RU2362655C1 - Device for control of opening treatment process - Google Patents
Device for control of opening treatment process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362655C1 RU2362655C1 RU2007144160/02A RU2007144160A RU2362655C1 RU 2362655 C1 RU2362655 C1 RU 2362655C1 RU 2007144160/02 A RU2007144160/02 A RU 2007144160/02A RU 2007144160 A RU2007144160 A RU 2007144160A RU 2362655 C1 RU2362655 C1 RU 2362655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- analog
- differential amplifier
- tool
- digital
- output
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматизации обработки материалов резанием и может быть использовано для управления процессом обработки отверстий стержневым инструментом, в частности сверлом или метчиком.The invention relates to the automation of material processing by cutting and can be used to control the process of processing holes with a rod tool, in particular a drill or tap.
Известно устройство для управления процессом обработки глубоких отверстий, содержащее два электромагнитных датчика, установленных на пиноли станка и предназначенных для взаимодействия с двумя синхронными электромагнитными записями, выполненными в виде диаметрально расположенных магнитных меток, нанесенных на режущем инструменте, а также блок обработки информации, датчик положения стержневого инструмента относительно детали и датчик скорости вращения шпинделя. Первая электромагнитная запись нанесена на нерабочей части инструмента, а вторая электромагнитная запись нанесена на рабочей части инструмента. Первый из электромагнитных датчиков установлен неподвижно на пиноли станка, а второй из электромагнитных датчиков установлен с возможностью перемещения вдоль рабочей части инструмента. Блок обработки информации выполнен в виде последовательно соединенных устройства измерения временного интервала между импульсами с первого и второго датчиков, блока умножения и схемы сравнения с задатчиком. Вход блока обработки информации соединен параллельно с указанными датчиками, а его выход через усилитель мощности соединен с системой управления приводом. Датчик положения инструмента относительно детали соединен с задатчиком схемы сравнения, а датчик скорости вращения шпинделя соединен со вторым входом блока умножения (авторское свидетельство SU 1144799, МПК4 В23В 47/24).A device for controlling the process of processing deep holes, containing two electromagnetic sensors mounted on the pins of the machine and designed to interact with two synchronous electromagnetic records made in the form of diametrically arranged magnetic marks deposited on a cutting tool, as well as an information processing unit, a rod position sensor tool relative to the part and spindle speed sensor. The first electromagnetic record is applied on the non-working part of the instrument, and the second electromagnetic record is applied on the working part of the instrument. The first of the electromagnetic sensors is fixedly mounted on the pins of the machine, and the second of the electromagnetic sensors is mounted to move along the working part of the tool. The information processing unit is made in the form of series-connected devices for measuring the time interval between pulses from the first and second sensors, a multiplication unit and a comparison circuit with a master. The input of the information processing unit is connected in parallel with these sensors, and its output through the power amplifier is connected to the drive control system. The tool position sensor relative to the part is connected to the master of the comparison circuit, and the spindle speed sensor is connected to the second input of the multiplication unit (copyright certificate SU 1144799, IPC 4 V23B 47/24).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является устройство для управления процессом обработки отверстий, предназначенное для защиты стержневого инструмента от поломки, содержащее два электромагнитных датчика и датчик скорости вращения, установленные у поверхности инструмента, блок обработки информации и систему управления приводом. Блок обработки информации, подключенный входами к датчикам, а выходом к системе управления, содержит функциональный преобразователь время - угол, дифференциальный усилитель, блок умножения, элемент задержки и компаратор. Датчики подключены к входам преобразователя время - угол, а выход преобразователя время - угол непосредственно и через дифференциальный усилитель подключен на входы блока умножения. Выход блока умножения непосредственно и через элемент задержки подключен к входам двухпорогового компаратора, выходом подсоединенного к системе управления приводом. Электромагнитные датчики выполнены в виде считывающих магнитных головок. На нерабочей и рабочей частях инструмента нанесены магнитные метки (авторское свидетельство SU 1154062, МПК4 В23В 47/24).Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved technical result (prototype) is a device for controlling the processing of holes designed to protect the core tool from breakage, containing two electromagnetic sensors and a rotation speed sensor installed at the surface of the tool, an information processing unit and a system drive control. The information processing unit connected to the inputs of the sensors and the output to the control system contains a functional time-angle converter, a differential amplifier, a multiplication unit, a delay element and a comparator. The sensors are connected to the inputs of the time-angle converter, and the output of the time-angle converter is connected directly to the inputs of the multiplication block through a differential amplifier. The output of the multiplication unit directly and through the delay element is connected to the inputs of the two-threshold comparator, the output connected to the drive control system. Electromagnetic sensors are made in the form of reading magnetic heads. On non-working and working parts of the tool magnetic marks are applied (copyright certificate SU 1154062, IPC 4 V23V 47/24).
Вышеописанные устройства имеют следующие общие недостатки:The above devices have the following common disadvantages:
- низкая точность, обусловленная пониженной точностью измерения угла раскручивания стержневого инструмента, во-первых, вследствие того, что при заглублении стержневого инструмента в заготовку определяемый устройствами угол раскручивания измеряется на все более меньшей длине рабочей части инструмента, а находящаяся в зоне обработки отверстия магнитная метка, по которой определяется истинное значение угла раскручивания, располагается вне зоны действия датчика, во-вторых, вследствие технически сложно реализуемой процедуры нанесения магнитных меток на инструмент, от точности исполнения которой зависит точность устройств в целом;- low accuracy due to the low accuracy of measuring the angle of unwinding of the core tool, firstly, due to the fact that when the core tool is deepened into the workpiece, the angle of unwinding determined by the devices is measured over an increasingly shorter length of the working part of the tool, and the magnetic mark located in the hole processing zone, by which the true value of the unwinding angle is determined, it is located outside the range of the sensor, and secondly, due to the technically difficult to implement application procedure, m gnitnyh marks on the instrument on the precision of execution that the accuracy of the devices as a whole depends;
- сложность эксплуатации в условиях необходимости обеспечения нанесения магнитных меток на инструмент.- the complexity of operation in conditions of the need to ensure the application of magnetic marks on the tool.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности и улучшение условий эксплуатации устройства для управления процессом обработки отверстий.The present invention is to improve the accuracy and improve the operating conditions of the device for controlling the processing of holes.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для управления процессом обработки отверстий, содержащем дифференциальный усилитель, два датчика, один из которых выполнен в виде датчика скорости вращения, установленного у поверхности инструмента, систему управления приводом, согласно изобретению второй датчик выполнен пьезокерамическим, установлен в зажимное приспособление станка нормально к оси инструмента и подключен к дифференциальному усилителю, в устройство введены полосовой фильтр, дискриминатор, аналого-цифровой преобразователь и цифровой измеритель временного сдвига, при этом выход дифференциального усилителя связан с входом полосового фильтра, выход полосового фильтра подключен к входу дискриминатора, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, ко второму входу которого подключен датчик скорости вращения, причем выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу цифрового измерителя временного сдвига, выход которого связан с системой управления приводом.The problem is solved in that in the device for controlling the processing of holes containing a differential amplifier, two sensors, one of which is made in the form of a speed sensor mounted on the surface of the tool, the drive control system, according to the invention, the second sensor is made of piezoceramic, mounted in a clamp the adaptation of the machine is normal to the axis of the tool and is connected to a differential amplifier, a band-pass filter, a discriminator, an analog-to-digital conversion are introduced into the device The holder and the digital time-shift meter, while the output of the differential amplifier is connected to the input of the bandpass filter, the output of the bandpass filter is connected to the input of the discriminator, the output of which is connected to the first input of the analog-to-digital converter, to the second input of which a speed sensor is connected, and the output of the analog a digital converter is connected to the input of a digital time shift meter, the output of which is connected to the drive control system.
Повышение точности устройства для управления процессом обработки отверстий обусловлено увеличением точности измерений угла раскручивания стержневого инструмента, так как позволяет определять величину угла раскручивания инструмента по временному сдвигу между сигналами с датчика скорости вращения и с пьезокерамического датчика, установленного в зажимное приспособление станка нормально к оси инструмента.Improving the accuracy of the device for controlling the processing of holes is due to an increase in the accuracy of measuring the angle of unwinding of the core tool, since it allows you to determine the value of the angle of unwinding of the tool by the time shift between the signals from the rotation speed sensor and from the piezoceramic sensor installed in the clamping device of the machine normally to the axis of the tool.
Улучшение условий эксплуатации устройства достигается за счет установки пьезокерамического датчика в зажимное приспособление станка нормально к оси инструмента, что является технически легко реализуемой процедурой в отличие от нанесения на инструмент магнитных меток.Improving the operating conditions of the device is achieved by installing a piezoceramic sensor in the clamping device of the machine normally to the axis of the tool, which is technically easy to implement procedure in contrast to applying magnetic marks to the tool.
Предложенное изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид устройства для управления процессом обработки отверстий.The proposed invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of a device for controlling the processing of holes.
Устройство для управления процессом обработки отверстий содержит датчик 1, являющийся пьезокерамическим, и датчик 2 скорости вращения, установленные у поверхности стержневого инструмента 3, взаимодействующего с заготовкой 4, дифференциальный усилитель 5, полосовой фильтр 6, дискриминатор 7, аналого-цифрового преобразователь 8, цифровой измеритель 9 временного сдвига, систему управления 10 приводом. При этом пьезокерамический датчик 2 закреплен в зажимное приспособление 11 станка нормально к оси стержневого инструмента 3. В качестве стержневого инструмента 3 может быть использовано сверло.The device for controlling the processing of holes contains a sensor 1, which is a piezoceramic, and a rotation speed sensor 2, mounted on the surface of the core tool 3, interacting with the workpiece 4, a differential amplifier 5, a bandpass filter 6, a discriminator 7, an analog-to-digital converter 8, a digital meter 9 time shift, 10 drive control system. In this case, the piezoceramic sensor 2 is fixed in the clamping device 11 of the machine normally to the axis of the core tool 3. As a core tool 3 can be used a drill.
Пьезокерамический датчик 1 подключен к дифференциальному усилителю 5, выход которого связан с входом полосового фильтра 6. Выход полосового фильтра 6 подключен к входу дискриминатора 7, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя 8, ко второму входу которого подключен датчик 2 скорости вращения. Выход аналого-цифрового преобразователя 8 подключен к входу цифрового измерителя 9 временного сдвига, выход которого связан с системой управления 10 приводом.The piezoceramic sensor 1 is connected to a differential amplifier 5, the output of which is connected to the input of the bandpass filter 6. The output of the bandpass filter 6 is connected to the input of the discriminator 7, the output of which is connected to the first input of the analog-to-digital converter 8, to the second input of which the rotation speed sensor 2 is connected. The output of the analog-to-digital converter 8 is connected to the input of a digital time shift meter 9, the output of which is connected to the drive control system 10.
Предложенное устройство основано на принципе контроля нагрузки стержневого инструмента по величине крутящего момента, косвенно определяемого по углу раскручивания инструмента.The proposed device is based on the principle of monitoring the load of the core tool by the magnitude of the torque, indirectly determined by the angle of unwinding of the tool.
Устройство для управления процессом обработки отверстий работает следующим образом. При обработке заготовки 4 стержневой инструмент 3, в частности сверло, испытывает воздействие крутящего момента. При увеличении заглубления стержневого инструмента 3 в заготовку 4 происходит увеличение крутящего момента, под действием которого стержневой инструмент 3 раскручивается вокруг своей оси на угол раскручивания, составляющий 3-30° в зависимости от режимов резания, длины сверла и других условий обработки. Пьезокерамический датчик 1, установленный в зажимном приспособлении 11 станка нормально к оси стержневого инструмента 3, в момент прохождения режущей кромки инструмента 3 в близости от этого датчика позволяет фиксировать акустический сигнал в виде электрического импульса; таким образом можно измерить временной интервал между импульсами пьезокерамического датчика 1. Акустический сигнал, соответствующий моменту прохождения режущей кромки инструмента 3 вблизи пьезокерамического датчика 1, ярко выражен: находится в диапазоне частот 7-10 кГц в зависимости от условий обработки и имеет амплитуду значительно более высокую, чем амплитуда акустических сигналов, соответствующих скалыванию стружки, шуму оборудования и другим процессам, присутствующим при резании. Для минимизации влияния подобных факторов предназначены полосовой фильтр 6 и дискриминатор 7, являющийся устройством для регулирования порога ограничения (Подураев В.Н. Технологическая диагностика резания методом акустической эмиссии. / В.Н.Подураев, А.А.Барзов, В.А.Горелов. - М.: Машиностроение, 1988. - С.7), позволяющий работать с наиболее информативным с точки зрения выявления импульсов, соответствующих моменту прохождения режущей кромки инструмента 3 вблизи пьезокерамического датчика 1, диапазоном параметров акустического сигнала. Импульсы сигналов пьезокерамического датчика 1 и датчика 2 скорости вращения при раскручивании стержневого инструмента 3 не совпадают во времени. На вход аналого-цифрового преобразователя 8 подается сигнал с датчика 2 скорости вращения и сигнал с пьезокерамического датчика 1 через дифференциальный усилитель 5, полосовой фильтр 6 и дискриминатор 7, после чего цифровой измеритель 9 временного сдвига производит расчет временного сдвига между импульсами сигналов пьезокерамического датчика 12 и датчика 2 скорости вращения. Если значение временного сдвига не превышает значения, соответствующего максимально допустимой величине угла раскручивания, сигнал с цифрового измерителя 9 временного сдвига об отключении станка или об изменении параметров обработки, поступающий на систему управления 10 приводом станка, отсутствует. В случае превышения допустимой величины угла раскручивания появляется сигнал с цифрового измерителя 9 временного сдвига об отключении станка или об изменении параметров обработки, поступающий на систему управления 10 приводом станка.A device for controlling the processing of holes works as follows. When processing the workpiece 4, the core tool 3, in particular the drill, experiences the influence of torque. With an increase in the penetration of the core tool 3 into the workpiece 4, an increase in torque occurs, under the influence of which the core tool 3 spins around its axis by an untwisting angle of 3-30 ° depending on cutting conditions, drill length and other processing conditions. The piezoceramic sensor 1 installed in the clamping device 11 of the machine is normal to the axis of the core tool 3, at the moment of passing the cutting edge of the tool 3 in the vicinity of this sensor allows you to fix the acoustic signal in the form of an electrical impulse; in this way, the time interval between the pulses of the piezoelectric ceramic can be measured 1. The acoustic signal corresponding to the moment the cutting edge of the tool 3 passes near the piezoceramic sensor 1 is pronounced: it is in the frequency range of 7-10 kHz depending on the processing conditions and has an amplitude much higher, than the amplitude of the acoustic signals corresponding to chip spalling, equipment noise and other processes present during cutting. To minimize the influence of such factors, a band-pass filter 6 and discriminator 7 are used, which is a device for adjusting the limit threshold (Poduraev V.N. Technological diagnostics of cutting by acoustic emission method / V.N. Poduraev, A.A. Barzov, V.A. Gorelov . - M .: Mashinostroenie, 1988. - P.7), which allows working with the most informative from the point of view of identifying pulses corresponding to the moment of passage of the cutting edge of the tool 3 near the piezoceramic sensor 1, the range of parameters of the acoustic signal. The pulses of the signals of the piezoceramic sensor 1 and the sensor 2 of the rotation speed during untwisting of the core tool 3 do not coincide in time. The input from the analog-to-digital converter 8 is supplied with a signal from a rotational speed sensor 2 and a signal from a piezoceramic sensor 1 through a differential amplifier 5, a bandpass filter 6 and discriminator 7, after which the digital time shift meter 9 calculates the time shift between the pulses of the signals of the piezoceramic sensor 12 and speed sensor 2. If the value of the time shift does not exceed the value corresponding to the maximum allowable value of the angle of unwinding, there is no signal from the digital meter 9 of the time shift to shut down the machine or to change the processing parameters, which is transmitted to the control system 10 of the machine drive. In case of exceeding the permissible value of the unwinding angle, a signal appears from the digital measuring instrument 9 for a time shift about turning off the machine or about changing the processing parameters, which is sent to the control system 10 of the machine drive.
Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает повышение точности измерений угла раскручивания стержневого инструмента, улучшение условий эксплуатации устройства для управления процессом обработки отверстий и позволяет расширить область его применения.Thus, the proposed invention improves the accuracy of measuring the angle of unwinding of the core tool, improves the operating conditions of the device for controlling the processing of holes and allows you to expand the scope of its application.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007144160/02A RU2362655C1 (en) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | Device for control of opening treatment process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007144160/02A RU2362655C1 (en) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | Device for control of opening treatment process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007144160A RU2007144160A (en) | 2009-06-10 |
| RU2362655C1 true RU2362655C1 (en) | 2009-07-27 |
Family
ID=41024125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007144160/02A RU2362655C1 (en) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | Device for control of opening treatment process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2362655C1 (en) |
-
2007
- 2007-11-27 RU RU2007144160/02A patent/RU2362655C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007144160A (en) | 2009-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5106121B2 (en) | Machining system, contact detection method, and AE contact detection device | |
| US6985791B2 (en) | Grinding wheel system | |
| CA2489075C (en) | Speed sensing system with automatic sensitivity adjustment | |
| JPS6186162A (en) | Method and device for acoustically detecting contact betweencutting tool and work | |
| JP2005227287A (en) | Signal processing method and device | |
| JP2020024187A (en) | Machine-tool unit with runout error check mechanism and testing method of clamping state | |
| RU2362655C1 (en) | Device for control of opening treatment process | |
| SK500282010A3 (en) | Non-contact method for monitoring turbine blade particular individual steam or gas turbines in power system and system thereof | |
| JPS62218052A (en) | Method and device for monitoring damage and abrasion of toolin noncontact manner | |
| CN110031228A (en) | Semiconductor devices and the method for detecting its rotation exception | |
| Jemielniak et al. | Tool and process monitoring-state of art and future prospects | |
| JPH04272449A (en) | Method and device for evaluating signal | |
| JP2022171605A (en) | Device and method for monitoring work spindle | |
| JPH0985587A (en) | Detecting device and method for cutting state of rotational cutting tool | |
| US9772357B1 (en) | Diagnostic apparatus | |
| JPH11221760A (en) | Cracking occurrance predicting method of workpiece, wafer working method utilizing the same, and grinder | |
| CN102493876B (en) | Controlling device and control method of gas turbine rotating speed | |
| JPH0356851B2 (en) | ||
| JPS6232070B2 (en) | ||
| SU1748995A1 (en) | Method of controlling cutter state | |
| Tsuji et al. | Pressure statistics in high-Reynolds number turbulent boundary layer | |
| JP2012078227A (en) | Physical quantity measuring device for rotary member | |
| Franco-Gasca et al. | Reconfigurable filtering system for sensorless signal acquisition in machining processes | |
| CN117767914A (en) | Filtering method and device in speed measurement process of steam turbine, speed measurement device and steam turbine | |
| JPH1133882A (en) | Tool breakage judging method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091128 |