SU1077768A1

SU1077768A1 - Apparatus for determining the moment of engagement of workpiece by cutting tool

Info

Publication number: SU1077768A1
Application number: SU823516980A
Authority: SU
Inventors: Вилор Лаврентьевич Заковоротный; Игорь Евгеньевич Павленко; Анатолий Николаевич Ткаченко
Original assignee: Ростовский-На-Дону Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сельскохозяйственного Машиностроения
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1984-03-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА КАСАНИЯ ДЕТАЛИ РЕЖУЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ, содержащее последовательно соединенные преобразователь вибраций, полосовой усилитель, детектор , фильтр низкой частоты и компаратор, отличающеес тем, что, с целью повышени чувствительности, устройство снабжено дополнительным каналом измерени , содержашим последовательно включенные приемник электромагнитного излучени , дифференциальный усилитель, полосовой фильтр, детектор , фильтр низких частот и компаратор, и снабжено двухвходовой схемой И, трехвходовой схемой ИЛИ и двум компараторами , причем входы с)(емы ИЛИ подключены к выходам введенных компараторов и схемы И, входы схемы И подключены к выходам компараторов каналов измерени , а входы введенных компараторов подсоединены соответственно к выходам фильтров низких частот. vl Г2 fj иГ Од // 00 75 /УDEVICE FOR DETERMINING THE MOMENT TOUCH DETAILS cutting tool comprising a series-connected converter vibration, bandpass amplifier, a detector, a low-pass filter and a comparator, characterized in that, in order to increase the sensitivity, the apparatus is provided with an additional measuring channel, that contain the series connection of the electromagnetic radiation receiver, a differential amplifier, bandpass filter, detector, low pass filter and comparator, and is equipped with a two-input circuit AND, three-input OR circuit and two comparators, with inputs c) (they are OR connected to the outputs of the entered comparators and the AND circuit, the inputs of the AND circuit are connected to the outputs of the comparators of the measurement channels, and the inputs of the entered comparators are connected to the outputs of the low-pass filters, respectively. vl Г2 fj and Г Od // 00 75 / U

Description

Изобретение относитс к станкостроению а именно к автоматическому управлению металлорежущими станками и может быть использовано дл определени момента касани детали режущим инструментом. Известно устройство, содержащее последовательно соединенные преобразователь вибраций ВАЗ, полосовой усилитель, детектор , фильтр НЧ и компаратор. Преобразователем вибраций в этом устройстве вл етс высокочувствительный микрофон 1. Устройства, основанные на использовании сигнала виброакустической эмиссии, обладают высокими быстродействием и чувствительностью , однако их помехозащищенность недостаточно высока. Низка помехозащищенность этих устройств объ сн етс тем, что фактически момент касани определ етс по превышению амплитудой высокочастотных колебаний в месте установки преобразовател некоторого заданного уровн . Но такие же изменени амплитуды высокочастотных колебаний могут быть вызваны и посторонними источниками, например, ударами или резкими переходными процессами (например, троганье щлифовального круга). Дл увеличени помехозащищенности необходимо увеличивать порог срабатывани устройства или сужать полосу рабочих частот, на которой осуществл етс регистраци колебаний, все это снижает реальную чувствительность устройства. Приближа преобразователь к зоне обработки , можно повысить реальную чувствительность , однако при этом увеличиваетс веро тность нарущени креплени преобразовател и обрыва соединительных проводов из-за высокого уровн вибраций в месте установки преобразовател и нзаи.мных перемещений узлов станка. Цель изобретени - повыщение чувствительности устройства дл определени момента , касани детали режущим инструментом , в частности щлифовальным кругом. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство, содержащее последовательно соединенные преобразователь вибрации, полосовой усилитель, детектор, фильтр низких частот и компаратор, снабжено дополнительным каналом измерени , содержащим последовательно включенные приемник электромагнитного излучени , дифференциальный усилитель, полосовой фильтр, детектор, фильтр низких частот и компаратор и снабжено двухвходовой схемой И трехвходовой схемой ИЛИ и двум компараторами, причем входы схемы ИЛИ соединены с выходами компараторов и схемы И, входы схемы И подключены к выходам компараторов каналов измерени , а входы введенных компараторов подсоединены соответственно к выходам фильтров низких частот. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства дл определени момента касани детали режущим инструментом. Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1 вибраций, йолосовой усилитель 2, детектор 3, фильтр 4 низких частот и компаратор 5, а также измерительную цепочку, образованную приемником 6 электромагнитного излучени , дифференциальным усилителем 7, полосовым фильтром 8, детектором 9, фильтром 10 низких частот, компаратором 11. Устройство содержит также логическую схему И 12, схему ИЛИ 13 и два дополнительных компаратора 14 и 15. Входы схемы И 12 соединены с компараторами 5 и 11, а выход с одним из входов трехвходовой схемы ИЛИ 13, выход которой вл етс выходом устройства. Входы дополнительных компараторов 14 и 15 подключены к выходам фильтров 4 и 10 низких частот и соответственно выходами - к входам схемы ИЛИ 13. Устройство работает следующим образом. В момент соприкосновени круга и детали зона резани излучает волны виброакустической эмиссии и электромагнитного излучени . Сигнал ВАЗ принимаетс преобразователем 1 вибраций, усиливаетс полосовым усилителем 2, причем его полоса усилени соответствует частотам вынужденных колебаний , возникающих в результате соударени зерен абразива с деталью. Затем сигнал детектируетс детектором 3, сглаживаетс фильтром 4 низких частот и поступает на входы компараторов 5 и 14. Порог срабатывани компаратора 5 низкий и определ етс требуемой чувствительностью устройства. Порог срабатывани компаратора 14 существенно выще. Компаратор 14 необходим дл аварийного останова подвода круга в случае возникновени в дополнительном канале какой-либо поломки (например, при повреждении соединительных проводов). Второй канал (электромагнитный) работает аналогичным образом. Сигнал с приемника 6 электромагнитного излучени , выполненного , например в виде нескольких витков провода вокруг заднего центра станка , поступает на дифференциальный усилитель 7. Наличие в схеме дифференциального усилител 7 позвол ет устранить паразитные наводки в соединительных проводах. Затем сигнал поступает на полосовой фильтр 8, полоса пропускани которого соответствует частотам наибольшей интенсивности электромагнитного излучени . Далее сигнал проходит через детектор 9 и фильтр 10 низких частот, на вход компаратора 11 с низким уровнем срабатывани и на вход компаратора 15 с высоким уровнем срабатывани дл случа аварийной остановки.The invention relates to a machine tool industry, in particular, to automatic control of metal cutting machines and can be used to determine when a part touches a cutting tool. A device comprising a VAZ vibration transducer connected in series, a bandpass amplifier, a detector, a low-pass filter and a comparator is known. The vibration transducer in this device is a highly sensitive microphone 1. Devices based on the use of a vibroacoustic emission signal have high speed and sensitivity, but their noise immunity is not high enough. The low noise immunity of these devices is due to the fact that, in fact, the moment of contact is determined by the amplitude of high-frequency oscillations in the installation site of the transducer being above a certain level. But the same changes in the amplitude of high-frequency oscillations can also be caused by extraneous sources, for example, strikes or abrupt transients (for example, starting a grinding wheel). To increase the noise immunity, it is necessary to increase the response threshold of the device or narrow the operating frequency band at which the oscillations are recorded, all of which reduce the real sensitivity of the device. By adjusting the transducer to the treatment area, it is possible to increase the real sensitivity, however, this increases the likelihood of the transducer mounting failure and breakage of the connecting wires due to the high level of vibrations at the transducer installation site and the movement of the machine components. The purpose of the invention is to increase the sensitivity of a device for determining the moment when a part touches a cutting tool, in particular a grinding wheel. The goal is achieved in that the device comprising a vibration sensor, a band amplifier, a detector, a low-pass filter and a comparator connected in series is provided with an additional measuring channel containing a series-connected electromagnetic radiation receiver, a differential amplifier, a band-pass filter, a detector, a low-pass filter and a comparator and is equipped with a two-input circuit AND a three-input OR circuit and two comparators, and the inputs of the OR circuit are connected to the outputs of the comparators and c The outputs are AND, the inputs of the AND circuit are connected to the outputs of the measurement channel comparators, and the inputs of the entered comparators are connected respectively to the outputs of the low-pass filters. FIG. Figure 1 shows a block diagram of a device for determining the moment of contact of a part with a cutting tool. The device comprises a vibration transducer 1 connected in series, a voice amplifier 2, a detector 3, a low-pass filter 4 and a comparator 5, as well as a measuring chain formed by an electromagnetic radiation receiver 6, a differential amplifier 7, a band-pass filter 8, a detector 9, a low-pass filter 10, comparator 11. The device also contains the AND 12 logic circuit, the OR 13 circuit and two additional comparators 14 and 15. The AND 12 circuit inputs are connected to comparators 5 and 11, and the output is from one of the three-input circuit inputs OR 13, you od which is the output device. The inputs of the additional Comparators 14 and 15 are connected to the outputs of the filters 4 and 10 of the low frequencies and, accordingly, the outputs to the inputs of the circuit OR 13. The device operates as follows. At the moment of contact between the wheel and the part, the cutting zone emits waves of vibro-acoustic emission and electromagnetic radiation. The VAZ signal is received by the vibration converter 1, amplified by a bandpass amplifier 2, and its gain band corresponds to the frequencies of forced vibrations resulting from the impact of the abrasive grains with the part. The signal is then detected by the detector 3, smoothed by the low-pass filter 4 and fed to the inputs of the comparators 5 and 14. The response threshold of the comparator 5 is low and is determined by the required sensitivity of the device. The threshold for triggering comparator 14 is significantly higher. The comparator 14 is necessary for the emergency stop of the wheel in the event of any breakage in the additional channel (for example, if the connecting wires are damaged). The second channel (electromagnetic) works in a similar way. The signal from the receiver 6 of electromagnetic radiation, made, for example, in the form of several turns of wire around the rear center of the machine, goes to the differential amplifier 7. The presence in the circuit of the differential amplifier 7 eliminates parasitic pickups in the connecting wires. The signal is then fed to a band-pass filter 8, the bandwidth of which corresponds to the frequencies of the highest intensity of electromagnetic radiation. Next, the signal passes through the detector 9 and low-pass filter 10, to the input of the comparator 11 with a low response level and to the input of the comparator 15 with a high response level for an emergency stop.

Одновременное срабатывание компараторов 5 и 11 или срабатывание какого-либо из компараторов 14 и 15 высокого уровн , вызывает по вление сигнала на выходе схемы ИЛИ 13, который и вл етс командой на остановку подвода круга.The simultaneous operation of comparators 5 and 11 or the operation of any of the comparators 14 and 15 of a high level causes a signal at the output of the circuit OR 13, which is a command to stop the circle approach.

Использование дополнительных компараторов 14 и 15 существенно повышает надежность работы устройства в целом за счет того, что позвол ет работать каналам и независимо, т.е. один канал как бы резервирует другой.The use of additional comparators 14 and 15 significantly increases the reliability of the device as a whole due to the fact that it allows the channels to work independently. one channel reserves another.

Предлагаемое устройство позвол ет повысить точность обработки и расширить область применени устройств контрол моментов касани , например их при зубошлифовании мелкомодульных шестерен и т.п.The proposed device allows improving the processing accuracy and expanding the field of application of devices for controlling the contact moments, for example, for gear grinding of fine-grained gears, etc.

Высока надежность устройства создает услови дл повышени безопасности и безаварийности работы шлифовальных станков.The high reliability of the device creates conditions for increasing the safety and trouble-free operation of grinding machines.

Область применени предлагаемого устройства может быть расширена, например, за счет использовани дл контрол момента касани инструмента с деталью при лезвийной обработке, в том числе и при весьма малых силах резани .The field of application of the proposed device can be extended, for example, by using to control the moment of contact of the tool with the part during blade processing, including at very low cutting forces.

Устройство может использоватьс дл построени адаптивных систем уг равлени станками.The device can be used to build adaptive machine control systems.

Claims

A DEVICE FOR DETERMINING A PART OF TOUCH OF A DETAIL A CUTTING INSTRUMENT, comprising a series-connected vibration transducer, a band amplifier, a detector, a low-pass filter and a comparator, characterized in that, in order to increase the sensitivity, the device is equipped with an additional measurement channel containing an electromagnetic radiation receiver connected in series, differential amplifier, band-pass filter, detector, low-pass filter and comparator, and is equipped with a two-input circuit And, a three-input circuit oh OR and two comparators, the inputs> (OR emy input connected to the outputs of comparators and the AND circuit, the inputs of the AND circuit connected to the outputs of comparators measurement channels, and inputs input comparators are connected respectively to the outputs of low pass filters.

SU „„ 1077768

FIG. f