RU2298454C1 - Способ определения стойкостных параметров режущего инструмента - Google Patents
Способ определения стойкостных параметров режущего инструмента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298454C1 RU2298454C1 RU2005138088/02A RU2005138088A RU2298454C1 RU 2298454 C1 RU2298454 C1 RU 2298454C1 RU 2005138088/02 A RU2005138088/02 A RU 2005138088/02A RU 2005138088 A RU2005138088 A RU 2005138088A RU 2298454 C1 RU2298454 C1 RU 2298454C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- power
- cutting tool
- oscillation
- cutting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки материалов на станках-автоматах и автоматических линиях. При резании регистрируют сигнал акустической эмиссии, прошедший через акустический тракт, формируют сигнал об износе инструмента, далее сигнал подают на вычислительный центр, при прохождении которого сигнал раскладывают на спектр мощности, и по величине мощности колебания неизношенной и изношенной вершины режущего инструмента судят о его состоянии. Предварительно производят обучение акустического тракта, для чего сравнивают величины колебания на каждой частоте с величиной спектра мощности волнового приемника при генерировании колебания на вершину режущего инструмента, определяют масштабный коэффициент как отношение мощности генерируемого сигнала к мощности сигнала, снимаемого с резонатора и затем в процессе резания для получения восстановленного сигнала колебания вершины умножают масштабный коэффициент на величину мощности сигнала, снимаемого с резонатора при резании для каждой составляющей спектра мощности колебания исполнительного органа. Увеличивается точность и стабильность сигнала. 2 ил.
Description
Изобретение относится к определению стойкостных параметров подвижного режущего инструмента при обработке на станках-автоматах и автоматических линиях.
Известен способ определения степени износа стационарного режущего инструмента, заключающийся в регистрации и анализе сигнала виброакустической эмиссии, формировании сигнала об износе и оценке последнего по соотношению уровней сигнала, соответствующих изношенному и неизношенному инструменту /Патент США №3694637, кл. G 01 N 19/02, 1970/.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ определения стойкостных параметров режущего инструмента, заключается в том, что осуществляют резание, регистрируют спектр виброакустической эмиссии, формируют сигнал об износе инструмента, выделяют низко- и высокочастотную составляющие, по соотношении которых судят об износе инструмента /Уэлер и др. Определение износа инструмента по уровню звука при токарной обработке. - Труды американского общества инженеров механиков. Сер. В. Конструирование и технология машиностроения, 1969, №3, (прототип)/.
Недостаток известных способов состоит в их невысокой точности. При прохождении сигнала от зоны резания до места съема сигнал претерпевает определенные изменения, связанные с появлением нежелательных помех.
Технический результат изобретения - увеличение точности и стабильности сигнала. Указанный технический результат достигается с помощью заявленного изобретения, согласно которому регистрируют сигнал акустической эмиссии, прошедший через предварительно обученный акустический тракт, формируют сигнал об износе инструмента, подают на вычислительный центр, при прохождении которого сигнал раскладывают на спектр мощности, амплитуду колебания на каждой частоте, сравнивают с величиной спектра мощности волнового приемника при генерировании колебания на вершину режущего инструмента во время обучения, находят масштабный коэффициент, умножают его на величину мощности колебания исполнительного органа при генерировании колебания на вершину режущего инструмента во время обучения системы. Аналогичным образом поступают с каждой составляющей спектра мощности, из полученных составляющих формируют восстановленный сигнал, который представляет собой сигнал колебания режущего инструмента и по величине мощности колебания вершины неизношенного и изношенного вершины режущего инструмента судят о его состоянии, при этом масштабный коэффициент определяют как отношение мощности генерируемого сигнала к мощности сигнала, снимаемого с резонатора
где К - масштабный коэффициент; Мг - мощность генерируемого сигнала, Мр - мощность снимаемого сигнала с резонатора при генерировании на зону резания сигнала АЭ.
где Мв - мощность восстановленного сигнала, Мрез - мощность снимаемого сигнала АЭ с резонатора при резании.
Отличительным признаком заявляемого способа является то, что для определения состояния режущего инструмента используют аналог сигнала, снятого с вершины режущего инструмента и прошедшего через акустический тракт, предварительно обученный различать мощности механических колебаний изношенного и неизношенного инструмента.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 - стенд для обучения системы по распространению волны по акустическому тракту;
фиг.2 - движение информации от датчика к управляющему органу станка.
На чертежах номерами обозначено:
1 - деталь;
2 - магнитострикционный преобразователь;
3 - режущий инструмент;
4 - аналоговый цифровой преобразователь;
5 - генератор звуковых волн;
6 - плата сбора данных аналогового цифрового преобразователя;
7 - ПЭВМ;
8 - пьезокерамический преобразователь, установленный на волновом приемнике;
9 - система ЧПУ.
В осуществлении способа определения стойкостных параметров режущего инструмента используют восстановление сигнала акустической эмиссии посредством предварительно обученной системы с помощью специального стенда, приведенного на фиг.1. Обучение системы происходит при генерировании на зону резания колебания с помощью магнитострикционного преобразователя, который преобразует электрические колебания в механические исполнительного органа, передаваемые через втулку на вершину режущего инструмента. Частота и мощность электрических колебаний задается генератором звуковых импульсов. Образованные акустические волны, проходя через акустический тракт измерительной системы, проходят на волновой приемник, где с помощью пьезокерамического преобразователя преобразуются в электрическую форму сигнала, и далее через блок аналоговой фильтрации и плату сбора данных передаются на ПЭВМ для последущей обработки. Сигнал, снятый с пьезокерамического преобразователя, сравнивается со спектром мощности колебания исполнительного органа магнитострикционного датчика. В процессе записи данных спектра мощности входного и выходного сигналов происходит обучение акустическо тракта.
Магнитострикционный преобразователь устанавливается непосредственно в зону резания и должен имитировать волны, генерируемые процессом резания. Однако в данном случае волны имеют вполне определенные показания колебания, когда спектр мощности, генерируемый процессом резания, невозможно измерить. Система должна быть замкнута во время эксперимента, т.е. вершина резца должна с натягом касаться обрабатываемой детали.
Крепление датчика необходимо производить точечно, иначе при креплении датчика по плоскости волна будет двигаться в одном направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновения датчика с режущим инструментом, и может сниматься только с плоскости напротив плоскости приложения датчика. При точечном креплении датчика волна имеет сферическое распространение волны и может достигнуть любой точки системы. Для передачи колебания в зону резания применяется специальная втулка, передающая колебания от датчика к зоне резания от магнитострикционного преобразователя. У данной втулки поверхность соприкосновения с резцом должна как можно ближе соответствовать по форме соприкосновения детали с режущим инструментом.
Съем сигнала акустической эмиссии производится с помощью пьезоэлектрических датчиков колебания KD-35. В качестве осциллографа применяют расширяющий модуль для персональных ЭВМ типа IBM PC AT, что позволяет производить обмен информацией с ПЭВМ непосредственно по шине ISA.
Claims (1)
- Способ определения стойкости режущего инструмента, при котором при резании регистрируют сигнал акустической эмиссии, прошедший через акустический тракт, формируют сигнал об износе инструмента, далее сигнал подают на вычислительный центр, при прохождении которого сигнал раскладывают на спектр мощности, и по величине мощности колебания неизношенной и изношенной вершины режущего инструмента судят о его состоянии, отличающийся тем, что используют предварительно обученный различать мощности механических колебаний изношенного и неизношенного инструмента акустический тракт, для обучения которого сравнивают величину колебания на каждой частоте с величиной спектра мощности волнового приемника при генерировании колебания на вершину режущего инструмента, определяют масштабный коэффициент как отношение мощности генерируемого сигнала к мощности сигнала, снимаемого с резонатора и затем в процессе резания для получения восстановленного сигнала колебания вершины умножают масштабный коэффициент на величину мощности сигнала, снимаемого с резонатора при резании для каждой составляющей спектра мощности колебания исполнительного органа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138088/02A RU2298454C1 (ru) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | Способ определения стойкостных параметров режущего инструмента |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138088/02A RU2298454C1 (ru) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | Способ определения стойкостных параметров режущего инструмента |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2298454C1 true RU2298454C1 (ru) | 2007-05-10 |
Family
ID=38107797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138088/02A RU2298454C1 (ru) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | Способ определения стойкостных параметров режущего инструмента |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2298454C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017163201A1 (pt) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | Universidade Federal De Minas Gerais - Ufmg | Método e dispositivo para selecionar e amplificar sinais de desgaste por meio de emissão acústica e usos |
-
2005
- 2005-12-07 RU RU2005138088/02A patent/RU2298454C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017163201A1 (pt) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | Universidade Federal De Minas Gerais - Ufmg | Método e dispositivo para selecionar e amplificar sinais de desgaste por meio de emissão acústica e usos |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7397421B2 (en) | Method for detecting acoustic emission using a microwave Doppler radar detector | |
Lauro et al. | Monitoring and processing signal applied in machining processes–A review | |
CN1975370B (zh) | 超声弹性模量计算和成像的方法 | |
Li et al. | A parametric study for the design of an optimized ultrasonic percussive planetary drill tool | |
WO2007067644A3 (en) | Self-diagnostic process control loop for a process plant | |
Sharma et al. | Iot monitoring lathe machine performance | |
RU2298454C1 (ru) | Способ определения стойкостных параметров режущего инструмента | |
Fujisaki et al. | In-tool motion sensing for evaluation of violin performance | |
Ponschab et al. | Simulation-based characterization of mechanical parameters and thickness of homogeneous plates using guided waves | |
CN114112132B (zh) | 一种激光超声测量梯度残余应力的系统和方法 | |
RU2298455C1 (ru) | Способ определения стойкостных параметров подвижного и вращающегося режущего инструмента | |
Lu et al. | Use of an automatic modeler and a small receiver array for acoustic emission (AE) source location | |
Dornfeld | Monitoring of the machining process by means of acoustic emission sensors | |
CN114282417A (zh) | 连续弹性体敲击运动副等效模型及其建模方法 | |
Leus et al. | Experimental investigations of elimination the stick-slip phenomenon in the presence of longitudinal tangential vibration | |
Barco et al. | Piezo-actuated device for a bio-structural monitoring application through vibration-based condition and electromechanical impedance measurements | |
Umezu et al. | Evaluation of on-machine measuring method for dynamic stiffness of thin-walled workpieces | |
Awerbuch | On the identification of failure mechanisms in composite laminates through acoustic emission: Acoustic Emission, Edited by J. Eisenblatter; pp. 37–58. Publ. DGM Informationsgesellschaft, Verlag, 321pp.(1988) ISBN 3883551317 | |
Dimla et al. | Investigation of a single-layer perceptron neural network to tool wear inception in a metal turning process | |
Clifton | Stress wave propagation, dynamic material response, and quantitative non-destructive evaluation | |
Wooh et al. | Spectrotemporal analysis of guided-wave pulse-echo signals: Part 2. Numerical and experimental investigations | |
Lu | Towards Autonomous and Robust Damage Detection and Health Monitoring of Mechanical Systems | |
Mizutani | Idea of AE Separation from Unpredicted Source Area during AE Testing by Autoencoder | |
Grabec et al. | Experimental characterization of ultrasonic phenomena by a neural-like learning system | |
Siddhpura | Modelling, Simulation and Experimental Validation of Tool Flank Wear During Orthogonal Turning Process with Stick-slip Friction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071208 |