SU1389991A1

SU1389991A1 - Способ контрол износа инструмента и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1389991A1
Application number: SU864174860A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Акимочкин; Александр Александрович Барзов; Анатолий Александрович Вдовин; Валерий Александрович Горелов; Владимир Петрович Повзун; Владимир Александрович Семенов
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Проблем Машиностроения При Мвту@Им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1986-10-29
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1988-04-23

Abstract

Изобретение относитс к металлообрабатывающей промыщленности и может быть использовано при автоматизированном управлении процессом нарезани внутренней резьбы на металлообрабатывающих станках. Целью изобретени вл етс повыщение точности контрол износа инструмента путем измерени суммы импульсов сигналов акустической эмиссии при пр мом и обратном ходе. В процессе нарезани внутренней резьбы путем учета упругого последействи обрабатываемого материала измер ют сигнал акустической эмиссии при пр мом и обратном ходе резьбонарезного инструмента , и по отнощению этих сигналов суд т об износе режущих кромок этого инструмента . Способ реализуетс с помощью устройства , содержащего блоки приема и обработки сигнала, блоки управлени и сравнени сигналов пр мого и обратного ходов инструмента, а также блок синхронизации и блок подачи управл ющих сигналов. 2 с. п. ф-лы, 2 ил. 1 табл. i (t С

Description

Изобретение относитс к области контрол износа режущих кромок осевого резьбонарезного инструмента и может быть использовано при технологической подготовке производства, а также при автоматизации технологических процессов.

Цель изобретени - повышение точности контрол износа осевого режущего инструмента путем учета упругого последействи обрабатываемого материала.

Изобретение основано на использовании влени изменени информативности сигналов акустической эмиссии (АЭ) при изменении вида взаимодействи материалов. Так, при резании на пр мом ходе метчика информативным частотным диапазоном вл етс 100-1200 кГц, а при обратном ходе метчика, т.е. при трении задней грани последействи обрабатываемого материала , генерируютс сигналы АЭ с преобладающей энергоемкостью в диапазоне частот 30-400 кГц. С изменением износа метчика в основном измен етс количество импульсов АЭ в диапазоне частот 30- 400 кГц, т.е. при реверсе метчика. Поэтому , определив отнощение числа импульсов АЭ при реверсе метчика к числу импульсов АЭ, измеренному на пр мом ходе, и сравнив полученное отношение с эталонным значением, можно повысить точность контрол износа инструмента, так как износ вли ет на упругое последействие материала, вл ющеес источником процессов, генерируемых сигналы АЭ.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства , дл осуществлени предлагаемого способа; на фиг. 2 - диаграммы изменени сигнала АЭ.

Устройство состоит из преобразовател 1, который подсоединен к предварительному усилителю 2, соединенному с полосовым фильтром 3 канала управлени , с полосовым фильтром 4 канала управлени обратного хода и с полосовым фильтром 5 канала пр мого хода. Выходы полосовых фильтров 3-5 соединены с входами широкополосных усилителей 6-8, выходы которых соединены с входами амплитудных детекторов 9-11 соответствующих каналов. Амплитудные детекторы 9-11 подключены к компараторам 12-14, к которым подсоединена схема задани опорных уровней. Компаратор 13 подключен к лючу 15, а компаратор 14 - к ключу 16. Выход ключа 16 подключен к входу делител с переменным коэффициентом 17 делени через двоичный счетчик 18. Выход делител 17 с переменным коэффициентом делени подключен к входу двоичного счетчика 19, выход которого подключен к входам цифровых компараторов 20 и 21, к которым подключены выходы схемы 22 задани уровней ограничени . Входы компараторов 12-14 соединены с выходом схемы 23 задани опорных уровней. Компараторы 12 и 13 подключены к схеме 24 синхрони

зации с комбинаторной логикой. Выходы схемы 24 синхронизации подключены к ключам 15 и 16, а третий выход подключен к регистру 25. Выходы цифрового компаратора 20 подключены к сдвиговому регистру 25, выход которого подключен к схеме 26 индикации , к которой подключен также цифровой компаратор 21.

На фиг. 2 изображены диаграммы изменени сигнала АЭ в зависимости от числа обработанных отверстий, где а - пр мой ход; b - обратный ход (реверс); I - интенсивность сигналов АЭ, имп/с; т - врем , с; 1о - площадь, пропорциональна числу импульсов сигнала АЭ на пр мом ходе; I - площадь, пропорциональна числу импульсов сигнала АЭ при реверсе.

Способ реализуют следующим образом.

Сигнал с пьезопреобразовател 1 усиливаетс предварительным усилителем 2 и поступает на полосовые фильтры 3-5. Полосовой фильтр 5 выдел ет из входного сигнала спектр частот 100-1200 кГц, информативный дл характеристики пр мого хода инструмента . Полосовой фильтр 4 выдел ет частоты , 30-400 кГц, характеризующие обратный ход инструмента.

Полосовой фильтр 3 выдел ет полосу частот 400-750 кГц. Этот сигнал используетс дл синхронизации работы устройства , т.е. фильтр 3 вл етс управл ющим дл всей схемы. Далее сигналы с полосовых ,., фильтров поступают на широкополосные усилители 6-8, а затем на амплитудные детекторы 9-П. С выходов детекторов сигналы поступают на входы компараторов 12-14. Если сигнал на входе компаратора превыщает опорное напр жение, формируе- г мое схемой 23 задани опорного уровн , на выходе компараторов формируетс сигнал логической «1.

0

5

0

5

Таким образом, на выходе компараторов импульсна последовательность определ ет интенсивность сигнала АЭ дл соответствующих частотных диапазонов. С выходов компараторов 12 и 13 импульсный сигнал поступает на вход схемы синхронизации, котора определ ет последовательность работы ключей 15 и 16 и сдвигового регистра 25.

При наличии сигнала на выходе компаратора 12, что свидетельствует о пр мом ходе инструмента, схема синхронизации открывает ключ 16 и разрешает прохождение импульсов сигнала АЭ канала пр мого хода образованного блоками 5, 8, 11 и 14, на двоичный счетчик 18.

При наличии сигнала на выходе компаратора 13, что свидетельствует об обратном ходе инструмента, следующем за пр мым ходом, схема 24 синхронизации открывает ключ 15 и разрещает прохождение импульсов канала обратного хода, образованного блоками 4, 7, 10 и 13, на вход делител 17 с переменным коэффициентом делени .

При отсутствии сигнала на выходах компараторов 12 и 13 во врем паузы, следующей после обратного хода инструмента, схема 24 синхронизации выдает синхроимпульс на сдвиговой регистр 25. Во врем пр мого хода инструмента счетчик 18 под- считвает число импульсов с выхода ключа 16 и заносит его в делитель 17, как коэффициент делени .

При обратном ходе на выходе делител 17, соединенном с входом ключа 15, обего поломка и необходимо прерывать процесс обработки.

Обработку экспериментальных данных провод т следующим образом.

Так как площадь под кривой 1(т) представл ет собой сумму (1а, (,) импульсов АЭ за врем t (U И(t )cli:), то отношение суммы импульсов наход т путем вычислени площадей под кривыми 1 и 1 и делением одной су.ммы на другую.

В процессе нарезани резьбы происходит разуетс импульсна последовательность, по- знос задней грани режущего лезви мет- лученна в результате делени входного вследствие чего при реверсе сумма числа импульсов канала обратного хода на импульсов АЭ сильно возрастает, тогда как число импульсов канала пр мого хода. Чис- „ пр мом ходе приращение суммы импуль- ло импульсов с выхода делител 17 подсчиты- сов незначительно. При определенном соот- ваетс счетчиком 19 и сравниваетс с числом ограничени на цифровых компараторах 20 и 21. Схема 22 задани граничных значений формирует два предельных числа А и Б, задаваемых оператором.

Claims

1. Способ контрол износа инструмента , заключающийс в том, что в процессе обработки измер ют параметры сигнала акустической эмиссии, характеризующего услови обработки, и по его изменению суд т о состо нии инструмента, отличающийс тем, что, с целью повышени точности контрол

Б, то цифровой компаратор 20 выдает сиг- -jo Утем учета упругого последействи об- нал логической «1 на вход трехразр дного

регистра 25. На выходе регистра 25 сигнал повышаетс только в том случае, если три последовательных цикла измерени приведут к срабатыванию компаратора 20. Это позвол ет исключать ложные срабатыва- т эмиссии при реверсе к сумме импульсов ни устройства при воздействии технологи-акустического сигнала при пр мом ходе и

ческой помехи. С выхода регистра 25 сигнал, характеризующий наличие предельно допустимого износа инструмента, подаетс на схему 26 индикации.

Пример. Нарезают внутреннюю резьбу 40 нала акустической эмиссии, соединенный диаметром 8 мм в образце из стали 45 тол-через предварительный усилитель с первым

щиной 20 мм машинно-ручными метчиками. Подача составл ет 1 мм/об. Регистраци сигналов АЭ осуществл етс на измерительной установке, собранной на базе прибора

рабатываемого материала, измер ют сумму импульсов сигналов акустической эмиссии при пр мом ходе инструмента, а затем при его реверсе определ ют отношение суммы импульсов сигнала акустической

по этому отнощению суд т об износе инструмента .

2. Устройство дл контрол износа инструмента , содержащее преобразователь сигканалом , состо щим из последовательно соединенных полосового фильтра, широкополосного усилител и амплитудного дискриминатора , отличающеес тем, что устройство

yV lCliiV-/ .) lltH J СЛ in LJ Lf C IIUIV L U, t l т l ru/ЬМ. с C-U/. IV-ITJ, T.IV,

ABH-IM, подключенного к самописцу дополнительно снабжено двум аналогичными каналами, подключенными к выходу предварительного усилител , трем компараторами , первые входы которых соединены с выходом схемы задани опорных уровней, а

Н338/2. Диапазон частот измер емых сигналов на пр мом ходе метчика 1200 кГц, а при его реверсе f 30-400 кГц. Характер изменени сигналов АЭ в зависимости от количества обработанных от- j-,-. вторые входы соединены соответственно с верстий приведен на фиг. 2.выходами трех каналов, двум ключами,

подключенными соответственно к выходам первого и второго компараторов, делителем с переменным коэффициентом делени , первый вход которого соединен с выходом вто- 55 рого ключа, а второй вход через введенный в устройство первый двоичный счетчик

Результаты эксперимента сведены в таблицу .

Из таблицы следует, что при отношении

Oja

дальнейша работа метчиком при достижении невозможна, так как происходит

соединен с выходом первого ключа, вторым двоичным счетчиком, подключенным к

В процессе нарезани резьбы происходит знос задней грани режущего лезви мет- вследствие чего при реверсе сумма импульсов АЭ сильно возрастает, тогда как „ пр мом ходе приращение суммы импуль- сов незначительно. При определенном соот-

нощении суммы импульсову

u

ia

его эксп лу атаи.ию Формула изобретени

HOC метчика достигает критической величины и в дальнейшем нецелесообразно проводить

его эксп лу атаи.ию Формула изобретени

Утем учета упругого последействи об-

эмиссии при реверсе к сумме импульсов акустического сигнала при пр мом ходе и

нала акустической эмиссии, соединенный через предварительный усилитель с первым

IIUIV L U, t l т l ru/ЬМ. с C-U/. IV-ITJ, T.IV,

дополнительно снабжено двум аналогичными каналами, подключенными к выходу предварительного усилител , трем компараторами , первые входы которых соединены с выходом схемы задани опорных уровней, а

вторые входы соединены соответственно с выходами трех каналов, двум ключами,

выходу делител , двум цифровыми компараторами , подключенными первыми входами к выходу второго двоичного счетчика, а вторыми входами - к схеме задани уровней ограничени ,схемой индикации,соединенной первым входом с выходом второго цифрового компаратора, а вторым входом через сдвиговый регистр - с выходом первого

цифрового компаратора, схемой синхронизации , первый и второй входы которой соединены соответственно с выходами тре- и второго компараторов, первый и второй выходы - с вторыми входами соответственно первого и второго ключей, а третий выход - с вторым входом сдвигового регистра.