SU1084662A2 - Устройство дл контрол износа режущего инструмента - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, по авт.св. № 1019289, отли1аю1цеес  тем, что, с целью повышени  надежности контрол , оно снабжено цепью, содержащей последовательно соединенные усилитель зар да, усилитель с переменным коэффициентом усилени  и . узкополосный высокочастотный фильтр,. включенной между датчиком вибраций и счетно-решающей схемой, блоком ре- гистрации максимума отклика, интерфейсом ЧПУ станка, блоком логики и управлени , блоком автоматического выбора коэффициента усилени , ключевым блоком и возбудителем вибрации., причем вход интерфейса ЧПУ станка и первый вход блока логики и управлени  соединены с выходом второго триггера, второй вход блока логики и управлени  соединен с выходом блока регистрации максимума отклика, третий вход соединен с выхбдом интерфейса ЧПУ станка, первый выход блока логики и управлени  соединен с входом узкополосного высокочастотного фильтра, второй выход - с входом блока автоматического выбора коэффициента усилени , выход которого соединен с входом усилител  с перемен- § ным коэффициентом усилени , а третий (Л выход блока логики и управлени  черезч ключевой блок соединен с входом возс будител  вибраций

Description

00

N

О)

о ю Изобретение относитс  к контролю износа режущего инструмента при металлообработке и может быть использов но  п  повышени  долговечности, надежности работы режущих инструментов и станков с числовым программным управлением- (ЧПУ).. По основному авт.св. 1019289 известно устройство дл  контрол  износа режущего инструмента, содержащее датчик, параллельно соединенные блок вычислени  уменьшени  приращени  виброскорости и блок вычислени  увеличени  приращени  виброскорости , счетно-решающую схему, соединенную с последним и блок инддакации, оно.снабжено блоком блокировки, первым триггером,-вторым триггером, датчик выполнен в виде двухкомпонент измерител  вибрации, счетно-решающа  схема в виде последовательно соединенных сумматора и блока выделени  среднеквадратического значени  -вход сумматора соединен с двухкомпонентным измерителем вибрации, блок вычислени  увеличени  приращени  виб роскорости и блок вычислени  уменьше ни  виброскорости выполнены в виде схемы фиксации, усилител , схемы сравнени , exeNtj временной селекции и делител  напр жени , вход схемы фиксации, положительный вход усилител  и вход делител  напр жени  соединены с выходом блока среднеквадратич ного значени , выход схемы фиксации сое динен с отрицательным входом усилител  а выходусилител  - с положительным вхо дом схемы сравнени ,выход делител  напр жени  соединен с отрицательным входом схемы сравнени , выхЪд которой соединен с входом схемы временной се лекции, первый выход ее соединен с вторым входом схемы фиксации, а второй выход блока вычислени  увеличени  приращени  виброскорости соединен с первым входом первого триггера , второй выход схемы временной селекции блока вычислени  уменьшени  приращени  виброскорости соедине с первым входом второго триггера, вы ход которого соединен с входом блока индикации, вход блока блокировки coe динен с выходом блока выделени  сред неквадратического значени , а выход - с вторыми входами первого и второго триггеров, выход первого триггера соединен с вторым входом схемы фиксации блока вычислени  умен шени  приращени  виброскорости IJ. Недостатком известного устройства дл  контрол  -износа режущего инструмента  вл етс  измен када с  жесткость системы СПИД в широких пределах, что приводит к изменению информативной полосы частот, что снижает надеж ность контрол . Цель изобретени  - повышение надежности контрол . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  контрол  износа режущего инструмента снабжено цепью, содержащей последовательно соединенные усилитель зар да, усилитель с переменным коэффициентом усилени  и узкополосный высокочастотный фильтр, включенной между датчиком вибраций и счетно-решакадей схемой, блоком регистрации максимума отклика, интерфейсом ЧПУ станка, блоком логики и управлени , блоком автоматического выбора коэффициента усилени , ключевым блоком и- возбудителем вибраций , причем вход интерфейса ЧПУ станка и первый вход блока логики и управлени  соединеныс выходом второго триггера, второй вход блока логики и управлени  соединен с выходом блока регистрации максимума отклика , вход соединен с выходом интерфейса ЧПУ станка, первый выход блока логики и управлени  соединен с входом узкополосного высокочастотного фильтра, второй выход - с входом блока автоматического выбора коэффициента усилени , выход котооого соединен с входом усилител с переменным коэффициентом усилени , а третий выход блока логики и управлени  через ключевой блок соединен с входом возбудител  ви-браций. На фиг 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие принцип работы устройства, Устройство дл  контрол  износа режущего инструмента содерзкит датчик 1 вибраций, соединенный дерез цепь, включающую усилитель 2- зар да , усилитель 3 с переменным коэффициентом усилени  и узкополосный высокочастотный фильтр -4 со счетно-решающей схемой 5, выход которой соединен с входами блока 6 вычислени  увеличени  приращени .виброскорости, блока 7 блокировки, блока 8 регистрации максимума отклика, выход блока 6 вычислени  увеличени  приращени  виброскорости соединен с первым входом первого триггера 9, выход блока 10 вычислени  уменьшени  приращени  виброскорости соединен с первым входом второго триггера 11, выход которого соединен с входом блока 12 индикации , интерфейсом 13 ЧПУ станка, первым входом блока 14 логики и управлени , второй вход блока 14 соединен с выходом блока 8 регистрации , максимума отклика, третий вход блока 14 соединен с выходом интерфейса 13 ЧПУ станка. Первый выход блока 14 логики и управлени  соединен

с входом узкополосного 1высокочастотного фильтра 4, второй выход соединен с входом блока 15 автоматического выбора коэффициента усилени , выход которого соединен с входом усилител  3 с переменным коэффициентом усилени , а третий выход блока 14 логики и управлени  через ключевой блок 16 соединен с входом возбудител 17 вибраций. Выход блока 7 блокировки соединен с вторыми входами триггеров 9 и 11. Счетно-решающа  схема 5 выполнена в виде сумматора 18 и блока 19 выделени  среднеквадратического значени . Блок 6.вычислени  увеличени  приращени  виброскорости и блок 10 вычислени  уменьшени  приращени  виброскорости выполнены аналогично в виде схем 20 и 21 фиксации, разностных усилителей 22 и 23, схем 24 и 25 сравнени , делд телей 26 и 27 напр жени  и схем 28 и 29 временной селекции. ,

Устройство работает -следующим образом .

Дл  определени  частоты собственного резонанса системы СПИД анализируетс  отклик датчика 1 вибраций, закрепленного в непосредственной .близости от режущего инструмента, на ударное возбуждение, осуществл емое возбудителем 17 вибраций. Поиск искомой частотной области основан на

TQM, что в диапазоне f 0,8-10 кГц отклик узкопслосного фильтра 4, имеющего резонансную частоту, совпадающую с 1скомой частото.й резонанса СПИД, на ударное возбуждение будет максимальным по сравнению с фильтром имеющим другую резонансную частоту. При включении станка блок 14 дешифрует команду от интерфейса 13 ЧПУ станка о начале обработки и запускает блок 15 автоматического выбора коэффициента усилени , необходимость введени  которого в схему устройства обусловлена значительным разбросом амплитуд вибрации дл  различных . видов станков, приспособлений, инструментов , заготовок, видов обработки вариации режимов резани . Блок 15 автоматического выбора коэффициента усилени  может быть выполнен, например , в виде двоичного счетчика:, генера .тора тактовых импульсов компаратора предельного уровн  сигнала, бло кирующего поступление тактовых импул сов на счетчик, при достижении выход ного напр жени  уровн  срабатывани  компаратора. Определение момента износа режущего инструмента при работе станка, основано на анализе вибрации, воспринимаемой датчиком 1, выполненным в виде двухкомпонентного измерител  вибраций. Электрические сигналы с датчика 1, после усилени  усилителем 2 зар да и усилителем 3 с

регулируемым коэффициентом усилени , отфильтровываютс  узкополосным высокочастотным регулируемым фильтром 4 и поступают на сумматор 18 и далее на блок 19 выделени  среднеквадратического значени  сигнала виброскорости . На выходе блока 19 образуетс  сигнал, соответствующий среднеквадратическому значению векторной суммы виброскоростей в ортогональных направлени х . С выхода блока 19 сигнал виброскорости поступает на вход схемы 20 фиксации максимумов. Разностный усилитель 22 вырабатывает сигнал разности между текущим значением сигнала и его максимальным значением. Схема 24 сравнени  срабатывает в том случае, когда- эта разность превышает величину, задаваемую текущим значением , уменьшенным делителем 26 напр жени  в п раз, т.е. при уменьшении сигнала относительно его максимального значени  .на величину 1, задаваемую в процентах, относительно его текущего значени . Схема 28 временной селекции блокирует прохождение кратковременных сигналов, длительность которых меньше величины t и обновл ет содержимое схемы 20 фиксации максимумов сигнала вибро- . скорости. Триггер 9 устанавливаетс  в состо ние логической единицы при Срабатывании схемы 24, чему соответствует врем  Тд в период нормального износа инструмента и включает в работу блок 10 вычислени  уменьшени 

приращени  виброскорости, снима  сигнал сброса со схемы 21 фиксации ; миниму,ов сигнала виброскорости. Блок 10 вычислени  уменьшени  прира щени  виброскорости работает аналогично блоку 6 с той лишь разницей, что схема 25 сравнени  срабатывает при изменении уровн  минимального значени  сигнала на величину П, мень Шую Ц. Этим достигаетс  уменьшение, возможности времени работы на участке катастрофического износа (участок при 17 т при сохранении достоверности выдачи аварийного сигнала за счет последовательного во времени вычислени  максимума и минимума сигнала . Сигнал со cxeivod 25 сравнени  через схему 29 временной селекции устанавливает триггер 11 в состо ние логической единицы во врем  Т , соответствун цее катастрофическому из но-. су, срабатывает блок 12 индикации, включа  звуковой или световой сигнал на замену изнсшеиного инструмента.

Блок 7 блокировки сигнала виброскорости при переходных режимах блокирует установку триггеров 9 и 11 в состо ние логической единицы при включении двигател , при его работе в режиме ндстройки, при выключении двигател  на врем , достаточное дл 

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, по авт.св. № 1019289, отливающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено цепью, содержащей последовательно соединенные усилитель заряда, усилитель с переменным коэффициентом усиления и узкополосный высокочастотный фильтр,, включенной между датчиком вибраций и счетно-решающей схемой, блоком ре-’ гистрации максимума отклика, интерфейсом ЧПУ станка, блоком логики и управления, блоком автоматического выбора коэффициента усиления, ключевым блоком и возбудителем вибрации., причем вход интерфейса ЧПУ станка и первый вход блока логики и управления соединены с выходом второго ' триггера, второй вход блока логики и управления соединен с выходом блока регистрации максимума отклика, третий вход соединен с выходом интерфейса ЧПУ станка, первый выход блока логики и управления соединен с вхо- ⁴ дом узкополосного высокочастотного фильтра, второй выход - с входом блока автоматического выбора коэффициента усиления, выход которого соединен с входом усилителя с переменным коэффициентом усиления, а третий выход блока логики и управления через! ключевой блок соединен с входом возбудителя вибраций.