SU1119825A1 - Устройство дл определени информации о параметрах процесса резани - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ПАРАМЕТРАХ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ, содержащее преобразователь виброакустической эмиссии, установленный на режущем инструменте в направлении действи  радиальной составл ющей силы резани  и св занный с последовательно соединенный предварительным усилителем, узкополосным перестраиваемым фильтром высоких частот, детектором со встроенным интегратором, первой схемой сравнени  с задатчиком и многовходовым регистратором , кроме того, содержащее схему автоматической настройки высокочастотного фильтра по амплитуде выходного сигнала, вход которой соединен с выходом детектора, а выход - с входами пер,естраинаемого фильтра и задатчика первой схемы сравнени , и блок регистрации режимов обработки, соединенный с вторым входом предварительного усилител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в устройство введены генератор высокочастот- . ных колебаний, модул тор, коммутатор , соеДиненньй одним входом с преобразователем виброакустической эмиссии , вторым входом - с генератором, а третьим входом - с модул тором, втора  схема сравнени  с задатчиком, выход которой соединен с вторым вхо дом многовходового регистратора, первое дифференцирующее звено, формирователь сбросовых импульсов, последовательно соединенные первый усилитель высокочастотных импульсов, подключенный к выходу коммутатора, первый счетчик входных импульсов со встроенным нормализатором импульсов, первый электронный ключ, счетчик тактовых импульсов, преобразователь « код-напр жение, первый блок усреднени , треть  схема сравнени , второй %/J вход которой соединен с выходом преобразовател  -код-напр жение, первый блок регистрации разностного сигнала, выход которого соединен с третьим входом многовходового регистратора, при этом выход первого блока усреднени  соединен также со вторым входом .. арой схемы сравнени , сбросовые входы обоих счетчиков через последовательно соединенные формирователь сбросовых импульсов и первое дифференцирующее звено соединены с выходом модул тора, а второй вход первого электронного ключа соединен с :выходом введенного в устройство генератора тактовых импульсов. 2. Устройство ПОП.1, отли (Чающеес  тем, что в него :введены второе дифференцирующее звено, четверта  схема сравнени  с задатчиком, выход которой соединен с четвертым входом многовходового регистратора, последовательно соеди

Description

ненные второй электронный ключ, подключенный одним входом к выходу первого усилител  высокочастртньк импульсов , а вторым входом - к второму выходу первого счетчика входных импульсов , первь1й управл емый аналоговый блок пам ти амплитудного значени  входных импульсов, второй блок усреднени , п та  схема сравнени , второй вход которой соединен с выходом первого управл емого аналогового блока пам ти и второй блок регистрации разностного сигнала, выход которого соединён с п тым входом многовходового регистратора, выход второг блока.усреднени  соединен также со вторым входом четвертой схемы сравнени , а третий выход первого счетчика входных импульсов чер.ез второе Дифференцирующее звено соединен с вторым входом первого блока пам ти. 3. Устройство по ПП.1 и 2, отличающеес  тем, что оно снабжено вторым преобразователем виброакустической эмиссии, установленным на инструменте в направлении подачи так, что его ось совпадает с направлением сигнала, отраженного от передней режущей кромки инструмента, и подключенным к нему каналом, в который вход т полосовой фильтр, блок вьо елени  огибающей амплитудной модул ции, третий электронный ключ, шеста  схема сравнени  с задатчиком выход которой соединен с шестым входом многовходового регистратора, усилитель-преобразователь и последовательно соединенные широкополос9825

ный усипитель отраженных импульсов с переменным коэффициентом усилени ,, подключенный к выходу второго преобразовател  виброакустической эмиссии , второй импульсный усилитель, формирователь импульсов, второй счетчик импульсов, второй импульсный аналоговый блок пам ти, третий блок усреднени , седьма  схема сравнени , второй вход которой подключен к выходу второго аналогового блока пам ти , и третий блок регистрации разностного сигнала, выход которого подключен к седьмому входу многовходового регистратора, при этом второй регулируемый вход широкополосного усилител  соединен с выходом блока регистрации режимов обработки, а выход через последовательно включенные полосовой фильтр и блок выделени  оп ающей амплитудной модул ции соединен с восьмым входом многовходового регистратора и параллельно через усилитель-преобразователь с вторыми входами трех блоков регистрации разностного сигнала, выход третьего блока усреднени  соединен также с вторым входом шестой схемы сравнени , третий электронный ключ вторым входом подключен к выходу второго импульсного усилител , а третьим входом - к второму выходу второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом формировател  сбросовых импульсов, а выход третьего электронного ключа подключен к второму входу второго блока пам ти.

1

Изобретение относитс  к станкостроению , предназначено дл  измерени  основных параметров, характеризующих состо ние процесса резани  непосредственно в ходе обработки, и может быть использовано дл  автоматического управлени , выбора и поддержани  оптимальных режимов обработки на станках, снабженных адаптивными системами управлени .

Известно устройство, содержащее последовательно включенные преобразователь виброакустической эмиссии (ВАЗ), предварительный усипитель с регулируемым коэффициентом усилени , управл ющий вход которого соединен с блоком регистрации режимов обработки, высокочастотный канал, включающий последовательно соединенные перестраиваемый фильтр высоких частот, детектор и систему автоматической настройки частоты высокочастотного фильтра по амплитуде выходного сигнала , вход которой подключен к выходу детектора, а выход - к настраиваемому фильтру и задатчику величины износа, а также схему сравнени , св  занную С задатчиком износа инструмен та и регистратором. Устройство позвол ет с достаточной точностью определ ть фактическую степень износа ин струмента непосредственно в ходе обработки , а также качество формообразовани  обраба:тываемой детали lj . Однако дл  оптимизации процесса резани , например при обработке маложестких деталей, необходимо иметь дополнительную достоверную информаци об изменении (увеличении или уменьшении ) диаметра обрабатываемой детали , обусловленном либо развитием размерного износа инструмента, либо изменением (увеличением) его деформации в координатах X, Y, Z, либо изменением податливости (жесткости) самой обрабатываемой детали. Это обуславливает необходимость получени  достоверной информации о каждом из таких важных параметров, как величина износа и скорость его развити , текущее значение диаметра обрабатываемой детали и изменение ее жесткости (податливости), а также величина деформации самого режущего инструмента. Кроме того, нар ду с измерением размерного износа инструмента по задней грани, защитой его от поломки необходимо иметь возможность полу чени  отдельной информации о величине износа типа лунка в месте схода стружки по передней грани, а также информации о характере процесса стружкообразовани . Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет измерени  текущего значени  диаметра обрабатываемой детали, регистрации ее податливости (изменение жесткости), измерени  деформации режущего инструмент износа типа луика в месте схода стружки по передней грани, а также информации о процессе стружкообразовани . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее преобразователь виброакустической эмиссии установленн№1 на режущем инструменте в направлении действи  радиальной составл ющей силы резани  и св занны с последовательно соединенными предварительным усилителем, узкополосным 1 254 перестраиваемым фильтром высоких частот , детектором со встроенным интегратором , первой схемой сравнени  с задатчиком и многовходовым регистратором , кроме того, содержащее схему автоматической настройки высокочастотного фильтра по амплитуде выходного сигнала, вход которой соединен с выходом детектора, а выход - с входами перестраиваемого фипьтра и задатчика первой схемы сравнени , и блок регистрации режимов обработки, соединенный с вторым входом предварительного усилител , введены генератор высокочастотных колебаний, модул тор , коммутатор, управл емый модул тором , соединенньй одним входом с преобразователем виброакустической эмиссии, вторым входом - с генератором , а третьим входом - с модул тором, втора  схема сравнени  с задатчиком, выход которой соединен с вторым входом многовходового регистратора, первое дифференцирующее звено, формирователь сбросовых импульсов, последовательно соединенные первый усилитель высокочастотных импульсов, подключенный к выходу коммутатора, пер-, вьй счетчик входных импульсов со встроенным нормализатором импульсов , первьй электронный ключ, счетчик тактовых импульсов, преобразователь код-напр жение, первьш блок усреднени , треть  схема сравнени , второй вход которой соединен с выходом преобразовател  код-напр жение, первьй блок регистрации разностного сигнала, выход которого соединен с третьим входом многовходового регистратора ,- при этом сбросовые входы обоих счетчиков через последовательно соединенные формирователь сбросовых импульсов и первое дифференцирующее звено соединены с выходом модул тора , а второй вход первого электронного ключа соединен с выходом введенного в устройство генератора тактовьк импульсов, а выход первого блока усреднени  соединен также со вторым входом второй схемы сравнени . Кроме того, дл  регистрации деформации режущего инструмента и интенсивности его износа устройство снабжено каналом регистрации амплитудного значени  (мощности) отраженного импульса входного сигнала, содержащим второе дифференцирующее звено, четвертую схему сравнени  с задатчиком, выход которой соединен с четвертым входом многовкодового регистратора, последовательно сое . диненные второй электронный ключ, подключеиньй одним входом к выходу первого усилител  высокочастотных импульсов, а вторьм входом - к втор му выкоду первого счетчика входных; импульсов, первьй управл емый анало говый блок пам ти амплитудного зна .чени  входных, импульсов, второй бло усредненш|, п тую схему сравнени , второй вход которой соединен с выходом первого управл емого аналогового блока пам ти, и второго блока регистрации разностного сигнала, вы ход которого соединен с п тым входо многовходового регистратора, выход второго блока усреднени  соединен , также со вторым входом четвертой схемы сравнени , а третий выход пер вого счетчика входных импульсов чер второе дифференцирующее звено соеди нен с вторым входом первого блока пам ти. Дл  получени  раздельной информа ции об уносе типа лунка в месте схода стружки по передней грани и о характере процесса стружкообразовани  устройство снабжено вторым прео разователем виброакустической эмиссии , установленным на инструменте в направлении подачи таким образом, что ось его чувствительности совпадает с направлением сигнала, отраженного от передней режущей кромки инструмента, и подключенным к нему каналом, состо щим из полосового фильтра, блока вьделени  огибающей амплитудной модул ции, третьего электронного ключа, шестой схемы ср нени  с задатчиком, выход которой соединен с шестым входом многовходового регистратора, усилител -преобразовател  и последовательно соединенных широкополосного усилител , , отраженных импульсов с переменным коэффициентом усилени , подключенного к выходу второго преобразовате л  ВАЭ второго импульсного усилител , формировател  импульсов, вто ,рого счетчика импульсов, второго им пульсного аналогового блока пам ти, третьего блока усреднени , седьмой схемы сравнени , второй вход которой подключен к выходу второго пульсного аналогового блока пам ти, и третьего блока регистрации разнос ного Сигнала, выход которого подклю чен к седьмому входу многовходового регистратора, при этом второй регулируемый вход широкополосного усилител  соединен с выходом блока регкстрац и режимов обработки, а выход через последовательно включенные полосовой фильтр и блок вьщелени  огибающей амплитудной модул ции соединён с восьмьм входом многовходового регистратора и параллельно через усилительпреобразователь с вторыми входами трех блоков регистрации разностного сигнала, выход третьего блока усреднени  соединен также с вторым входом шестой схемы сравнени , третий электронный управл емьй ключ вторым входом подключен к выходу второго импульсного усилител , а третьим входом - к второму выходу второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом формировател  сбр осовых импульсов, а выход третьего электронного ключа подключен к второму входу второго блока пам ти. Преобразователь виброакустической эмиссии при этом одновременно выполн ет функцию преобразовател  импульсного возбуждени  высокочастотных ультразвуковых колебаний на частоте с минимальным акустическим сопротивлением в зоне контакта инструмент-деталь в направлении действи  отжимающей составл ющей сипы резани  PU и функцию преобразовател  регистрации виброакустической эмиссии . На фиг. 1 приведена блок-схема устройства дл  определени  текущей информации о параметрах процесса резани ; на фиг. 2 - пример установки преобразовател  возбуждени  и регистрации ВАЗ в направлении действи  радиальной составл ющей силы резани , преобразовател  регистрации ВАЗ в на- ; правлении подачи и пример вьтолнени  кинематической св зи блока регистрации вариации режимов обработки с обрабатываемой деталью и суппортом станка. Устройство содержит npeo6pji3oватёль 1 регистрации спектра вибро- . акустической эмиссии, излучаемой зоной резани  в направлении действи  радиальной составл ющей силы резани , установленный на инструменте, электронный коммутатор 2, управл емый модул тором 3, выполненным в виде низкочастотного генератора пр моугольных импульсов, высокочастотный ультразвуковой генератор 4 дл  возбуждени  колебаний в режущеминструменте преобразователем 1, первый импульсный усилитель 5, подключенную к вы- 5 ходу усилител  5 цепь, состо щую из последовательно включенных первого счетчика 6, считывающего входные отраженные импульсы в дес тичном коде, первого электронного ключа 7 О с подключенным к его сигнальному входу генератором 8 тактовых импульсов , счетчика 9 тактовых импульсов в двоичнодес тичном коде, преобразовател  10 код-напр жение, первый 5 блок 11 пам ти и усреднени , третью схему 12 сравнени , второй вход которой соединен с выходом преобразовател  код-нащ  жение 10, первый блок 13 регистрации отрицательного 20 значени  разностного сигнала и многовходовой регистратор 14 входных сигналов устройства.

Выход блока 11 соединен также с последующим входом многовходового 25 регистратора через св занную с задатчиком 15 допустимого значени  диаметра схему 16 сравнени .

Выход модул тора 3 через последовательно соединенные первое дифферем-зо цирующее звено 17 и формирователь 18 сбросовых импульсов подключен к сбросовый входам счетчиками б и 9.

Устройство содержит также канал 35 регистрации a mлитyды (мощности) отраженных импульсов, включающий в себ  второй электронный ключ 19, подключенный сигнальным входом к выходу первого импульсного усилител  а управл юпщм входом - к второму выходу первого счетчика 6, первый импульсный аналоговый блок 20 пам ти, сигнальным входом подключенный к выоду второго электронного ключа 19, 5 а сбросовьм входом через второе диференцирующее звена 21 соединен с третьим выходом первого счетчика 6, второй блок 22 пам ти и усреднени , подключенный к выходу первого импуль-50 сного аналогового блокад 20 пам ти, четвертую и п тую схемы 23 и 24 сравнени , подключенные входами к выходу второго блока 22 пам ти и усреднени , вторые входы схемы 23 и 24 подклю- 55 чены соответственно к выходу задатчика 25, допустимого значени  контролируемого параметра и к выходу первого и№1ульсного аналогового блока 2 пам ти.

Выход четвертой cxetiM 23 сравнени подключен к четвертому входу многовходового регистратора 14, к следующему входу которого через блок 26 регистрации отрицательного значени  разностного сигнала подключен вь1ход п той схемы 24 сравнени .

Устройство содержит также блок измерени  износа, включаю1ф1Й в себ  все элементы известного устройства, а именно предварительный усилитель 2 с переменным коэффициентом усилени , подключенный к выходу преобразовател  1 , блок 28 регистрации режимов обработки , выход которого подключен к управл ющему входу предварительного усилител  27, узкополосный перестраиваемый фильтр 29, подключенный к выходу предварительного усилител  27, детектор 30 со встроенным интегратором , подключенный к выходу узкополосного фильтра 29, систему 31 автоматической настройки узкополосного фильтра 29 по максимальному выходному напр жению детектора 30, первую схему 32 сравнени , подключенную к выходу детектора 30 и задатчика 33 допустимой величины износа, выход которого подключен к второму входу схемы 32 сравнени , а вход - к второму выходу системы 31. Выход схемы 32 сравнени  подключен к первому входу многовходового регистратора 14.

Устройство содержит также канал регистрации интенсивности изнашивани , включающий блок 34 программного дифференцировани , подключенный к выходу детектора 30 канала измерени  износа, схему 35 сравнени , первый вход которой подключен к выходу блока 34 программного дифференцировани , второй вход - к .задатчику 36 интенсивности износа, а выход - к последун дему входу многовходового регистратора 14.

Устройство содержит также второй преобразователь 37 регистрации виброакустической эмиссии, установленный на инструменте в направлении подачи таким образом, что его ось перпендикул рна передней режущей кромке инструмента, широкополосньй усилитель 38 с регулируемым коэффициентом усилени , подключенньй к выходу преобразовател  37, управл ющий вход усилител  38 управлени  коэффициентом усилени  подключен к выходу блока 28 регистрации режимов обработ ки, второй импульсный усилитель 39, подключенный к выходу широкополоеного усилители 38 с регулируемым коэффициентом усилени , нс мирователь 40 импульсов, подключеиш к выходу второго импульсного усилител  39, второй счетчик 41 в дес тично коде отраженных импульсов, в направлении подачи, третий управл емый электронный ключ 42, сигнальный вход которого подключен к вькоду второго импульсного усилител  39, а управл ющий вход - к первому выходу в дес тичном коде второго счетчика 41, второй аналоговый блок 43 пам ти, сигнальный вход которого подключен к выходу третьего электрон ного ключа 42, а сбросовый вход - к третьему выходу второго счетчика 41, третий блок 44 пам ти и усреднени , подключенный к выходу второго шшуль Ного аналогового блока 43 пам ти, две схемы 45 и 46 сравнени , подключенные к выходу блока 44, задатчик 47 допу(стимой величины ксштролируемого параметра, выход которого соеди нен с вторым входом шестой схемы 45 сравнени , выход которой соединен с шестым входом многовходового регистратора 14, а второй вход схемы 46 сравнени  соединен с выходом второго импульсного аналогового блока 43 пам ти, третий блок 48 регистрации (отрицательного значени ) разностного сигнала, подключенный входом к выходу седьмой схемы 46 сравнени , а выходом - к седьмому входу регистратора 14, цепь, состо щую из последовательно соединенных полосового фильтра 49, настроенного на частоту ламелизации стружки, блок 50 вьщеленк  огибающей амплитудной модул ции, выход которого подключен к восьмому входу многовходового регистратора 14 и усилитель-преобразователь 51, подключенный к выходу усилител  38 и вьполн ющий функции формировател  управл ющего сигнала блоками 48, 13, 26 регистрации разностного значени  сигнала каждого диагностического , канала. Устройство работает следующим образом. Сигнал об износе режущего инструмента скорости его развити  (интенсйвности износа) формируетс , как и в известном устройстве, диагностическим каналом, образованным блоками 27 - 32 на основе непрерывного анализа спектра виброакустической эмиссии , регистрируемой преобразователем 1, установленным в направлении действи  отжимающей радиальной составл ющей силы резани . Полученный на выходе скемы 32 сравнени  сигнал, регистрируемый многовходовым регистратором, используетс  дл  управлею1  процессом обработки . Процесс автоматической настройки уэкополосного фильтра 29 на наиболее информативш 1е частоты и задатчика 33 на допустимую величину, износа осуществл етс  аналогично известному устройству в процессе самообучени  устройства. В свою очередь, сигнал с выхода преобразовател  1 регистрации виброакустической эмиссии подаетс  на вход канала измерени  диаметра обрабатываемой Детали. Измерение диаметра осуществл етс  на основе принципа зйуковой эхолокации ,, который заключаетс  в импульсном возбуждении ультразвуковых колебаний в направлении, перпевдикул рном образующей обрабатьшаемой детали, и регистрации последовательности затзг сающих по амплитуде отраженных имрульсов от границ раздела преобразователь - инструмент, инструмент деталь , деталь - воздух. Таким образом по рассто нию между отраженными импульсами можно определить размеры (длины) инструмента и диаметр обрабатьгоаемой детали. Дл  реализации указанного преобразователь 1 нар ду с непрерьюной регистрацией выброакустической эмиссии включаетс  в импульсном режиме дл  возбуждени  ультразвукового луча с последующим приемом отраженных импульсов от границ раздела в направлении действи  отжимающей составл ющей силы резани  Рц. Это осуществл етс  с помощью коммутатора 2, управл емого модул тором 3 (генератором пр моугольных импульсов), который поочередно подключает выход преобразовател  1, ток выходу ультразвукового генератора 4 (дл  возбуж- : ени  УЗ-лума), то ко входу усилите  5 (дл  усилени  и регистрации отn м

раженных импульсов), Частота переключени  задаетс  модул тором 3.

Таким образом, в течение време1Ш , определ емом длительностью пр моугольного импульса на выходе модул тора 3, преобразователь 1 вьшолн ет функцию излучател  колебаний в направлении действи  отжимающей составл ющей силы резани , а в промежутках между ними - функцию приемника отраженных колебаний.

Усиленные усилителем 5 отраженные импульсы подаютс  одновременно на вход счетчика канала измерени  диаметра обрабатываемой детали (соответствующего рассто нию между вторым и третьим импульсами отраженного сигнала ) и на сигнальный вход электронного ключа 19 канала измерени  их амплитуды, в частности, измерени  амплитуды второго импульса, отраженного от границ раздела инструмент деталь , несущего, информацию об услови х контакта инструмент - деталь.

Измерение диаметра обрабатываемой детали осуществл етс  блоками 6 16 следующим образом. Поскольку изменение диаметра обрабатываемой детали пропорционально изменению рассто ни  между вторым и третьим отраженными импульсами от соответствующих границ раздела инструмент деталь и деталь - воздух, то задача канала сводитс  к измерению рассто ни  между указанными импульсами. Дл  этого счетчик 6 со встроенным на входе нормализатором (например усилителем-ограничителем)- входных импульсов считывает отраженные импульсы в дес тичном коде с частотой их следовани . Максимальное число считываемых импульсов счетчиком 6 равно трем.

I- Посто нное напр жение на 1-ом,

j 2-ом и 3-ем выходах счетчика 6 по вл етс  соответственно при поочередном считьгоании приход щих входных импульсов. Следовательно, напр жение на 1-ом выходе счетчика 6 по вл етс  йри считывании первого импульса и существует на его выходе (1-ом) до тех пор, пока на вход счетчика не поступит второй импульс. При поступлении второго импульса напр жение на 1-ом вькоде счетчика 6 отключаетс  (исчезает) и по вл етс ,на 2-ом его выходе. Посто нное по амплитуде напр жение на 2-ом выходе счетчика

1 2

119825

существует до тех пор, пока не придет третий импульс на вход счетчика. Следовательно, полученна  длительность пр моугольного импульса на 5 2-ом выходе счетчика 6 пропорциональ . на диаметру обрабатываемой детали.

Дл  повышени  точности измерени  и формировани  управл ющего сигнала, мен ющегос  в функции изменени  рас0 сто ни  между импульсами (т.е. в

функции изменени  диаметра, обрабатываемой детали), длительность пр моугольного импульса на 2-ом выходе счетчика 6 преобразуетс  в тактовые

S импульсы, частота следовани  которых определ етс  генератором 8 тактовых импульсов, а их число определ етс  самой длительностью пр моугольного импульса на 2-ом выходе счетчика 6.

0 Преобразование длительности импульса в аналоговое управл ющее напр жение осуществл етс  следующим образом .

Наличие выходного напр жени  на

5 2-ом выходе счетчика 6 разрешает подачу тактовых импульсов генератора 8 на вход счетчика 9 через управл емьй им электронный ключ 7. Число тактовых импульсов считываетс  счетчиком 9 в

0 двоично-дес тичном коде и подаетс 

на вход преобразовател  10 код-напр жение . Последний преобразует число импульсов, считываемое счетчиком 9 и пропорциональное длительности пр мо угольного импульса на2-ом выходе счетчика 6, аналоговое напр жение на выходе преобразовател  10 код-напр жение .

Дл  повышени  точности измерени  показани  счетчика каждьй раз обновл ютс  (сбрасываютс ) по истечении паузы пр моугольных импульсов от модул тора 3, формирование импульса сбрасывани  осуществл етс  цепью,

- образованной дифференцирующим звеном 17 и формирователем 18 сбросового импульса, выход которого соединен со сбросовыми входами счетчиков 6 и 9.

В свою очередь, выходной сигнал 0 преобразовател  10 код-напр жение подаетс  на блок 11 пам ти и усреднени  -по совокупности измерени . Врем .усреднени  блока 11 выбирают .равным 3-4 периодам низкочастотных 5 колебаний генератора-модул тора 3. После усреднени  аналоговьй сигнал с выхода блока 11 пам ти подаетс  на первые входы схем 12 и 16 сравнени .. На второй вход схемы 16 сравнени  подаетс  напр жение задатчика 15, соответствующее заданному дгпустимому значению диаметра обрабатываемой детали. Выходное напр жение схемы 16 сравнени   вл етс  выходным полезным сигналом, пропорциональным приращению величины диаметра, и пода етс  на соответствук ций (6-ой) вход многовходового регистратора 14. Динамика изменени  диаметра негпосредственно в ходе обработки, характеризующа  качество формообразовани  обрабатываемой поверхности, отображаетс  на выходе сигнала схемы 12 срагвнени , сравнивающей текущее значение напр жени , снимаемое с выхода преобразовател  10 код-напр жение , с напр жением блока 11 пам ти и усреднени . Регистраци  отрицатель кого значени  разностного сигнала на выходе схемы 12 сравнени  осуществл  етс  блоком 13 регистрации отрицател ного значени , выходное напр жение которого также подаетс  на соответст вующий (14-й) вход регистратора в ви де полезного сигнала, несущего инфор мацию о податливости в упругой систе ме СПИД. Во избежание по влени  ложного на пр жени  на выходе блока 13 регистра ции разностного сигнала разрешение на измерение (регистрацию) блоком 13 осуществл етс  только при наличии процесса резани , т.е. только при на личии управл емого сигнала на 2-ом его входе от блока 51, выполн ющего функцию усилител  формировател  упра л ющего сигнала при наличии процесса резани . Входным сигналомусилител формировател  51  вл етс  спектр виб роакустической эмиссии, регистрируемый вторым преобразователем 37 и уси ленный усилителем 38. Формирование сигнала о деформации режущего инструмента, интенсивности его изнашивани  осзществл етс  каналом регистрации амплитудного значени  вторых (по счету) отраженньк импульсов входного сигнала с помощью блоков 19-26. После поступлени  первого импульса на вход счетчика 6 напр жение на 1-ом выходе (в дес тичном коде) счетчика 6 разрешает подачу входных импульсов через электронный ключ 19 на сигнальный вход импульсного аналогового блока 20 пам ти. Пришедший второй импульс входного сигнала на вход счетчика 6, а через электронный ключ 19 - на вход блока 20 пам ти запоминаетс  по уровню (мощности) последним. .После прихода второго импульса (после его счета счетчиком 6) снимаетс  напр жение с первого выхода счетчика 6, закрываетс  электронный ключ 19 и прекращаетс  подача входного сигнала на вход импульсного блока 20 пам ти, В свою очередь, напр жение с выхода импульсного блока 20 пам ти подаетс  на вход блока 22 пам ти и усреднени  по совокупности входных импульсов. Врем  усреднени  блока 22 задаетс  вручную управл ющим входом РА . После запоминани , амплитудного значени  второго входного импульса блоками 20 и 22 на вход счетчика 6 приходит третий входной импульс, считывание которого приводит к мгновенному по влению напр жени  на 3-ем выходе счетчика 6, которое дифференцируетс  блоком 21 и сбрасьтает (обнул ет ) пам ть блока 20, управл   его сбросовым взй)дом. Таким образом, цикл работы импульсного блока 20 пам ти повтор етс  и управл етс  счетчиком 6 с частотой следовани  входных отраженных импульсов от границ раздела. Усредненное значение амплитуды (мЬщности) вторых входных импульсов с выхода блока 22 в виде напр жени  подаетс  на входы схем 23 и 24 сравнени  дл  сравнени  с текущим значением входных импульсов от блока 20 на втором входе схемы 24 и с заданным допустимым значением от задатчика 24 на втором входе схемы 23 сравнени . Разностное .значение напр жени  с выхода схемы 23 также подаетс  на вход многовходового регистратора 14 как полезный сигнал, несущий информацию об интенсивности износа (диссицативных свойств контакта инструмент деталь ). Чем больше приращение величины площадки ПС задней грани инструмента , тем больше приращение амплитудного значени  (мощности) отраженных импульсов, преобразованных в аналоговое напр жение, снимаемое с выхода схемы 23 сравнени . Если импульсное текущее значение напр жени  на выходе блока 20 меньше усредненного значени  напр жени  на выходе блока 22, то на выходе схемы 23 сравнени  по вл етс  разностньй сигнал,отрицательное з качение которого фиксируетс  блоком 26 и подаетс  на вход многовходового регистра тора 14. Выходной сигнал на выходе схемы сравнени  и блока 26 также  вл етс  выходным полезным сигналом устройства , несущим информации о деформации режущего инструмента. Если по вление отрицательного разностного сигнала на выходе блока 26 регистрации сопровождаетс  уменьшением напр жени , соответствующего измер емому диаметру детали (напр жение на выходе блоков 44 и 45), то дефо{№1аци  инструментёь происходат в направлении скорости резани  (в направлении вращени  детали). Если наличие напр жени  на выходе блока 26 сапрово здаетс  увеличением сигнала о величине диаметра, то деформаци  инструмента происходит в направлении подачи. И в том и в другом случае этот сигнал можно использовать дл  автоматического управ лени  (коррекции) величины подачи, т.е. стабилизации усилий резани . Формирование сигнала о величине износа типа лунка в месте схода стружки по передней грани осуществл  етс  в устройстве вспомогательным диагностическим каналом, образованньм блоками 37 - 48, аналогично описанному . При этом входными импульсами  вл ютс  отраженные ультразвуковые импульсы от передней режущей грани, регистрируемые вторым преобра зователем 37 виброакустической эмиссии , установленным в направлении подачи . Нар ду с регистрацией отраженных УЗ-импульсов (возбуждаемых преобразователем 1) преобразователь 37 реги стрирует и спектр виб-роакустической эмиссии, излучаемый непосредственно зоной резани . Дл  исключени  взаимного вли ни  сигналов по каналам измерейи  исполь зуётс  частотный метод разделени  информации. Выделение наиболее информативной частоты, например, частоты ламелизации , характеризующей процесс стружко образовани  и частоты возбуждаемых высокочастотных колебаний, в том числе и отраженного У3 сигнала, несущего информацию об износе типа лунка, осуществл ют соответственно с помощью низкополосныХ перестраиваемых фильтров и селективных (избирательных ) усилителей импульсов (блок 39), разнесенных по частоте на несколько пор дков. Регистрируемьп спектр виброакустической эмиссии преобразовываетс  преобразователем 37 в электрический сигнал, который усиливаетс  широкополосньм усилителем 38 и подаетс  на входы канала регист рации отраженных импульсов, образованного блоками 39-48, и канала выделени  огибающей амплитудной модул ции частоты ламелизации стружки, образованного блоками 49 и 50. Отраженные УЗ-импульсы вьщел ютс  с помощью селективного усилител  39 и подаютс  с одной стороны дл  регистрации амплитудного значени  на вход блока 43 пам ти через управл емый электронный ключ 42, ас другой стороны , нормируютс  блоком 40 и подаютс  на вход счетчика 41, на сбросовый вход которого также подаютс  напр жение с выхода Формировател  18 сбросовьрс импульсов блока. При этом выходной сигнал с 1-го выхода счетчика 41, по вл ющийс  после считывани  первого импульса, разрешает электронному ключу 42 прохождение второго отраженного импульса на вход блока 43 пам ти, йоторый затем подаетс  на блок 44 пам ти и усреднени  и на второй вход схемы 45 сравнени . При считьшании третьего отраженного импульса счетчиком 41 его выходной сигнал, снимаемый с 3-го выхода, обнул ет импульсный блок 43 пам ти, и схема готова к вьделению и регистрации последующих отраженных вторых импульсов, .следующих с частотой, задаваемой генератором-модул тором 3. Считываемые последующие отраженные входные импульсы усредн ютс  по совокупности блоком 44 и подаютс  в виде аналогового напр жени  на первые входы схемы 45 и 46 сравнени  дл  последующего сравнени . Схемой 45 с напр жением задатчика 47 допустимой величины износа типа лунка и схемой 46 с текущим амплитудным значением входных импульсов, снимаемых с выхода блока 43. Учитыва  то обсто тельство, что отраженные входные импульсы,регист17 рируемые в направлении подачи преобразователем 37, уменьшаютс  по мощности или амплитудному значению по мере увеличени  износа типа лунка месте схода стружки по передней грани (в отличие от приращени  отраженных импульсов, регистрируемых преобразователем 1 в направлении действи  отжимающей составл ющей силы резани  PU функции приращени  износа) , сигнал, с выхода схемы 45 с равнени  подают на нуль-орган (на схеме не показан), встроенный в регистратор. При умень шении выходного напр жени  на выходе блока 44 до величины, равной напр жению .задатчика 47, выходное напр жение на выходе схемы 45 сравнени , обнул етс ,, нуль-орган, встроенньй в регистратор, срабатьюает и прекращает процесс резани . В свою очередь разностный сигнал на выходе схемы 46 сравнени , регистрируемый блоком 48, несет информацию о динамике приращени  износа типа лунка и услови  процесса схода стрзжки по передней грани инструмента. Этот сигнал получают путем сравнени  текущего значени  амплитудного сигнала, снимаемого с выхода импульсного блока 43 пам ти с ранее запомненным усреднённым значением , снимаемого с выхода блока 44 . усреднени . Информацию о характере процесса стружкообразовани  оценивают, блоком 50 по глубине огибающей амплитудной модул ции выходного сигнала , снимаемого с выхода узкополосного перестраиваемого фильтра 49, настроенного на частоту ламелизации стружки. Компенсаци  вли ни  вариации режимов обработки на энергетические уровни информативных частот осуществ л етс  блоком 28 аналогично известному устройству путем изменени  коэф фициента усилени  широкополосного усилител  38. Устройство имеет дев ть выходных полезных сигналов на входах регистратора 14: выходное напр жение блока 32 пропорционально текущему значению размерного износа инструмента по зад ней грани; сигнал на выходе блока 50 825 характеризует условие процесса стружкообразовани  и обрабатываемость материала;.сигнал на выходе блока 45 пропорционален приращению величины износа типа лунка в месте схода стружки по передней грани режущего инструмента} изменение напр жени  на выходе блока 48 характеризует условие контакта режущей кромки в зоне резани ; сигнал на выходе блока 16 пропорционален текущему значению приращени  диаметра обрабатываемой детали относительно заданной величины задатчиком 15;изменение напр жени  на выходе блока 13 характеризует динамику изменени  диаметра при деформации режущего инструмента в направлении скорости резани  и податливости обрабатываемой детали; напр  жение на выходе блока 23 пропорционально приращению размерного износа инструмента; изменение напр жени  на выходе блока 26 характеризует динамику деформации режущего инструмента; интенсивность износа на выходе схемы 35 сравнени . Таким образом, устройство позвол ет регистрировать на выходах много входового регистра такие параметры, как текущее значение размерного инструмента по задней грани; приращение размерного износа инструмента; текущее значение приращени  диамегра обрабатываемой детали относительно заданной величины, а также динамику изменени  диаметра при деформации режущего инструмента в направлении скорости резани  и податливости обрабатываемой детали; приращение величины износа типа лунка в месте схода стружки по передней грани режущего инструмента; услови  контакта режущей кромки в зоне резани , и динамику деформации режущего инструмента. Полученное многообразие дополнительной информации, характеризующей услови  протекани  и состо ни  процесса резани  в целом, значительно расшир ет функциональные возможности устройства и область его применени .

2S

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ПАРАМЕТРАХ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ, содержащее преобразователь вйброакустической эмиссии, установленный на режущем инструменте в направлении действия радиальной составляющей силы резания и связанный с последовательно соединенными предварительным усилителем, узкополосным перестраиваемым фильтром высоких частот, детектором со встроенным интегратором, первой схемой сравнения с задатчиком и многовходовым регистратором, кроме того, содержащее схему автоматической настройки высокочастотного фильтра по амплитуде выходного сигнала, вход которой соединен с выходом детектора, а выход - с входами перестраиваемого фильтра и задатчика первой схемы сравнения, и блок регистрации режимов обработки, соединенный с вторым входом предварительного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введены генератор высокочастот- ных колебаний, модулятор, коммута тор, соединенный одним входом с преобразователем вйброакустической эмиссии, вторым входом - с генератором, а третьим входом - с модулятором, вторая схема сравнения с задатчиком, выход которой соединен с вторым вхо’ дом многовходового регистратора, первое дифференцирующее звено, формирователь сбросовых импульсов, последовательно соединенные первый усилитель высокочастотных импульсов, подключенный к выходу коммутатора, первый счетчик входных импульсов со встроенным нормализатором импульсов, первый электронный ключ, счетчик тактовых импульсов, преобразователь код-напряжение, первый блок усреднения, третья схема сравнения, второй вход которой соединен с выходом преобразователя код-напряжение, первый блок регистрации разностного сигнала, а выход которого соединен с третьим входом многовходового регистратора, при этом выход первого блока усредне ния соединен также со вторым входом ..эрой схемы сравнения, сбросовые входы обоих счетчиков через последовательно соединенные формирователь сбросовых импульсов и первое дифференцирующее звено соединены с выходом модулятора, а второй вход первого электронного ключа соединен с :выходом введенного в устройство генератора тактовых импульсов.

2. Устройство по п.1, отли|ч а ю щ е е с я тем, что в него введены второе дифференцирующее звено, четвертая схема сравнения с задатчиком, выход которой соединен с четвертым входом многовходового регистратора, последовательно соеди- ценные второй электронный ключ, подключенный одним входом к выходу первого усилителя высокочастотных импульсов, а вторым входом - к второму выходу первого счетчика входных импульсов, первый управляемый аналоговый блок памяти амплитудного значения входных импульсов, второй блок усреднения, пятая схема сравнения, второй вход которой соединен с выходом первого управляемого аналогового блока памяти и второй блок регистрации разностного сигнала, выход которого соединён с пятым входом многовходового регистратора, выход второго блока.усреднения соединен также со вторым входом четвёртой схемы сравнения, а третий выход первого счетчика входных импульсов чер.еэ второе Дифференцирующее звено соединен с вторым входом первого блока памяти.

' 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено вторым преобразователем виброакустической эмиссии, установленным на инструменте в направлении подачи так, что его ось совпадает с направлением сигнала, отраженного от передней режущей кромки инструмента, и подключенным к нему каналом, в который входят полосовой фильтр, блок выделения огибающей амплитудной модуляции, третий электронный ключ, шестая схема сравнения с задатчиком выход которой соединен с шестым входом · многовходового регистратора, усилитель-преобразователь и последовательно соединенные широкополос ный усилитель отраженных импульсов с переменным коэффициентом усиления,, подключенный к выходу второго преобразователя виброакустической эмиссии, второй импульсный усилитель, формирователь импульсов, второй счетчик импульсов, второй импульсный аналоговый блок памяти, третий блок усреднения, седьмая схема сравнения, второй вход которой подключен к выходу второго аналогового блока памяти, и третий блок регистрации разностного сигнала, выход которого подключен к седьмому входу многовходового регистратора, при этом второй регулируемый вход широкополосного усилителя соединен с выходом блока регистрации режимов обработки, а выход через последовательно включенные полосовой фильтр и блок выделения огибающей амплитудной модуляции соединен с восьмым входом многовходового регистратора и параллельно через усилитель-преобразователь с вторыми входами трех блоков регистрации разностного сигнала, выход третьего блока усреднения соединен также с вторым входом шестой схемы сравнения, третий электронный ключ вторым входом подключен к выходу второго импульсного усилителя, а третьим входом - к второму выходу второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом формирователя сбросовых импульсов, а выход третьего электронного ключа подключен к второму входу второго блока памяти.