SU1281377A1 - Monitoring arrangement for n/c machine tool - Google Patents

Monitoring arrangement for n/c machine tool Download PDF

Info

Publication number
SU1281377A1
SU1281377A1 SU853946211A SU3946211A SU1281377A1 SU 1281377 A1 SU1281377 A1 SU 1281377A1 SU 853946211 A SU853946211 A SU 853946211A SU 3946211 A SU3946211 A SU 3946211A SU 1281377 A1 SU1281377 A1 SU 1281377A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
cutting
input element
spindle
Prior art date
Application number
SU853946211A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вилор Лаврентьевич Заковоротный
Анатолий Николаевич Ткаченко
Людмила Ивановна Ровенькова
Игорь Евгеньевич Павленко
Original Assignee
Ростовский-На-Дону Институт Сельскохозяйственного Машиностроения
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 Ростовский-На-Дону Институт Сельскохозяйственного Машиностроения filed Critical Ростовский-На-Дону Институт Сельскохозяйственного Машиностроения
Priority to SU853946211A priority Critical patent/SU1281377A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1281377A1 publication Critical patent/SU1281377A1/en

Links

Landscapes

  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

Изобретение обеспечивает защиту металлорежущего оборудовани  и обрабатываемой детали от аварийных последствий при врезани х режущего инструмента в деталь или элементы системы СПИД на ускоренных перемещени х . Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь вибраций, полосовой усилитель, детектор , фильтр низких частот, компаратор , трехвходовый элемент И, предварительный полосовой усили 1;ель, включенный между преобразователем вибраций и полосовым усилителем, три ка- нала измерений, каждый из которых содержит последовательно соединен- Hbie импульсный датчик перемещений, формирователь импульсов, регулируемый одновибратор, элемент НЕ, двух- входовый элемент И, второй вход которого соединен с выходом регулируемого одновибратора, выходы элементов И каналов подключены через трехвходовый элемент ИЛИ на вход трехвходо- вого элемента И, третий вход которого подключен к выходу системы ЧПУ, вход которой подключен к выходу трех- входового элемента И. Получение информации о процессе резани  осуществл етс  на основе совместного рассмотрени  сигнала виброакустической эмиссии и скорости перемещени  режущего инструмента. 1 ил. (Л N9 00 Mrfl со Nj The invention provides protection of the metal-cutting equipment and the workpiece against accidental consequences when cutting the cutting tool into the part or elements of the AIDS system during accelerated movements. The device contains a vibration transducer connected in series, a bandpass amplifier, a detector, a low-pass filter, a comparator, a three-input element I, a preliminary band force 1; a spruce, connected between the vibration transducer and a bandpass amplifier, three measurement channels, each of which contains a series-connected Hbie pulse displacement sensor, pulse shaper, adjustable one-shot, NOT element, two-input element And, the second input of which is connected to the output of adjustable The rator, the outputs of the elements AND channels are connected via a three-input element OR to the input of a three-input element AND, the third input of which is connected to the output of the CNC system, the input of which is connected to the output of the three-input element I. Obtaining information about the cutting process is carried out on the basis of joint consideration vibroacoustic emission signal and speed of movement of the cutting tool. 1 il. (L N9 00 Mrfl with Nj

Description

11281128

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к обработке металлов резанием на станках с ЧПУ, и может быть использовано дл  защиты металлорежущего оборудовани  и обрабатываемой детали от аварийных последствий при врезани х режущего инструмента в деталь или элементы системы СПИД на ускоренных перемещени х.The invention relates to mechanical engineering, in particular to metal cutting on CNC machines, and can be used to protect metal cutting equipment and workpieces from accidental consequences when inserting a cutting tool into a part or elements of the AIDS system in accelerated movements.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем защиты устройства от аварийных врезаний режущего инструмента в деталь или элементы СПИД со скорост ми перемещений, превышающими рабочиеThe aim of the invention is to expand the functionality by protecting the device from accidental cutting of the cutting tool into the part or elements of AIDS with speeds exceeding the working

На чертеже приведена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство состоит из канала формировани  акустического сигнала, который содержит последовательно соединенные преобразователь 1 вибраций, предварительный полосовой усилитель 2, полосовой усилитель 3, детектор 4, фильтр 5 низких частот, компаратор 6, и трех идентичных каналов измерени  дл  определени  превышений допустимой скорости рабочего перемещени  по координатам X,Y,Z, Каждый из указанных каналов содержит соединенные последовательно импульсный датчик 7 перемещени , формирователь 8 импульсов , регулируемый одновибратор 9, второй одновибратор 10, логический элемент НЕ 11, двухвходовой логический элемент И 12, второй вход которого соединен с выходом регулируемого одновибратора 9, при этом выход логического элемента И 12  вл етс  выходом канала определени  превьшени  допустимой скорости рабочего перемещени  .The device consists of an acoustic signal generation channel that contains a vibration transducer 1 connected in series, a pre-bandpass amplifier 2, a band-pass amplifier 3, a detector 4, a low-pass filter 5, a comparator 6, and three identical measurement channels to determine if the permissible speed of the working movement is exceeded along the coordinates X, Y, Z. Each of the indicated channels contains a series-connected pulse displacement sensor 7, a pulse shaper 8, an adjustable one-shot 9, a second one vibrator 10, the NAND gate 11, two-input AND gate 12, a second input coupled to an output of an adjustable monostable multivibrator 9, wherein the output of the AND gate 12 is the output channel prevsheni determining the speed limit of the working movement.

Устройство также содержит трех- входовые логические элементы ИЛИ I3 и И 14. При этом входы элемента ИЛИ 13 соединены с выходами каналов определени  предельной скорости рабочих перемещений, а выход - с первым входом элемента И 14, второй вход которого соединен с выходом канала формировани  акустического сигнала, т.е. с выходом компаратора 6, а третий вход подключен к датчику вращени  шпиндел  (не показан) системы ЧПУ 15. Выход элемента 14 подключен к схемам остановки подачи и вращени  шпиндел  (не показаны) системы ЧПУ 15The device also contains three-input logic elements OR I3 and And 14. At the same time, the inputs of the element OR 13 are connected to the outputs of the channels for determining the limiting speed of working displacements, and the output is connected to the first input of the element 14, the second input of which is connected to the output of the channel for generating an acoustic signal i.e. with the output of the comparator 6, and the third input is connected to the rotation sensor of the spindle (not shown) of the NC system 15. The output of the element 14 is connected to the schemes for stopping the feeding and rotation of the spindle (not shown) of the NC system 15

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

5five

00

5five

37723772

В момент врезани  режущего инструмента в деталь в зоне резани  возникает интенсивное виброакустическое излучение (виброакустическа  эмисси ).At the moment of cutting the cutting tool into the part, intense vibro-acoustic radiation (vibro-acoustic emission) occurs in the cutting zone.

Сигнал ВАЗ воспринимаетс  преобразователем , установленным в непосредственной близости от зоны резани , например на суппорте, усиливаетс  предварительным полосовым усилителем 2, расположенным в непосредственной близости от преобразовател  1, дл  уменьшени  помех в соединительных проводах. Затем сигнал дополнительно усиливаетс  и фильтруетс  полосовым усилителем 3, детектируетс  детектором 4 и подаетс  на фильтр 5 низких частот. Посто нна  времени фильтра 5 выбираетс  из услови  разделени  полезного сигнала о врезании режущего инструмента в деталь от импульсных электромагнитных и акустических помех. Далее сигнал поступает на компаратор 6, порог срабатывани  которого выбираетс  таким образом, чтобы он срабатывал при возникновении процесса резани . IThe VAZ signal is sensed by a transducer installed in the immediate vicinity of the cutting zone, for example, on a support, amplified by a pre-band amplifier 2 located in the immediate vicinity of the transducer 1, to reduce noise in the connecting wires. The signal is then amplified and filtered by the band-pass amplifier 3, detected by the detector 4 and fed to a low-pass filter 5. The time constant of the filter 5 is selected because of the separation of the useful signal about the cutting tool cutting into the part from pulsed electromagnetic and acoustic interference. The signal then goes to comparator 6, the threshold of which is selected in such a way that it triggers when a cutting process occurs. I

Определение превьштени  скоростейDetermining the speed limit

перемещени  по координатам, предельных значений допустимых дл  скоростей подач, исход  из услови  обработки осуществл етс  при помощи трех идентичных каналов измерени . Работак1Т они следующим образом. Импульсы с датчиков 7 перемещений, по координатам, частота следовани  которых пропорциональна скорости перемещени , подаютс  через формирователь 8 импульсов на регулируемый одновибратор 9. Одновибратор 9 работает в режиме перезапуска, т.е. начинает новый цикл отсчета временного ин- тервала, если за врем  действи  вы- 4 ходного импульса на вход поступает новьй запускающий сигнал. Длительность импульса, формируемого одно- вибратором по переднему фронту запускающего импульса с формировател  5Q 8, может регулироватьс  и устанавливатьс  равной периоду импульсов с датчика 7, при максимальной рабочей подаче. Далее импульсы, частота которых определ етс  частотой импульсу сов с датчика 7, а длительность - одновибратором 9, поступают на вход одновибратора 10. Одновибратор 10, так же как и одновибратор 9,запускаетс  при изменении на его входе сиг0the displacement along the coordinates, the limit values permissible for feed rates, based on the processing condition, is carried out using three identical measurement channels. Rabot1T they as follows. The pulses from the displacement sensors 7, by coordinates, the frequency of which is proportional to the speed of movement, are fed through the pulse shaper 8 to the adjustable one-shot 9. The single-shot 9 operates in restart mode, i.e. starts a new cycle of reference time, if during the time of the output pulse, a new trigger signal arrives at the input. The duration of a pulse generated by a single vibrator on the leading edge of the trigger pulse from the driver 5Q 8 can be adjusted and set equal to the period of the pulses from sensor 7, at the maximum working feed. Then, the pulses, whose frequency is determined by the frequency of the pulse from sensor 7, and the duration, by the single vibrator 9, are fed to the input of the single vibrator 10. The single vibrator 10, as well as the single vibrator 9, is triggered by a change in its input sig0

3535

4040

нала от низкого уровн  к высокому, но в отличии от первого одновибрато- ра длительность импульса, формируемого им, посто нна и равна периоду импульсов с датчика 7 при минимально возможной скорости подач. Далее сигнал инвертируетс  элементом НЕ 11 и подаетс  на элемент И 12, на второй вход которого подаетс  сигнал с выхода одновибратора 9.from the low level to the high one, but unlike the first one-vibrator, the duration of the pulse generated by it is constant and equal to the period of the pulses from sensor 7 at the lowest possible feed rate. Next, the signal is inverted by the element HE 11 and fed to the element AND 12, to the second input of which a signal is output from the one-shot 9.

Рассмотрим работу этой части схемы дл  трех случаев: а) перемещение по координате отсутствует; б) инструмент движетс  со скоростью рабочей подачи; в) инструмент движетс  со скоростью превышающей рабочую подачу.Consider the operation of this part of the scheme for three cases: a) there is no movement along the coordinate; b) the tool moves at the feed rate; c) the tool moves at a speed higher than the work feed.

Б первом случае импульсы на выходе датчика 7 отсутствуют, следовательно , одновибраторы 9 и 10 не запускаютс  и на выходе элемента И 12 име етс  логический ноль.In the first case, the pulses at the output of the sensor 7 are missing, therefore, the one-shot 9 and 10 are not triggered, and the output of the element 12 has a logical zero.

Во втором случае импульсы с датчи ка 7 перемещений, проход  через формирователь 8 импульсов, периодически запускают одновибрато 9, который, в свою очередь, запускает одновибратор 10. Причем, так как длительность импульсов , формируемых одновибратором 10, превышает период следовани  входных импульсов, то, перекинувшись по первому входному импульсу, одновибратор 10 находитс  в этом состо нии до тех пор, пока поступают входные импульсы. На его выходе имеетс  логическа  единица, котора  не пропускает импульсы с выхода одновибратора 9 на вход элемента И 12. Таким образом , на выходе канала (выход элемента И) имеетс  логический ноль. IIn the second case, the pulses from the sensor 7 movements, the passage through the shaper of 8 pulses, periodically start one-shot 9, which, in turn, starts the one-shot 10. Moreover, since the duration of the pulses generated by the one-shot 10 exceeds the follow-up period of the input pulses, having spread over the first input pulse, the one-shot 10 is in this state as long as the input pulses arrive. At its output there is a logical unit that does not transmit pulses from the output of the one-vibrator 9 to the input of the element AND 12. Thus, at the output of the channel (output of the element AND) there is a logical zero. I

В третьем случае период входныхIn the third case, the period of input

импульсов будет меньше длительности импульсов, формируемых одновибратором 9, поэтому перёкинуйшись по первому входному импульсу, он посто нно поддерживает уровень логической единицы на своем выходе (подпитыва сь входными импульсами). Одновибратор 10, перекинувши по переднему фронту сигнал на выходе одновибратора 9, через врем , равное длительности формируемого им импульса, переходит в состо ние, логического нул  на выходе . После инвертировани  элементом НЕ 11 этот сигнал поступает на вход элемента И 12 в виде логической единицы . Наличие двух логических единиц на входах элемента И 12 приводит к по влению единицы и на его выходе.the pulses will be less than the duration of the pulses generated by the single vibrator 9; therefore, skipping over the first input pulse, it constantly maintains the level of the logical unit at its output (fed by the input pulses). The single-vibrator 10, having transferred the signal at the output of the one-vibrator 9 along the leading edge, after a time equal to the duration of the impulse formed by it, passes into the state, the logical zero at the output. After the element 11 is inverted, this signal enters the input of the element 12 as a logical unit. The presence of two logical units at the inputs of the element And 12 leads to the appearance of the unit and its output.

2020

2525

Таким образом, лишь в случае движени  суппорта со скоростью v, пре- вьпиающей максимально допустимую рабочую скорость перемещени , на выхо-5 де соответствующего канала устанавлива- етс  уровень логической единицы,котора  через элемент ИЛИ 13 поступает на первый вход трехвходового элемента И 14.Thus, only in the case of a caliper moving at a speed v, which prefixes the maximum permissible operating speed of movement, the output of the corresponding channel is set to the level of the logical unit, which through the OR 13 element enters the first input of the three-input element 14.

Ш Сигнал на входах элемента И I4 несут следующую информацию: сигнал на первом входе - о движении суппорта по одной из координат со скоростью, превьшгающей максимально. . допустимуюØ The signal at the inputs of the element I I4 carries the following information: the signal at the first input is about the movement of the support along one of the coordinates with a speed exceeding the maximum. . valid

5 дп  рабочей подачи; сигнал на втором входе - о наличии процесса резани ; сигнал на третьем входе сигнализирует о вращении шпиндел . Третий сигнал введен дл  предотвращени  ложных срабатываний устройства при закреплении детали, когда механические удары Mof yT восприниматьс  как начало процесса резани . 5 dp working feed; the signal at the second input indicates the presence of a cutting process; the signal at the third input signals the rotation of the spindle. The third signal is introduced to prevent false positives of the device when fixing the part, when mechanical shocks Mof yT are perceived as the beginning of the cutting process.

Наличие всех трех сигналов на входах элемента И 14 свидетельствует о возникновении процесса резани  при ускоренных перемещени х суппорта, что свидетельствует об аварийном врезании и вызывает подачу команды сThe presence of all three signals at the inputs of element And 14 indicates the occurrence of the cutting process during accelerated movement of the caliper, which indicates an accidental incision and causes the command to be issued with

30 выхода элемента И 14 в систему ЧПУ30 output element And 14 in the CNC system

15 на немедленный останов подачи и г вращени  шпиндел .15 to immediately stop the feed and g rotation of the spindle.

Claims (1)

Формула изобрете ни Invention Formula Контрольное устройство дл  станка с ЧПУ, содержащее последовательно соединенные преобразователь вибраций, полосовой усилитель, детектор, фильтр низких частот и компаратор, систему ЧПУ с датчиком вращени  шпиндел  и схемами остановки подачи и вращени  шпиндел , импульсные датчики перемещени  исполнительного оргача по уп равл емым ос м, отличающее- с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем защиты станка от аварийных врезаний резца, в устройство введены трехвхоQ довый элемент И, элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом трехвходового элемента И, второй вход которого соединен с компаратором , третий вход - с датчиком враще ки  шпиндел , а выход - со схемами остановки подачи и вращени  шпиндел , к каждому датчику перемещени  подсоединены введенные в устройство и последовательно соединенные форми35A control device for a CNC machine, containing a series-connected vibration transducer, a bandpass amplifier, a detector, a low-pass filter and a comparator, a CNC system with a spindle rotation sensor and spindle feed and rotation stop circuits, impulse displacement sensors of the actuator via controlled axes, characterized by the fact that, in order to extend the functionality by protecting the machine from accidental cutting of the tool, a three-inlet element AND, an OR element, whose output It is connected to the first input of the three-input element I, the second input of which is connected to the comparator, the third input to the rotation sensor of the spindle, and the output to the schemes for stopping the feed and rotation of the spindle, connected to the movement sensor connected to each device 35 4040 512813776512813776 рователь импульсов, регулируемый од-, ходом регулируемого одновибратора, новибратор, второй одновибратор, а выходы всех двухвходовых элементов элемент НЕ, двухвходовый элемент И, И подключены к входам элемен - второй вход которого соединен с вы- та ИЛИ,pulse generator, controlled by one-, adjustable-stroke one-shot, novibrator, second one-shot, and the outputs of all two-input elements are NOT element, two-input element are And, And are connected to the element inputs — the second input is connected to the output OR,
SU853946211A 1985-08-13 1985-08-13 Monitoring arrangement for n/c machine tool SU1281377A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853946211A SU1281377A1 (en) 1985-08-13 1985-08-13 Monitoring arrangement for n/c machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853946211A SU1281377A1 (en) 1985-08-13 1985-08-13 Monitoring arrangement for n/c machine tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1281377A1 true SU1281377A1 (en) 1987-01-07

Family

ID=21194874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853946211A SU1281377A1 (en) 1985-08-13 1985-08-13 Monitoring arrangement for n/c machine tool

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1281377A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1034870, кл. В 23 Q 15/00, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0177154B1 (en) Method and apparatus for discriminating cutting state from non-cutting state in machine tool
US4918427A (en) Multi-level tool break detection using multi-mode sensing
US4748554A (en) Machine monitoring system using motion detection for synchronization
GB2163850A (en) Acoustic detection of contact between cutting tool and workpiece
US4441103A (en) Unusual vibration transducer apparatus in machine tools
EP0962281A3 (en) Industrial machine having abnormal vibration detecting function
US4713892A (en) Apparatus for the protection of a movable elongate machine part
GB2177205A (en) Acoustic tool touch detector with minimized detection delay
SU1281377A1 (en) Monitoring arrangement for n/c machine tool
GB1325497A (en) Automatically operating on a workpiece with a cutting or forming tool
US10503142B2 (en) Method and device for controlling a milling machine
JPS6236826B2 (en)
EP0386251A1 (en) Profile control method
SU1034870A1 (en) Apparatus for monitoring cutting tool wear
JPS61164760A (en) Detecting method of tool breakage
SU1679271A1 (en) Device for assessing wear of cutting tool
SU1484443A1 (en) Device for monitoring machine tools
JPS5633254A (en) Instanteneous sensing system for machining volume per unit time during machining operation
SU1756113A1 (en) Guarding device for numerical control cutting machine
SU1220003A1 (en) Device for detecting breakage of cutting tool in metal-removal machine tools
SU746430A1 (en) Device for programme-control of grinding machines
SU1371787A1 (en) Apparatus for monitoring the process of cutting
SU986615A1 (en) Cutting process monitoring method
RU1814974C (en) Method of checking diameters of parts
US4472970A (en) Method of measuring the dimensions of tools and/or workpieces of metal