CS260782B1

CS260782B1 - General-purpose monitoring system

Info

Publication number: CS260782B1
Application number: CS864189A
Authority: CS
Inventors: Jan Buda; Jan Liptak; Martin Stovcik; Alexius Klinda; Milan Abel
Original assignee: Jan Buda; Jan Liptak; Martin Stovcik; Alexius Klinda; Milan Abel
Priority date: 1986-06-06
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS418986A1

Description

Vynález sa týká univerzálneho monitorizačněho systému pre kontrolu režného procesu v PVS vo všeobecnosti, najma stavu nástroja a tvaru odobratej triesky v procese rezania kovov.The invention relates to a universal monitoring system for controlling the raw process in PVS in general, in particular the state of the tool and the shape of the chip taken in the metal cutting process.

Doterajšie i súčasne technologie obrábania a ich návazné aplikácie pri navrhovaní a konstruovaní výrobných strojov a zariadení pre PVS, nemajú dostatočne prešetrené metody a systémy automatickej kontroly a kontinuálneho riadenia procesových charakteristik u trieskových sposobov odoberania materiálu. Casio vznikajú problémy a ťažkosti s tvarováním triesky a ich transportováním z miesta ich vzniku, poruchami a prestojmi vo funkcionovaní drahých NC strojov, PVS, automatických liniek a pod. Doterajšie metody a systémy uvádzanej kontroly zahrňujú iba medzioperačnú a pooperačnú kontrolu stavu nástroja a obrobku, a to prevážne za přítomnosti 1'udského faktore. Kontrolu tvaru triesky nezahfňajú.Current and simultaneous machining technologies and their subsequent applications in the design and construction of production machines and equipment for PVS do not have sufficiently investigated methods and systems of automatic control and continuous control of process characteristics in the material removal processes. Casio creates problems and difficulties with chip forming and transport from the place of origin, failures and downtime in the functioning of expensive NC machines, PVS, automatic lines and so on. The prior art methods and systems of the present control include only in-process and post-operative condition control of the tool and workpiece, predominantly in the presence of human factor. Control of chip shape does not include.

Uvedené nedostatky doterajších metod a spůsobov odstraňuje navrhované riešenie uníverzálneho monitorizačného systému pre kontrolu režného procesu v PVS, založené na principe monitorovania a zisťovania porúch režného procesu, vznikajúcich následkom tvorby nevhodného tvaru triesoik vplyvom oipotrebenia, vyštrbenia alebo náhlého lomového porušenia řezného nástroja, porovnania vstupných procesových charakteristik a vykonáváni» spátnovázobných korekčných opatření v reálnom čase, ktorého podstata je v tom, že režný nástroj, na ktorom je připevněný snímač reznej sily a chvenia, je upevněný v nožovej hlavě suportu sústruhu, pričom snímač reznej sily a chvenia je spojený so vstupom ,analogo-digitálneho prevodníka, ktorý je připojený na zbernicu a na prvý vstup riadiaceho počítače, na ktorého druhý vstup je připojená cez prvý digitálno-analogový převodník jednotka pohonu vřetena, pričom na zbernicu je připojená cez druhý digitálno-analogový převodník jednotka servopohonu priečneho posuvu, ďalej je na suporte sústruhu připevněná termovízna kamera, ktorá je připojená cez digitalizátor na prvý vstup riadiaceho počítače, a dalej je na suporte sústruhu připevněná CCD kamera, připojená cez obrazový digitalizátor na prvý vstup riadiaceho počítača, pričom na výstup tretieho digitálno-analogového prevodníka je připojená jednotka servopohonu pozdlžneho posuvu.The above-mentioned shortcomings of the existing methods and methods are eliminated by the proposed solution of the unversal monitoring system for the control of the raw process in PVS, based on the principle of monitoring and detection of the raw process failures. and performing real-time feedback measures based on the fact that the cutting tool on which the cutting force and shaking sensor is mounted is fixed in the cutter head of the lathe support, the cutting force and shaking sensor being connected to the input, analogously - a digital converter which is connected to the bus and to the first input of the control computer, the second input of which is connected via the first digital-to-analog converter the spindle drive unit, and the bus is connected to the bus via a second digital-to-analog converter, a transverse feed servo drive unit, a thermovision camera mounted on the lathe support, which is connected via a digitizer to the first input of the control computer, and a CCD camera mounted on the lathe support. wherein a longitudinal feed servo drive unit is connected to the output of the third D / A converter.

Výhody navrhovaného zariadenia spočívajú v možnostiach jeho zavedenia do automatizovaných výrobných prevádzok, pre dosiahnutie zlepšenia kvality výroby a vyššieho stupňa bezpečnosti prevádzky strojov, ako aj odstránenie poruchovosti výrobných zariadení vzniknutej z nevhodného tvaru triesok vo vztahu k opotrebeniu alebo náhlému lomovému porušeniu řezného nástroja.The advantages of the proposed device lie in the possibility of its introduction into the automated production plants, in order to improve the quality of production and a higher degree of safety of the machine operation, as well as to eliminate the failure of the production equipment resulting from inappropriate chip shape in relation to wear or sudden fracture failure.

Na priloženom obrázku je znázorněné zapojenie univerzálneho monitorizačného systému pre kontrolu režného procesu v pružnom výrdbnom systéme, založené na principe monitorovania a zisťovania poruch řezného procesu. Režný nástroj 6, na ktorom je připevněný snímač 7 reznej sily a chvenia, je upevněný v nožovej hlavě suportu 4 sústruhu, pričom snímač 7 reznej sily a chvenia je spojený so vstupom analogo-digltálneho prevodníka 8, ktorý je připojený na' zbernicu 18 a na prvý vstup riadiaceho počítača 11, na ktorého druhý vstup je připojená cez prvý digitálno-analogový převodník 12 jednotka 13 pohonu vřetena, pričom na zbernicu 18 je připojená cez druhý digitálno-analogový převodník 16 jednotka 17 servopohonu priečneho posuvu, ďalej je na suporte 4 sústrouhu připevněná termovízna kamera 3, ktorá je připojená cez digitalizátor S na prvý vstup riadiaceho počítača 11 a ďalej je na suporte 4 sústruhu připevněná CCD kamera 3, připojená cez obrazový digitalizátor 10 na prvý vstup riadiaceho počítača, pričom na výstup tretieho digitálnoanalogového prevodníka 14 je připojená jednotka 15 servopohonu pozdlžneho posuvu.The attached figure shows the wiring of a universal monitoring system for the control of the raw process in a flexible firing system, based on the principle of monitoring and detecting cutting process failures. The cutting tool 6, on which the cutting and shaking sensor 7 is mounted, is mounted in the cutter head of the lathe support 4, the cutting and shaking sensor 7 being connected to the input of the analogue-digital converter 8, which is connected to the bus 18 and the first input of the control computer 11, the second input of which is connected via the first digital-to-analog converter 12, the spindle drive unit 13, the transverse feed unit 17 is connected to the bus 18 via the second digital-to-analog converter 16, a thermal imaging camera 3 which is connected via a digitizer S to the first input of the control computer 11 and furthermore a CCD camera 3 is attached to the lathe support 4, connected via an image digitizer 10 to the first input of the control computer; longitudinal feed actuator.

Tepelná emisivita a tvar vznikajúcej triesky 1 pri vonkajšom sústoužení obrobku 2 sú monitorované termovíznou kamerou 3 so zpracováním obrazu digitalizátorom 5 a CCD kamerou 9 s obrazovým digitalizátorom 10, signály ktorých sú prenášané na vstup riadiaceho počítača 11. Súčasne je monitorovaný stav opotrebenia, resp. lomového porušenia režného nástroja 6 so snímačom 7 reznej sily a chvenia na základe změny tangenciálnej a posuvovej zložky reznej sily a signálov akustickej emisie, spracovaných aníilúgovo-digitálnym převodníkem 8, ktoré slúžia ako vstupné veličiny pre porovnávacie jednotky riadiaceho počítača 11. V případe nevyhovujúceho tvaru získaného spracovaním termovíznych a obrazových signálov porovnáváním, podta zadaných vstupných kritérií riadiaci počítač 11 vydá impulz k zmene parametrov řezu cez digítálno-analogové převodníky 12, 14 a 16 a jednotku 13 pohonu vřetena, jednotku 15 servopohonu pozdlžneho posuvu a jednotku 17 servopohonu priečneho posuvu, připadne ich v nebezpečnom stave vypíná, jednotka pohonu vřetena 13 umiestnená v hnacom mechanizme vřetena sústruhu cez digitálno-analógový převodník 12, vykonává korekcie reznej rýchlosti Δ v. Obdobné je přepojená cez třetí digitálno-analogový převodník 14 jednotka 15 servopohonu pozdlžneho posuvu umiestnená v posuvovom mechanizme suportu 4 pre korekciu pozdlžneho posuvu Δ s a cez D/A druhý digitálno-analogový převodník 16 jednotka 17 servopohonu priečneho posuvu, umiestnená v posuvovom mechanizme priečneho suportu 4 pre korekciu hlbky řezu Δ t.The thermal emissivity and shape of the resulting chip 1 in the external workpiece 2 are monitored by a thermal imaging camera 3 with an image processing digitizer 5 and a CCD camera 9 with an image digitizer 10, the signals of which are transmitted to the input of the control computer 11. fracture failure of the cutting tool 6 with the cutting force sensor 7 and shaking due to the change in the tangential and displacement component of the cutting force and the acoustic emission signals processed by the anilog-digital converter 8, serving as input variables for control computer comparator units 11. By processing the thermal and video signals by comparing, according to the entered input criteria, the control computer 11 gives an impulse to change the cutting parameters via digital-to-analog converters 12, 14 and 16 and spindle drive unit 13, longitudinal feed servo unit 15 and lateral feed servo In a dangerous condition shuts down, the spindle drive unit 13 located in the lathe spindle drive mechanism via the digital-to-analog converter 12 performs cutting speed corrections Δ v. Similarly, the longitudinal feed servo drive unit 15 located in the slide mechanism 4 for the longitudinal feed correction Δ is connected via a third digital-to-analog converter 14. for depth cut Δ t.

Monitorizačný systém pozostáva z kombinácie televíznej kamery typu CCD s digitáU nym spracovaním obrazu a infračervenej kamery typu AGA 782. Umožňuje bočné pozorovanie zóny rezania, najma vytváranú triesku.The monitoring system consists of a combination of a CCD television camera with digital imaging and an AGA 782 infrared camera. It allows lateral observation of the cutting zone, in particular the chips produced.

Monitorovací cyklus a riadiace povely počítača pre hnacie jednotky stroja pracujú kontinuálně v priebehu procesu v reálnem čase.The monitoring cycle and computer control commands for the machine drive units operate continuously throughout the process in real time.

Funkcia riadiaceho počítača 11 spočívá v porovnávaní údajov z monitorovacích podsystémov, získaných v priebehu procesu so zadanými vstupnými údajmi charakterizujúcimi optimálně technologické podmienky režného procesu a na základe jeho softwarového vybavenia reguluje a riadi prebiehajúci proces. Vzhladom na velký počet pantátových modulov riadiaceho počítača, navrhovaný monitorizačný systém je možné použili súčasne pre viacero strojných zariadení. Pripojenie snímacích a regulačných jednotiek vačšieho počtu strojov k riadiacemu počítačů zabezpečuje zbernicu 18.The function of the control computer 11 consists in comparing the data from the monitoring subsystems obtained during the process with the entered input data characterizing optimally the technological conditions of the raw process and, based on its software equipment, regulates and controls the ongoing process. Due to the large number of hinge modules of the control computer, the proposed monitoring system can be used simultaneously for several machinery. The bus 18 connects the sensing and control units of a larger number of machines to the control computers.

Claims

SUBJECT

Universal monitoring system for control of the process in a flexible manufacturing system, based on the principle of monitoring and detection of faults in the process and carrying out sp-i and correction measures, characterized in that the cutting tool (6) on which the cutting sensor (7) is attached force and vibration is mounted in the blade hiave of the lathe support (4), the cutting force and vibration sensor (7) being connected to the input of the analogue-digital converter (8j) which is connected to the bus (18) and to the first input of the control computer ( 11), the second input of which is connected via a first digital-to-analog converter (12) of the invented spindle drive unit (13), the transverse feed unit (17) being connected to the bus (18) via a second digital-to-analog converter (16). , a thermovision camera (3), which is connected via a digitizer (5), is attached to the lathe support (4). and (11), and a CCD camera (9) mounted on the mouthpiece (4), connected via an image digitizer (10) to the first input of the control computer, and a unit (10) connected to the output of the third digital / analogue converter (14). 15) Actuator with longitudinal feed.