SU1244567A1 - Устройство контрол затуплени режущего инструмента - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерени  износа режущего инструмен та и может быть использова.но дл  автоматического управлени  процессом резани  на станках с программным управлением . Цель изобретени  - повьше- ние точности за счет исключени  вли ни  изменени  скорости вращени  привода станка. Выходной сигнал с триггера переводит переключатель в нижнее положение и на третий интегратор: подаетс  напр жение с выхода второго запоминающего блока, происходит разр д третьего интегратора до момента равенства нулю его выходного напр жени , определ емого схемой сравнени . В момент срабатывани  схемы сравнени  ее выходным сигналом триггер сбрасываетс  в нулевое состо ние, а переключатель переходит в нейтральное положение. 1 ил. с « СЛ С kU U сл Од ч

Description

1.

Изобретение относитс  к измерению износа режущего инструмента и может быть ислользовано дл  автоматического управлени  процессом резани  на станках с числовым программным управлением .

Цель изобретени  - повьшение точности за счет исключени  вли ни  измерени  скорости вращени  привода станка на результаты контрол .

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 вибраций , усилитель 2, фильтр 3, детектор 4, интегратор 5 с первым ключом 6, датчик 7 числа оборотов заготовки , усилитель-ограничитель 8,счетчик 9 числа оборотов, одновибратор 10, запоминающий блок 11, .источник 12 опорного напр жени , второй интегратор 13 с вторым ключом 14, второй запоминающий блок 15, переключатель 16, третий интегратор 17, схему 18 сравнени , триггер 19, схему 20 совпадени , генератор 21 опорной часто

ы, счетчик 22 импульсов, регистраор 23.

Выход датчика 1 вибрации через оследовательно соединенные усили- тель 2, фильтр 3, детектор 4 подсоединен к входу интегратора 5, щунти- руемого ключом 6. Выход датчика 7 числа оборотов через усилитель-ограничитель 8 и счетчик 9 подключен к управл ющим входам ключей 6 и 14, а также к входу одновибратора 10 -и управл ющим входам запоминающих блоков 11 и 15. Выход интегратора 5 св зан с входом первого запоминающего блока 11. Источник 12 опорного напр жени  через второй интегратор 13, шунтируемый вторым ключом 14, подключен к входу второго запоминающего блока 15, выход которого.св зан с одним из входов переключател  16, второй вход которого подсоединен к выходу запоминающего блока 11, а выход переключател  16 через третий интегратор 17 подключен к одному из входов схемы 18 сравнени , второй вход которой св зан с земл ной шиной. Выход схемы 18 сравнени  подключен к сбросовому входу триггера 19, установочный вход которого св зан с выходом одновибратора 10, а выход триггера 19 подсоединен к управл ющему входу переключател  16 и к первому входу схемы 20 совпадени  на два входа,, второй вход которой подключен к выходу генератора 21 опорной частоты, а ее выход через счетчик 22 импульсов св зан со сбросовым входом регистратора 23. Второй управл ющий вход переключател  16 соединен с выходом одновибратора 10.

5

0

5

0

5

0

5

0

Устройство работает следующим образом .

Сигнал, состо щий из полезного сигнала, пропорционального амплитуде вибрации резца, и сигнала помехи, вызванного вращением заготовки, с датчика 1 вибрации, закрепленного на режущем инструменте или на суппорте станка, подаетс  на усилитель 2. Выходной сигнал усилител  2 через фильтр 3, который вьщел ет спектр частот, несзпцих информацию об износе инструмента, промрдулиро- ванный частотой вращени  заготовки, преобразуетс  в посто нное напр жение детектором 4 и поступает на вход первого интегратора 5. Последний интегрирует его за врем  пТщ, кратное периоду вращени  Т заготов-: ки, где п - емкость датчика числа оборотов. Напр жение с выхода интег- ратора 5 фиксируетс  запоминающим блоком 11. Одновременно с работой первого интегратора за то же врем  nTbj интегрируетс  вторым интегратором 13 посто нное опорное напр жение и с с вькода источника 12 опорного напр жени . Результат интегрировани  хранитс  в запоминающем блоке 15. По окончании времени и оборотов вращени  заготовки пТцпосредством ключей 6 и 14 происходит сброс интеграторов 5 и 13 в исходное нулевое состо ние и одновременно взводитс  одно- вибратор 10. По переднему фронту выходного импульса одновибратора 10 переключатель 16 переводитс  в верхнее положение. Таким образом происходит интегрирование напр жени  с выхода запоминающего блока 11 интегратором 17 в течение посто нного времео , задаваемого одновибратором 10. Тр задним фрон- с выхода одновибратора

ни Т,

По

том импульса

окончании времени

10.взводитс  триггер 19. Выходной сигнал триггера 19 переводит переключатель 16 в нижнее положение, в ре- льтате чего на вход интегратора 17 подаетс  напр жение с выхода второго запоминаннцего блока 15, Поскольку

3

напр жение, хранимое запоминаюпщм блоком 15, имеет пол рность, обратную напр жению, хранимому запоминающим блоком 11, происходит разр д интегратора 17 до момента равенства ну лю его выходного напр жени , определ емого схемой 10 сравнени . В момент срабатывани  схемы 18 сравнени  ее выходным сигналом триггер 19 сбра сываетс  в нулевое состо ние, а переключатель 16 переходит в нейтраль ное положение, так как сигналы на обоих управл ющих входах отсутствуют . Интервал времени Ту, на который был взведен триггер 19, измер етс  посредством заполнени  его импульсами опорной частоты генератора 21 с помощью схемы 20 совпадени  на два входа. Число импульсов, прошедших на вход счетчика 22, будет  вл тьс  цифровым эквивалентом N напр жени  вибрации режущего инструмента U, пропорционального его износу, при полном подавлении напр жени  вибрации, вызванного вращением заготовки, и регистрируетс  регистратором 23,

Действительно, результат интегрировани  первым интегратором 5 напр жени  вибрации иу и помехи U sinuit равен

лТы

и, 4- J ( ТЬ sinJ3t)dt

-). (1)

/„ . „ COSUt

-t; .(u,t - и„ „

После подстановки пределов интегрировани  , имеем

и и л. . t

(2)

так как второе слагаемое обращаетс  в нуль.

Аналогично результат интегрировани  опорного напр жени 

. - -гТ -. -т--

о

где t, - посто нна  времени интеграторов .

Интегрирование третьим интегратором 17 за врем  Тд- происходит до напр жени  U , определ емого следующей формулой:

„, - -1- 1 u,at . , . (4)

Разр д третьего интегратора 17 до нул  напр жением с выхода вTopnj244567 4

го запоминающего блока I5 происходит за врем  t

Vt ,

5

-i- , о.

(5)

Преобразу  (5) с учетом (3) и (4) получим выражение дп  Ту:

yiB-I jJis. У.

.-ч

Sfl

(6)

т -Mi т . и, с (7)

15 Заполн   интервал времени Т импульсами генератора опорной частоты с

m

периодом --, получим цифровой эк- m

вивалент

Tv-m

и.

., - - (8)

Код N не зависит от сигнала помехи , а также от изменени  скорости вра- 25 .щени  станка. ;.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет получить однозначные результаты износа режущего инструмента при различных скорост х вращени  станка по сравнению с прототипом , дп  которого выходной -код определ етс  выражением

30

N

Twra

Г,

(9)

где IQ, R - посто нный ток и внутреннее сопротивление генератора тока .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство контрол  затуплени  режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные датчик вибрации , усилитель, фильтр, детектор, первый интегратор и первый запоминающий блок, первый ключ, шунтирующий первый интегратор, последовательно

   :соединенные датчик числа оборотов,

   усилитель-ограничитель, счетчик числа оборотов, выходом соединенный с входом первого ключа, одновибратор и триггер, схему сравнени , выходом

   соединенную с вторым входом триггера,- последовательно соединенные генератор опорной частоты, схему совпадени , счетчик импульсов и регистратор.

   выход, триггера соединен с вторым входом схемы совпадени , отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности контрол , оно снаб жено последовательно соединенными источником опорного напр жени ,вторым интегратором, вторым запоминающим блоком, вторым ключом, нтирую- щйм второй интегратор, третьим интегратором , выход которого соединен с

   входом схемы сравнени , переключателем , первый и второй входы которого .св заны с выходами первого и второго запоминающих блоков, управл ющие входы - Ьоответственно с выходами одно- вибратора и триггера, а выход - с входом третьего интегратора, выход счетчика числа оборотов соединен с входами первого и второго запоминающих блоков и с вторым ключом.

   В

   Редактор М.Петрова

   Составитель О.Губерниева

   Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

   3909/47

   Тираж 778 , Подписное ВНИШШ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4