RU91918U1

RU91918U1 - DEVICE FOR PROCESSING PARTS ON CNC EQUIPMENT FOR MILLING

Info

Publication number: RU91918U1
Application number: RU2008123476/22U
Authority: RU
Inventors: Виталий Семенович Титов; Максим Владимирович Бобырь; Елена Сергеевна Яхонтова
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2010-03-10

Abstract

Изобретение относится к области обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, а в частности к системам контролирования вспомогательных операций удаления стружки и пыли из зоны резания при фрезеровании. Технической задачей изобретения является повышение качества обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, расширение функциональных возможностей устройства, а так же уменьшение энергетических затрат при работе устройства. Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее деталь, датчик силы резания, операционный усилитель, резистор, коммутатор, контроллер, компьютер и устройство удаления пыли, вводятся фреза и держатель. Использование устройства в промышленности позволит повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, расширить функциональные возможности устройства, а так же уменьшить энергетические затраты. 1 с.п. ф-лы, 1 илл. The invention relates to the field of processing parts on CNC equipment, and in particular to systems for monitoring the auxiliary operations of removing chips and dust from the cutting zone during milling. An object of the invention is to improve the quality of the machined surfaces on CNC equipment, expanding the functionality of the device, as well as reducing energy costs during operation of the device. The problem is solved in that a cutter and holder are introduced into the device containing the part, the cutting force sensor, an operational amplifier, a resistor, a switch, a controller, a computer and a dust removal device. Using the device in industry will improve the quality of machined surfaces on CNC equipment, expand the functionality of the device, as well as reduce energy costs. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относится к области обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, а в частности к системам контролирования вспомогательных операций удаления стружки и пыли из зоны резания при фрезеровании.The invention relates to the field of processing parts on CNC equipment, and in particular to systems for monitoring the auxiliary operations of removing chips and dust from the cutting zone during milling.

Известно устройство для удаления пыли и стружки, содержащее пылестружкосъемник, воздуховоды, циклон и механизм выгрузки стружки в виде цилиндра с плунжером. К недостаткам этого устройства относится сложность конструкции [1].A device for removing dust and chips, containing a dust collector, air ducts, a cyclone and a chip unloading mechanism in the form of a cylinder with a plunger. The disadvantages of this device include the complexity of the design [1].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство удаления пыли и стружки, содержащее деталь, резец, резцедержатель, датчик силы резания, операционный усилитель, резистор, коммутатор, контроллер и компьютер [2].Closest to the invention in technical essence is a dust and chip removal device containing a part, a cutter, a tool holder, a cutting force sensor, an operational amplifier, a resistor, a switch, a controller and a computer [2].

Недостаток заключается в том, что данное устройство может применяться только для токарных операций, так как вычисляется эталонное значение силы резания Рэ для токарной операции.The disadvantage is that this device can only be used for turning operations, since the reference value of the cutting force Pe for the turning operation is calculated.

Технической задачей изобретения является повышение качества обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, расширение функциональных возможностей устройства, а так же уменьшение энергетических затрат при работе устройства.An object of the invention is to improve the quality of the machined surfaces on CNC equipment, expanding the functionality of the device, as well as reducing energy costs during operation of the device.

Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее деталь, датчик силы резания, операционный усилитель, резистор, коммутатор, контроллер, компьютер, позволяющий определять значение силы резания для операции фрезеровании на оборудовании с ЧПУ и устройство удаления пыли, вводятся фреза и держатель. Фреза устанавливается в держателе, на котором крепиться датчик силы резания, выход которого соединен с первым входом операционного усилителя, второй вход операционного усилителя с резистором, вход которого подключен к выходу контроллера. Вход контроллера соединен с выходом компьютера. Выход операционного усилителя подключен к входу коммутатора соединенного с устройством удаления пыли и стружки. Использование этих связей в устройстве позволит повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, улучшить эксплуатационные характеристики, а так же уменьшить энергетические затраты.The problem is solved in that a cutter and holder are introduced into a device containing a part, a cutting force sensor, an operational amplifier, a resistor, a switch, a controller, a computer, which allows determining the value of the cutting force for milling operations on CNC equipment and a dust removal device. The cutter is installed in the holder on which the cutting force sensor is mounted, the output of which is connected to the first input of the operational amplifier, the second input of the operational amplifier with a resistor, the input of which is connected to the controller output. The controller input is connected to the computer output. The output of the operational amplifier is connected to the input of the switch connected to the device for removing dust and chips. The use of these connections in the device will improve the quality of the processed surfaces on CNC equipment, improve operational characteristics, as well as reduce energy costs.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг.1 приведена схема устройства для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a diagram of a device for processing parts on CNC equipment during milling.

Устройство для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании содержит: деталь 1, фрезу 2, держатель 3, датчик силы резания 4, операционный усилитель 5, резистор 6, коммутатор 7, контроллер 8, компьютер 9 и устройство удаления пыли и стружки 10.A device for processing parts on CNC equipment during milling contains: part 1, cutter 2, holder 3, cutting force sensor 4, operational amplifier 5, resistor 6, switch 7, controller 8, computer 9 and dust and chip removal device 10.

Связи в устройстве обработке деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании расположены в следующем порядке: фреза 2 устанавливается в держатель 3, на котором размещается датчик силы резания 4, выход которого соединен с первым входом операционного усилителя 5. Второй вход операционного усилителя 5 соединен с резистором 6, вход которого подключен к выходу контроллера 8. Вход контроллера 8 совмещен с выходом компьютера 9. Выход операционного усилителя 5 подключен к входу коммутатора 7 соединенного с системой удаления пыли и стружки 10. Использование этих связей в устройстве позволит повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, улучшить эксплуатационные характеристики, а так же уменьшить энергетические затраты.The connections in the device for processing parts on CNC equipment during milling are arranged in the following order: the milling cutter 2 is installed in the holder 3, on which the cutting force sensor 4 is located, the output of which is connected to the first input of the operational amplifier 5. The second input of the operational amplifier 5 is connected to the resistor 6 , the input of which is connected to the output of the controller 8. The input of the controller 8 is combined with the output of the computer 9. The output of the operational amplifier 5 is connected to the input of the switch 7 connected to the dust and chip removal system 10. Use of these connections the device will improve the quality of machined surfaces on CNC equipment, improve performance, and also to reduce energy costs.

Устройство для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании работает следующим образом. При прохождении фрезы 2, установленной в держателе 3, по поверхности детали 1, через некоторый интервал времени появляется пыль и стружка, которую необходимо удалять из зоны фрезерования, иначе это может привести к ухудшению качества обработанных поверхностей деталей. При появлении стружки значение силы резания резко увеличивается. Датчик силы резания 4, установленный на держателе 3, постоянно фиксирует это значение. Импульсы выходного сигнала переменного напряжения от датчика силы резания 4 поступают на операционный усилитель 5, который одновременно сравнивает полученный сигналы с эталонным значением напряжения на резисторе 6. Эталонное значение напряжения на резисторе 6 определяется для операции фрезерования на оборудовании с ЧПУ при помощи компьютера 9. По формуле вычисляется эталонное значение силы резания Р_э для операции фрезерованияA device for processing parts on CNC equipment during milling works as follows. When the milling cutter 2 installed in the holder 3 passes over the surface of the part 1, after a certain period of time, dust and chips appear, which must be removed from the milling zone, otherwise this can lead to a deterioration in the quality of the machined surfaces of the parts. When chips appear, the value of the cutting force increases sharply. The cutting force sensor 4, mounted on the holder 3, constantly captures this value. The pulses of the output signal of the alternating voltage from the cutting force sensor 4 are fed to an operational amplifier 5, which simultaneously compares the received signals with the reference voltage value at the resistor 6. The reference voltage value at the resistor 6 is determined for the milling operation on CNC equipment using computer 9. By the formula the reference value of the cutting force P _e for the milling operation is calculated

где С_р - общий коэффициент, зависящий от рода обрабатываемого материала, от вида обработки инструментального материала; t - глубина фрезерования; Z - число зубьев фрезы; D -диаметр фрезы; S_z - подача на зуб; n - частота вращения фрезы; В - ширина фрезерования; n, у, х, q, w -показатели степени при параметрах режимов резания.where C _p is the overall coefficient, depending on the type of material being processed, on the type of processing of tool material; t is the milling depth; Z is the number of teeth of the cutter; D is the diameter of the cutter; S _z - feed per tooth; n is the rotational speed of the cutter; In - the width of the milling; n, y, x, q, w are exponents for the parameters of the cutting conditions.

Полученное значение преобразуется в электрический сигнал эталонного напряжения и с помощью контроллера 8 передается на резистор 6. Операционный усилитель 5 настраивается таким образом, чтобы генерировать импульсы на выходе, только тогда, когда сигнал выходного напряжения поступившего от датчика силы резания 4 больше величины эталонного значения напряжения на резисторе 6, определенного по формуле.The obtained value is converted into an electrical signal of the reference voltage and, using the controller 8, is transmitted to the resistor 6. The operational amplifier 5 is configured in such a way as to generate pulses at the output only when the output voltage signal from the cutting force sensor 4 is greater than the reference voltage value by a resistor 6 defined by the formula.

Когда операционный усилитель начинает генерировать выходные импульсы, коммутатор 7 включает подачу напряжения на систему удаления пыли и стружки 10 из зоны резания. Происходит отсос стружки из зоны резания. Как только значение силы резания, определяемое датчиком силы резания 4, становится равным эталонному значению напряжения на резисторе 6, коммутатор прекращает подачу напряжения на систему удаления пыли и стружки 10. С помощью предложенного устройства осуществляется включение/выключение системы удаления пыли и стружки 10 из зоны резания на оборудовании с ЧПУ, что позволяет снизить энергетические затраты, а также повысить качество обработанных поверхностей детали.When the operational amplifier begins to generate output pulses, the switch 7 includes a voltage supply to the dust removal system and chips 10 from the cutting zone. Chips are sucked out of the cutting zone. As soon as the value of the cutting force, determined by the sensor of the cutting force 4, becomes equal to the reference value of the voltage across the resistor 6, the switch stops supplying voltage to the dust and chip removal system 10. Using the proposed device, the dust and chip removal system 10 is turned on / off on CNC equipment, which reduces energy costs, as well as improve the quality of the treated surfaces of the part.

Таким образом, предлагаемое устройство для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании позволяет повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, расширить функциональные возможности устройства, а так же уменьшить энергетические затраты.Thus, the proposed device for processing parts on CNC equipment during milling can improve the quality of the machined surfaces on CNC equipment, expand the functionality of the device, as well as reduce energy costs.

Литература:Literature:

1. Патент РФ №2139180, кл. B23Q 11/02,1999 (аналог).1. RF patent No. 2139180, cl. B23Q 11/02/1999 (analog).

2. Патент РФ №2309034, кл. B23Q 11/02, 2006 (прототип).2. RF patent No. 2309034, cl. B23Q 11/02, 2006 (prototype).

Claims

A device for processing parts on CNC equipment during milling, comprising a cutter with a holder, a dust and chip removal device and a computer, characterized in that it is equipped with a cutting force sensor mounted on the holder, an operational amplifier, a resistor, a switch and a controller, the output of the force sensor cutting connected to the first input of the operational amplifier, the second input of the operational amplifier with a resistor, the input of which is connected to the output of the controller, the input of the controller is connected to the output of the computer, and the output of eratsionnogo amplifier connected to the input of the switch connected to the device to remove dust and chips, while using a computer to determine the cutting force value for milling operations.