный выходом к управляемому, входу перестраи-. ваемого фильтра, входом - к выходу блока задания частоты, перестраиваемый фильтр первого канала соединен управляемым входом с выходом блока задания частоты, каналы, регистрирующие четные гармоники, связаны с входами сумматора четных гармоник, каналы, регистрирующие нечетные гармоники- с входами сумматора нечетных гармоник, и-й канал связан выходом со вторым входом блока автоматической настройки частоты.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит преобразователь E вибраций, установленный на режущем инструменте (на чертеже не показан) и подключенный к предварительному широкополосному усилителю .2, соединенному с и-идентичными каналами 3, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных перестраиваемого фильтра 4, детектора 5 со встроенным интегратором (на чертеже не показан) и масштабного усилителя б. Выход n-ro канала выделения основной гармоники подключен к сумматору 7 нечетных гармоник и к выходу блока 8 автоматической настройки, один из выходов которого соединен с блоком 9 задания частоты, выход которого подключен к перестрвиваемому фильтру 4 первого. канала и через блоки 1О последовательного де
8039
Д ления частоты - к перестраиваемым фильтрам 4 последующих каналов. К блоку 9 задания частоты подключен кварцевый генератор 11.
Каналы, регистрирующие нечетные гармоники, подключены к сумматору
7 нечетных гармоник, выход которого соединен с электронным ключам 12, подключенным к управляемому входу предварительного широкополосного усилителя 2, Электронный ключ 12 связан с блоком 8 автоматической настройки.
Кан8лы, регистрирующие четные гармоники, подключены к сумматору 13 четных гармоник, выход которого соединен с одним из входов блока 14 задания начальных условий и входом блока 15 сравнения, выход которого подключен к регистратору l 6.
К входу блока 14 задания начальных условий подключен блок 8 автоматической настройки.
Работа устройства для измерения износа режущего инструмента осущест вляется следующим образом.
В устройстве предусмотрено два основных режима работы: режим самообучения и режим измерения.
В режиме самообучения в процессе контрольной обработки сигнал вибра-. ции от преобразователя 1 вибрации подается на предварительной широкополосный усилитель 2, коэффициент которого задается постоянным, т.е. электронный ключ l2 отключается. Выходной сигнал с предварительного ши- рокополосного усилителя 2 подается на и-идентичные каналы, котОрые выделяют основной, четные и нечетные гармонические составляющие сигнала.
При этом выходной сигнал и-го канала выделения основной гармоники поступает в блок 8 автоматической настройки, который автоматически перестраивает частоту настройки пере-, страиваемых фильтров 4 в диапазоне расположения основных частот периодической составляющей движений, 50 вызванных силами, действующими на заднюю грань инструмента (на чертеже не показан) с помощью блока 9 задания частоты и блоков 10 последовательного деления частоты.
Блок 8 автоматической настройки
55 с помощью кварцевого генератора 11 определяет основную частоту периодической составляющей движений путем запоминания максимального значения
958039 амплитуды сигнала с выхода указанного канала, соответствующего основной частоте периодической составляющей движений и затем автоматически настраивает каналы на. эту частоту. з
При этом четные и нечетные гармоники, которые выделяются перестраивае-= мыми фильтрами 4, детектируются и интегрируются детекторами 5 со встроенными интеграторами (на чертеже не показаны), усиливаются масштабными усилителями 6 и поступают на сумматор 7 нечетных гармоник и сумматор l3, четных гармоник, где соответственно суммируются четные, нечетные 15 и основная гармоники.
В режиме измерения после настройки и-идентичных каналов блоком 8 автоматической настройки разрешается изменение коэффициента усиления 20 предварительного широкополосного усилителя 2 по выходному сигналу сумма-. тора 7 нечетных гармоник и основной гармоники путем включения электронного ключа 12, который поддерживает 2з постоянный уровень сигнала на выходе сумматора 7 нечетных гармоник, что обеспечивает нормирование сигнала в функции изменения суммарного значения нечетных и основной гармоник в результате изменения процесса периодического движения при износе инструмента.
Начальный уровень выходного сигнала сумматора 13 четных гармоник, соИ ответствующий новому резцу, запоминается в блоке 14 задания начальных условий по сигналу блока 8 автоматической настройки после окончания
46 обучения через промежуток времени, необходимый для прохождения переход- ных процессов в схеме устройства для измерения износа режущего инструмента.
Выходной сигнал сумматора 13 четных гармоник и блока 14 задания начальных условий поступает в блок 15 . сравнений, выходной сигнал которого, пропорциональный значению величины износа, регистрируется регистрато-. ром 16.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает измерение раз- - > мерного износа инструмента в широком диапазоне вариаций технологических режимов обработки как при стационарном, так и при нестационарном протекании процесса резания.
Формула изобретения устройство для измерения износа режущего инструмента, содержащее преобразователь вибрации, подключенный к нему предварительный широкополосный усилитель, и измерительных каналов, подключенных к выходу предварительного широкополосного усилителя, каждый из которых содержит фильтр на входе, блок сравнения и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, предварительный широкополосный усилитель и фильтры выполне" ны управляемыми, устройство снабжено кварцевым генератором, подключенным к нему блоком задания частоты, блоком автоматической настройки частоты, первым выходом связанным со вторым входом блока задания частоты, электронным ключом, первым входом подключенным к второму выходу блока автоматической настройки частоты, выходом - к управляющему входу пред1варительного широкополосного усили1 теля, сумматором нечетных гармоник, выходом подключенным к второму входу электронного ключа, блоком задания начальных условий, первым входом соединенным с третьим выходом блока автоматической настройки частоты, выходом - с .первым входом блока сравнения, сумматором четных гармоник, выходом связанным с вторыми входами блоков сравнения и. задания начальных условий, каждый из и измерительных каналов содержит подключенную к выходу перестраиваемого фильтра последовательную цепь из детектора со встроенным интегратором и масштабного усилителя, каждый из и каналов, начи ная со второго, содержит блок деле" ния частоты, подключенный выходом к управляемому входу перестраиввемого фильтра, входом - к выходу блока задания частоты, перестраиваемый фильтр первого канала соединен управляемым входом с выходом блока задания частоты, каналы, регистрирующие четные гармоники, связаны с входами сумматора четных гармоник, каналы, регистрирующие нечетные гармоники -с. входами сумматора нечетных гармоник, и-й канал связан выходом с вто7 958039
Составитель 6. Петраковский
Техред И.Тепер Корректор О. Билак
Редактор С, Тимохина
Тираж lll53 Подпи сное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий
113035, Москва, Ж"35, Рауаская наб., д. 4/5
Зака з 6683/14
Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рым входом блока автоматической наст" ройки частоты.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США М 3694637, кл. 235/151. 3, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
М 603505, кл. В 23 В 49/00, 1976
5 (прототип).