SU1154062A1 - Arrangement for protecting rod-type tool - Google Patents

Arrangement for protecting rod-type tool Download PDF

Info

Publication number
SU1154062A1
SU1154062A1 SU843700810A SU3700810A SU1154062A1 SU 1154062 A1 SU1154062 A1 SU 1154062A1 SU 843700810 A SU843700810 A SU 843700810A SU 3700810 A SU3700810 A SU 3700810A SU 1154062 A1 SU1154062 A1 SU 1154062A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
time
tool
angle
comparator
Prior art date
Application number
SU843700810A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Тихонович Шаров
Виктор Анатольевич Тараненко
Феликс Николаевич Канареев
Original Assignee
Севастопольский Приборостроительный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Севастопольский Приборостроительный Институт filed Critical Севастопольский Приборостроительный Институт
Priority to SU843700810A priority Critical patent/SU1154062A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1154062A1 publication Critical patent/SU1154062A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0904Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool before or after machining
    • B23Q17/0919Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
    • B23Q17/0947Monitoring devices for measuring cutting angles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТЕРЖНЕВОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащее два электромагнитных датчика, установленных у поверхности инструмента , блок обработки информации, содержащий дифференцирующий элемент, подключенный входами к выходам датчиков , а выходом к системе управров ю л L лени  режимами резани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности защиты, блок обработки информации снабжен преобразователем врем -угол, а устройство - датчиком скорости, выход которого подключен к входу преобразовател  врем -угол, блоком умножени , элементом задержки и компаратором, при этом электромагнитные датчики подключены к входу преобразовател  врем --угол, выход которого подключен непосредственно и через дифференцирующий элемент к блоку умножени  , который выходом соединен непосредственно и через элемент задержки к компаратору, выходом под (Л соединенному к системе управлени  режимами резани . ел о toA DEVICE FOR PROTECTION OF A POWER TOOL, containing two electromagnetic sensors installed at the tool surface, an information processing unit containing a differentiating element connected by inputs to the outputs of the sensors, and an output to the control system l Lazy cutting modes, characterized in reliability of protection, the information processing unit is equipped with a time-angle converter, and the device has a speed sensor, the output of which is connected to the input of the time-angle converter, a multiplication unit, In this case, the delay and the comparator, while the electromagnetic sensors are connected to the input of the time converter - an angle, the output of which is connected directly and through a differentiating element to the multiplication unit, which is connected directly and through the delay element to the comparator, output eaten about to

Description

Изобретение относитс  к автома-тизадии станков и может быть использовано в станках при выполнении операций обработки глубоких отверстий дл  защиты стержневого инструмента (сверло, метчик, развертка) от поломки.The invention relates to machine tool tiltings and can be used in machine tools when performing deep hole machining operations to protect the core tool (drill, tap, reamer) from breakage.

Известно устройство дл  защиты стержневого инструмента, которое контролирует угол раскручивани  инструмента по расхождению между синхронно записанными перед обработкой на нерабочей части инстру мента магнитнЬши метками и при превышеиин углом раскручивани  предельно допустимого значени  управл ет величиной подачи. Устройство содерXQiT два электромагнитных датчика в виде считыва ощих. магнитных головок , две синхронно записанные на нерабочей части инструмента кольцевые дорожки махнитных меток, блок обработки . информации, подключенный к датч1шам и содержащий дифференцирующий элемент, выход блока обработки информации подключен к системе управлени  приводом подачи инструмента lj .A device for protecting a rod tool is known, which controls the angle of unwinding of the tool according to the discrepancy between the magnetic marks synchronously recorded before processing on the non-working part of the tool and above the maximum allowable unwinding angle controls the feed amount. The device contains two electromagnetic sensors in the form of a reader. magnetic heads, two synchronously recorded on the non-working part of the tool annular tracks of mechanical marks, a processing unit. information connected to the sensors and containing a differentiating element, the output of the information processing unit is connected to the control system of the tool feed drive lj.

Однако в известном устройстве не фиксируютс  кратковременные импульсные перегрузки инструмента, например, из-за наличи  неравномерHoii твердости материала детали, способной вызвать разрушающее раскручивание инструмента. Кроме того, устройство характеризуетс  низким быстродействием , так как врем  достижени  углом раскручивани  предельного значени  при перегрузке инструмента может быть значительным. Это обуславливает недостаточную надеж . ность способа защиты стержневого инструмента и реализующего этот способ устройства.However, in the known device short-term impulse overloads of the tool are not recorded, for example, due to the presence of uneven hardness of the material of the part, which can cause destructive unwinding of the tool. In addition, the device is characterized by low speed, since the time to reach the unwinding angle of the limit value during tool overload can be significant. This causes insufficient reliability. the method of protecting the core tool and the device implementing this method.

Цель изобретени  повышение надежности защиты.The purpose of the invention is improving the reliability of protection.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  защиты стержневого инструмента, содержащем два электромагнитных датчика, установленных у поверхности инструмента , блок обработки информации, содержащий дифс1)еренциру1С1Щий элемент и подключенньш входами к выходам датчиков, а выходом к системе упралени  режимами резани , блок обработки информации снабжен преобразователем врем -угол, а устройство датчиком скорости, выход которого подключен к входу преобразовател  врем -угол, блоком умножени , элементом задержки и компаратором,The goal is achieved by the fact that, in a device for protecting a rod tool, containing two electromagnetic sensors installed at the tool surface, an information processing unit containing a differentiator 1C1 and a connected element to the outputs of the sensors, and an output to the control system with cutting modes equipped with a time-to-angle converter, and a device with a speed sensor, the output of which is connected to the input of the time-to-converter, a multiplier, a delay element and a comparator ,

при этом электромагнитные датчики подключены к входу преобразовател  врем -угол, выход которого подключен непосредственно и через дифференцирующий элемент к блоку умножени , который выходом соединен . непосредственно и через элемент задержки к компаратору, выходом подсоединенному к системе управлени  режимами резани .the electromagnetic sensors are connected to the input of the time-angle converter, the output of which is connected directly and through a differentiating element to the multiplication unit, which is connected by the output. directly and through a delay element to the comparator, output connected to the cutting mode control system.

На фиг. 1 показано семейство кривых 9 (и) распределени  угла раскручивани  9 стержневого инструмента по длине Е его рабочей части при различных заглублени х h LFIG. 1 shows a family of curves 9 (and) of the distribution of the unwinding angle 9 of the rod tool along the length E of its working part at various depths h L

(L - длина рабочей части инструмента ) , график изменени  угла 0 раскручивани , измер емого датчиками, установленными по концам рабочей части инструмента, от заглублени (L is the length of the working part of the tool), the graph of the change of the spin angle 0, measured by the sensors installed at the ends of the working part of the tool, from the depth of

h (движение по кривой abode справаналево ) , а также график изменени  производной d Q /dh скорости изменени  угла раскручивани  9 по длине заглубленной части h инструмента-,h (movement along the abode curve is right), as well as a graph of the change in the derivative d Q / dh of the rate of change of the spin angle 9 along the depth of the buried part h of the tool,

на фиг. 2 - блок-схема устройства применительно к операции глубокого сверлени .in fig. 2 is a block diagram of a device as applied to a deep hole drilling operation.

Устройство содержит обрабатываемую деталь 1, сверло 2, магнитныеThe device contains the workpiece 1, drill 2, magnetic

метки 3 и 4 соответственно на нерабочей и рабочей част х сверла 2, электромагнитные датчики 5 и 6, выполненные в виде считывающих магнитных головок, которые подключеныtags 3 and 4, respectively, on the non-working and working parts of the drill 2, electromagnetic sensors 5 and 6, made in the form of reading magnetic heads, which are connected

функциональному преобразователю 7 врем -угол, к которому подключен также датчик 8 скорости вращени . Выход преобразовател  7 непосредственно и через дифференцирующий the functional time converter 7 is an angle to which the rotational speed sensor 8 is also connected. Output of converter 7 directly and through differential

элемент 9 подключен на входы блока 10 умножени , выход которого подключен к входам двухпорогового компаратора 11 непосредственно и через элемент 12 задержки. Выход компаратора 11 подключен к системе управлени  приводом 13 подачи.element 9 is connected to the inputs of the multiplication unit 10, the output of which is connected to the inputs of the two-threshold comparator 11 directly and through the delay element 12. The output of the comparator 11 is connected to the control system of the feed drive 13.

Защита стержневого инструмента заключаетс  в следующем (применительно к операции глубокото сверлени ) .The core tool protection is as follows (as applied to the deep hole drilling operation).

При заглублении в деталь 1 спиральное сверло 2 испытывает воздействие крут щего момента Мкр, сое-,When deepened into part 1, the twist drill 2 is subjected to the effect of the torque moment Mcr,

33

то щего из момента сил сопротивлени  резанию и момента сил трени  стружки и сверла 2 о стенки отверсти  МТР .:From the moment of force of resistance to cutting and the moment of force of friction of shavings and drill 2 against the wall of the hole of the MTP.

Мкр, MC. + Мтр.Mkr, MC. + Mtr.

При увеличении заглублени  h сверла 2 непрерывно увеличиваетс  момент сил трени  Мтр., поэтому нагрузка на сверло 2 и процессе обработки возрастает. Угол раскручивани  сверла 2 в по мере заглублени  h возрастает и составл ет, в зависимости от нескольких основных факторов , (10 - 30)10 рад/мм. Максимальный . диапазон измерени  угла раскручивани  9 возможен при измерении расхождени  меток 3 и 4 в начале и в конце незаглубленной рабочей части сверла 2. При этом обеспечиваетс  высока  чувствительность устройства .защиты. Измер емый угол в при таком расположении считываемой информации измен етс  монотонно в соответствии с кривой а bcJe.With an increase in the depth of h of the drill 2, the moment of friction forces Mtr. Continuously increases, therefore the load on the drill 2 and the process increases. The angle of untwisting of the drill bit 2 as h deepens increases and is, depending on several main factors, (10-30) 10 rad / mm. Maximum. The measuring range of the unwinding angle 9 is possible when measuring the divergence of marks 3 and 4 at the beginning and at the end of the non-buried working part of the drill 2. At the same time, the sensitivity of the protection device is high. The measured angle in with this arrangement of the read information varies monotonically in accordance with the curve a bcJe.

Монотонно измен етс  производна  d 0 /dh - скорость изменени  0 Аналогичный вид при стабильной подаче сверла 2 имеет зависимость d Q/dt - изменение ,во времени контролируемого угла раскручивани .The derivative d 0 / dh monotonously varies - the rate of change 0 A similar view with a stable feed of the drill 2 has the dependence d Q / dt - the change in time of the controlled unwinding angle.

Если нагрузка на инструмент превышает допустимую, например при недостаточной осевой жесткости системы СПИД, из-за попадани  струлжи между сверлом 2 и деталью 1, из-за неравномерной твердости детали, то возможно разрушающее раскручивание сверла 2. Такому режиму соответствует точка излома на зависимости в (h) и 6 (t). Моменту излома в кривой б (h) точка С -(фиг. 1) соответсвует скачок U производной d б /dh и d 0/dt. Эту особенность, отсутствздащую при работе инструмента без перегрузки, и используют в качестве признака перегрузки инструмента дл  его защиты. Дл  отстройки от начального момента обработки, когда производные d 9 /dh, d Q /dt также возрастают скачком, контролируют призведение 6-d9/dt. Тогда при t If the load on the tool exceeds the allowable, for example, when the axial stiffness of the AIDS system is insufficient, due to the struts between the drill 2 and part 1, due to the uneven hardness of the part, then the breaking point of the drill 2 may be destructive. h) and 6 (t). The moment of kink in the curve b (h), the point C - (Fig. 1) corresponds to the jump U of the derivative d b / dh and d 0 / dt. This feature, which does not appear when the instrument is operated without overloading, is used as a sign of overloading the instrument to protect it. To detune from the initial processing time, when the derivatives of d 9 / dh, d Q / dt also increase abruptly, they control the production of 6-d9 / dt. Then at t

О, 0 О, е .ii 0. d t O, 0 O, e .ii 0. d t

Импульсные электрические сигналы :с выходов датчиков 5 и 6 при раскручивании сверла 2 не совпадают воPulsed electrical signals: from the outputs of sensors 5 and 6, when untwisting the drill 2, do not coincide in

624624

времени. Временной сдвиг At преобра- зуетс  в функциональном преобразователе 7 врем -угол в измер емый угол раскручивани  9 умножением ь t на сигнал от датчика 8 скорости вращени  сверла 2, пропорциональный числу оборотов шпиндел  8 и t-n. На входы блока 10 умножени  подаетс  сигнал 9 непосредственно с выхода преобразовател  7 и сигнал d S,/dt через дифференцирующий элемент 9. Скачок производной d S /dt (произве.-. дени  8 d & /dt) вы вл етс  в компараторе 11, на входы которого сигнал 6- d Q/dt подаетс  непосредственно и через элемент 12 задержки, сдвигающий в сторону запаздывани  на врем  t (уставки) этот сигнал. Таким образом, в компараторе 11of time. The time shift At is converted in the functional transducer 7 time-angle to the measured unwinding angle 9 by multiplying t by the signal from the sensor 8 of the rotation speed of the drill 2, proportional to the spindle speed 8 and t-n. A signal 9 is fed to the inputs of multiplication unit 10 directly from the output of converter 7 and a signal d S, / dt through differentiating element 9. A jump in the derivative d S / dt (production - 8 d & d) is detected in comparator 11 , to the inputs of which a 6-d Q / dt signal is applied directly and through a delay element 12 shifting this side in the lateral direction by a time t (setpoint). So in comparator 11

происходит сравнение двух соседних значений d 9 /dt. При монотонном изменении зависимости de /dt(t) два любых значени , сдвинутые наt , отличаютс  незначительно. Разностьcomparison of two adjacent values of d 9 / dt. With a monotonic change in the de / dt (t) dependence, any two values shifted by t differ slightly. Difference

этих значений не превьпиает порог срабатывани  компаратора 11, на выходе компаратора 11 сигнал отсутствует . При скачкообразном изменениисигнала Э d б /dt на выходе компаратора 11 практически мгновенно по вл етс  сигнал, поступающий на систе гу 13 управлени  приводом подачи , уменьшающий подачу.these values do not exceed the threshold of the comparator 11, the output of the comparator 11 is no signal. With a change in the signal E d b / dt, the output of the comparator 11 almost instantly appears a signal arriving on the drive control system 13, reducing the feed.

Пример. ОбрабатьшаемыйExample. Workable

материал - сталь 18Х2Н4ВА твердостью ИКС 22-28. Глубина сверлени  24 мм , сверло четырехлен.точное d 1,65 мм, материал РбМ5, подача 0,01-0,05 мм/об, 7 15 кг; Mtp,.material - steel 18X2H4VA with a hardness of IKS 22-28. Depth of drilling is 24 mm, four-diameter drill bit. D 1.65 mm, material RBM5, feed rate 0.01–0.05 mm / rev, 7–15 kg; Mtp ,.

1,5 кгм. -Используют магнитные головки из пермалло  80НХС. При обработке фиксируютс  до 5 срабатываний устройства дл  уменьшени  подачи с 0,03 до 0,01 мм/об, исключающих поломку инструмента.1.5 kgm -Use magnetic heads from permallo 80HXS. During processing, up to 5 actuations of the device are recorded to reduce the feed from 0.03 to 0.01 mm / rev, which eliminates tool breakage.

Предлагаемое устройство защиты стержневого инструмента позвол ет с высоким быстродействием определ тьThe proposed rod tool protection device allows high-speed determination of

режим перегрузки инструмента и выдавать сигнал на регулирование подачи . Этим повышаетс  долговечность работы инструмента, резко уменьшаетс  выход из стро  сверл, метчиков, разверток, т.е. повышаетс  экономичность обработки металлов.tool overload mode and give a signal to the feed regulation. This increases the durability of the tool, dramatically reduces the failure of drills, taps, reamers, i.e. increases the efficiency of metal processing.

4four

ИAND

2vyy//////////2vyy //////////

У/А/////U / A /////

XX

, /;, /;

/j/ j

EvHEvH

ЮYU

фиг. 2.FIG. 2

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТЕРЖНЕВОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащее два электромагнитных датчика, установленных у поверхности инструмента, блок обработки информации, содержащий дифференцирующий элемент, подключенный входами к выходам датчиков, а выходом к системе управ- ления режимами резания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты, блок обработки информации снабжен преобразователем время-угол, а устройство - датчиком скорости, выход которого подключен к входу преобразователя время-угол, блоком умножения, элементом задержки и компаратором, при этом электромагнитные датчики подключены к входу преобразователя время-угол, выход которого подключен непосредственно и через дифференцирующий элемент к блоку умножения, который выходом соединен л непосредственно и через элемент за- 5 держки к компаратору, выходом подсоединенному к системе управления режимами резания.DEVICE FOR PROTECTING A ROD TOOL, comprising two electromagnetic sensors installed at the tool surface, an information processing unit containing a differentiating element connected by inputs to the sensor outputs and an output to a cutting mode control system, characterized in that, in order to increase the reliability of protection , the information processing unit is equipped with a time-angle converter, and the device is equipped with a speed sensor, the output of which is connected to the input of the time-angle converter, a multiplication unit, a delay element and a comparator, wherein the electromagnetic sensors connected to the input of inverter time-angle whose output is connected directly and via a differentiating element to the multiplication unit, whose output is connected directly and through the L element za- 5 Derzhko to a comparator, the output to the connected mode control system cutting.
SU843700810A 1984-02-13 1984-02-13 Arrangement for protecting rod-type tool SU1154062A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843700810A SU1154062A1 (en) 1984-02-13 1984-02-13 Arrangement for protecting rod-type tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843700810A SU1154062A1 (en) 1984-02-13 1984-02-13 Arrangement for protecting rod-type tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1154062A1 true SU1154062A1 (en) 1985-05-07

Family

ID=21103564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843700810A SU1154062A1 (en) 1984-02-13 1984-02-13 Arrangement for protecting rod-type tool

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1154062A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113199298A (en) * 2021-05-11 2021-08-03 朱学础 Numerical control cutter with prevent cutter body fracture function

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 743791, кл. В 23 В 47/24 опублик. 1977. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113199298A (en) * 2021-05-11 2021-08-03 朱学础 Numerical control cutter with prevent cutter body fracture function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4351029A (en) Tool life monitoring and tracking apparatus
AU535103B2 (en) Anti kickback control
CN101479068B (en) Deep hole drilling apparatus
SU1154062A1 (en) Arrangement for protecting rod-type tool
CN101281400A (en) Numerical control deep hole drilling machine dual-overload protection method
JP3446518B2 (en) Rotary tool abnormality detection method and device
Marui et al. The Mechanism of Chatter Vibration in a Spindle-Workpiece System: Part 1—Properties of Self-Excited Chatter Vibration in Spindle-Workpiece System
JPS6317561B2 (en)
Nakazawa Improvement of adaptive control of milling machine by non-contact cutting force detector
JPS5953146A (en) Method for controlling apparatus
SU1271676A1 (en) Device for protecting point tool
SU887073A1 (en) Unit-type head for drilling through holes
JPH0340525Y2 (en)
JP3105537B2 (en) Abnormality prediction device and method for rotary tool
JPH06320396A (en) Life deciding method and automatic exchanging method for blade tool
SU1162952A1 (en) Feed regulator of drilling machine
SU258812A1 (en) DEVICE FOR FIXING TOOL TYPE DRILL TYPE
JPH04372340A (en) Rotating tool abnormality predicting device
SU420404A1 (en) DEVICE FOR STABILIZATION OF FORCE CUTTING ON METAL CUTTING MACHINES
SU986639A2 (en) Dynamometric boring bar for deep drilling of holes
Arsecularatne et al. Force data acquisition using computer process monitoring
JPH03281113A (en) Machining center
SU1231485A1 (en) Device for automatic checking and controlling of process for cutting by means of numerically controlled machine tool
SU1144799A1 (en) Device for control of deep hole working process
SU1080933A1 (en) Apparatus for controlling the process of deep drilling