SU1426699A2 - Apparatus for monitoring condition of cutting tool - Google Patents

Apparatus for monitoring condition of cutting tool Download PDF

Info

Publication number
SU1426699A2
SU1426699A2 SU874220816A SU4220816A SU1426699A2 SU 1426699 A2 SU1426699 A2 SU 1426699A2 SU 874220816 A SU874220816 A SU 874220816A SU 4220816 A SU4220816 A SU 4220816A SU 1426699 A2 SU1426699 A2 SU 1426699A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
cutting tool
signal
comparator
tool
Prior art date
Application number
SU874220816A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Иезикильевич Красильщиков
Александр Александрович Климов
Николай Иванович Давыдов
Михаил Вадимович Иоффе
Original Assignee
Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Средств Контроля Электронной Аппаратуры И Изделий Электронной Техники
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 Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Средств Контроля Электронной Аппаратуры И Изделий Электронной Техники filed Critical Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Средств Контроля Электронной Аппаратуры И Изделий Электронной Техники
Priority to SU874220816A priority Critical patent/SU1426699A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1426699A2 publication Critical patent/SU1426699A2/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
    • B23Q17/0952Arrangements 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 during machining
    • B23Q17/0957Detection of tool breakage
    • 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
    • B23Q17/0928Cutting angles of lathe tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  определени  износа и поломок режущего инструмента непосредственно в - ходе обработки деталей на станках. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет получени  информации о поломке режущего инструмента. При уменьшении сигнала ниже минимального уровн  при резании , последовавшем за его увеличение ем, можно определить поломку режущего инструмента при помощи введенных ком параторов 18, 20, дифференциатора 19, одновибратора 21, триггера 22 и конъ- юнктора 23. 1 ил.The invention relates to mechanical engineering and can be used to determine the wear and breakage of a cutting tool directly in the course of machining parts on machine tools. The purpose of the invention is to expand the functionality by obtaining information about the failure of the cutting tool. When the signal decreases below the minimum level during cutting, followed by its increase, it is possible to determine the failure of the cutting tool with the help of entered comparators 18, 20, differentiator 19, single vibrator 21, trigger 22 and conjuncture 23. 1 sludge.

Description

4 tsD4 tsD

О) Од СО СОO) Od CO

N)N)

Изобретение относитс  к машине- строению и может быть использовано . дл  определени  износа и поломок режу- щего инструмента непосредственно в ходе обработки деталей на станках,The invention relates to a machine structure and can be used. to determine the wear and breakage of the cutting tool directly during the machining of parts on machines,

Цель изобретени  - расширение фун- .кциональных возможностей..The purpose of the invention is the expansion of functional capabilities.

На Чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.10The drawing shows the block diagram of the proposed device.10

Устройство содержит преобразователь 1 вибраций, предварительный усилитель 2, полосовые фильтры 3 и Д.де текторы 5 и 6, блоки 7 и 8 делени , компараторы 9 и 10, интеграторы 11 15 и 12, усилитель-ограничитель 13, источник 14 опорного напр жени , аналоговый ключ 15, аналоговое запоминающее устройство 16, систему 17 управлени  станком, третий компаратор 18, 20 дифференциатор 19, четвертый компаратор 20, одновибратор 21, триггер 22 и конъюнктор 23.The device contains a vibration converter 1, a preamplifier 2, band-pass filters 3 and D.dectors 5 and 6, blocks 7 and 8 divisions, comparators 9 and 10, integrators 11 15 and 12, amplifier-limiter 13, voltage source 14, analog key 15, analog memory 16, machine control system 17, third comparator 18, 20 differentiator 19, fourth comparator 20, one-shot 21, trigger 22 and conjunctor 23.

Устройство работает следующим образом .25The device works as follows .25

Сигнал виброакустической эмиссии (ВАЗ), излучаемый зоной резани , регистрируетс  преобразователем 1 вибрации , усиливаетс  предварительным усилителем 2 и подаетс  на параллель- 30 но включенные полосовые фильтры 3 и 4. Фильтр 3 выдел ет низкочастотную составл ющую спектра ВАЗ, а фильтр . 4 - высокочастотную составл ющую.The vibroacoustic emission signal (VAZ) emitted by the cutting zone is recorded by the vibration converter 1, amplified by the preamplifier 2 and fed to parallel-connected band-pass filters 3 and 4. Filter 3 selects the low-frequency component of the VAZ spectrum and the filter. 4 - high frequency component.

Увеличение износа инструмента при- 35 водит к перераспределению спектра ВАЗ (высокочастотна  часть возрастает ) . Поэтому дл  определени  величины износа сигнал с фильтра 3 и 4 через детекторы 5 и 6 подаетс  на вход бло- 40 ка 7 делени , сигнал на выходе котог рого соответствует величине износа инструмента.An increase in tool wear leads to a redistribution of the VAZ spectrum (the high-frequency part increases). Therefore, to determine the amount of wear, the signal from filter 3 and 4 through detectors 5 and 6 is fed to the input of block 7 division, the signal at the output of which corresponds to the value of tool wear.

Однако при обработке деталей сложной формы показани  на вьисоде блока 7 45 делени  будут различны в различных местах детали, вследствие вли ни  на спектр ВАЗ изменени  скорости резани , геометрий среза и вариаций припуска. Кроме того, переход на но- eg вый диаметр при обработке ступенчатых деталей вызывает сравнительно длительный (несколько секунд) переходньш процесс на выходе блока 7, обусловленный тем, что инструменту необходи-г г МО притеретьс  к новому диаметру. Поэтому дл  исключени  вли ни  указанных факторов на точность измерени  износа в устройство введен интегратор 12, который интегрирует сигналы на выходе блока 7 делени  в течение всего времени обработки детали. Таким образом, сигнал на выходе блока 12 представл ет собой среднеинтеграль ное значение износа, а так как сигнал ВАЗ стационарно случайный, то точность измерени  параметров на его основе будет тем вьцпе,чем больше врем  усреднени . Следовательно, сигнал на выходе интегратора 12 характеризует износ инструмента.However, when processing parts of complex shape, the indications on the division block 7 45 will differ in different parts of the detail, due to the influence on the VAZ spectrum of changes in cutting speed, cut geometry and variations in allowance. In addition, the transition to a new diameter when machining stepped parts causes a relatively long (several seconds) transition process at the output of block 7, due to the fact that the tool needs to grate to a new diameter. Therefore, in order to eliminate the influence of these factors on the measurement accuracy of wear, an integrator 12 is introduced into the device, which integrates the signals at the output of dividing unit 7 during the entire time of part processing. Thus, the signal at the output of block 12 is the average integral wear value, and since the VAZ signal is stationary random, then the accuracy of measurement of parameters based on it will be the higher the averaging time. Therefore, the signal at the output of the integrator 12 characterizes tool wear.

Дл  дальнейшего повышени  точности устройства сигнал с выхода интегратора 12 подаетс  на блок 8 делени , на второй вход которого подаетс  напр жение с выхода интегратора 11, пропорциональное фактическому времени обработки каждой детали.To further improve the accuracy of the device, the signal from the output of the integrator 12 is fed to a dividing unit 8, the second input of which is supplied with a voltage from the output of the integrator 11 proportional to the actual processing time of each part.

Измерение фактического времени обработки производитс  следующем образом . Высокочастотна  часть.сигнала ВАЗ (как менее зашумленна ) подаетс  через усилитель-ограничитель 13 на управл ющий вход аналогового ключа 15 и открывает его на врем  протекани  процесса резани , а так как интегратор 11 зар жаетс  посто нным напр жением , то напр жение на выходе интегратора 11 пропорционально времени обработки.Measurement of the actual processing time is as follows. The high-frequency part of the VAZ signal (as less noisy) is fed through the limiting amplifier 13 to the control input of the analog switch 15 and opens it for the duration of the cutting process, and since the integrator 11 is charged with a constant voltage, the voltage at the integrator's output 11 in proportion to the processing time.

Далее сигнал с выхода блока 8 делени  представл ет собой усредненное по времени значени  износа, подаетс  на вход компаратора 10, на другой вход которого подаетс  напр жение с аналогового запоминающего устройства 16, в котором в режиме обучени  запоминаетс  среднее значение сигнала, соответствующее изношенному инструменту (в режиме обучени  производитс  обработка изношенньм инструментом).Next, the signal from the output of dividing unit 8 is the time averaged wear value, fed to the input of the comparator 10, to another input of which voltage is supplied from the analog storage device 16, in which, in the learning mode, the average value of the signal corresponding to the worn tool is stored ( learning mode is processed with a worn tool).

В рабочем режиме компаратор 10 сравнивает значение износа после обработки очередной детали с запомненным и при их совпадении или превьш1е- нии запомненного напр жени  подаетс  команда на систему ЧПУ дл  прекращени  процесса и вызова оператора или на автоматическую смену инструмента.In the operation mode, the comparator 10 compares the wear value after machining the next part with the memorized one and, if they coincide or exceed the memorized voltage, a command is sent to the TNC system to stop the process and call the operator or automatically change the tool.

В процессе резани  возможны поломки инструмента, вызванные, например, посторонними включени ми в обрабатываемую заготовку. Поломка инструмента сопровождаетс  повышенной интенсивно - стью ВАЗ с последующим ее спадом, который обусловлен укорачиванием режущей кромки инструмента, вследствиеDuring the cutting process, tool breakage is possible, caused, for example, by foreign inclusions in the workpiece. A tool breakage is accompanied by an increased VAZ intensity with its subsequent decline, which is caused by the shortening of the tool cutting edge, due to

чего сигнал на выходе блока 7 делени  резко увеличиваетс , а затем уменьшаетс . При увеличении сигнала на выхог де блока 7 делени  срабатывает компа- ратор 9, устанавливающий триггер 22 в единичное состо ние. При уменьшении сигнала на выходе блока 7 делени  на выходе дифференциатора 19 формируетс  положительньй сигнал, по величи чо не которого срабатьшает четвертый компаратор 20, и на его выходе формируетс  единичньй уровень. При поломке инструмента сигнал на входе третьего компаратора 18 уменьшаетс  до .уровн , 15 соответствующего минимальному уровню при резании и на его выходе формируетс  единичный сигнал. В этом случае на всех трех входах конъюнктора 23 присутствуют единичные уровни и с его 20 выхода в систему 17 управлени  станком подаетс  команда на немедленный быстрый отвод инструмента из зоны обработки и остановку вращени  шпиндел .as a result, the signal at the output of dividing unit 7 increases sharply and then decreases. When the signal at the output of the dividing unit 7 is increased, the comparator 9 is triggered, setting the trigger 22 to one state. When the signal at the output of dividing unit 7 is reduced, a positive signal is generated at the output of differentiator 19, the value of which is not triggered by the fourth comparator 20, and a single level is formed at its output. When a tool breaks, the signal at the input of the third comparator 18 is reduced to a level, 15 corresponding to the minimum level during cutting and a single signal is formed at its output. In this case, on all three inputs of the conjuncer 23 there are single levels, and from its 20 outputs into the machine control system 17, the command is given to immediately remove the tool from the machining zone and stop the spindle rotation.

Если поломки инструмента не произо - шло, а увеличение сигнала с выхода блока 7 делени  было вызвано, например , автоколеба ни ми или наклепом, то уменьшение сигнала с выхода блока, 7 делени  прекратитс  при уровне бо-. лее высоком, чем уровень срабатьшани  третьего компаратора 18. По прекращению уменьшени  сигнала на входе дифференциатора 19 иа его выходе формируетс  нулевой сигнал, вызьшающий выключение четвертого компаратора 20 и.по спаду сигнала на его выходе одновибратор 21 формирует, импульс, устанавливающий триггер 22 в нулевое состо ние.If a tool breakage did not occur, and an increase in the signal from the output of dividing unit 7 was caused, for example, by self-oscillation or hardening, then the decrease in signal from the output of dividing unit, 7 dividing will stop at level b. higher than the level of operation of the third comparator 18. By stopping the decrease of the signal at the input of the differentiator 19 and its output, a zero signal is formed, which causes the fourth comparator 20 to turn off and, when the signal drops at its output, the one-shot 21 forms a pulse that sets the trigger 22 to the zero state the

о 5 0 about 5 0

5five

00

5five

00

В частных случа х, например при черновой обработке , характеризуемой резкими колебани ми припусков, в качестве сигнала повышенной нагрузки возможно использование сигнала с выхода первого компаратора 9.In particular cases, for example, when roughing, characterized by sharp fluctuations of allowances, the signal from the output of the first comparator 9 can be used as an increased load signal.

Таким образом, определение поломки режущего инструмента по уменьшению сигнала ниже минимального уровн  при резании, последовавшему за его увеличением , позвол ет определ ть поломку режущего инструмента и исключить ложные остановки процесса резани  дл  замены инструмента при по влении наклепа , автоколебаний и пр., при которых возможно случайное увличение интенсивности ВАЗ.Thus, determining the cutting tool breakage by reducing the signal below the minimum level during cutting, followed by its increase, allows determining the cutting tool breakage and eliminating false stops of the cutting process to replace the tool during the appearance of work hardening, self-oscillations, etc. random increase in the intensity of the WHA.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  контрол  состо ни  режущего инструмента по авт.св. № 1079368, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в него введены третий компаратор и последовательно соединенные дифференциатор, четвертый компаратор, одновибратор, триггер , конъюнктор, причём входы третьего компаратора и дифференциатора соединены с выходом первого блока делени , второй и третий входы конъюнкто- ра соединены с выходами третьего и четвертого компараторов соответственно , второй вход триггера соединен с выходом первого компаратбра, а выход конъюнктора - с системой управлени  станком.A device for monitoring the condition of the cutting tool according to auth.St. No. 1079368, characterized in that, in order to expand its functionality, a third comparator and a serially connected differentiator, a fourth comparator, a one-shot, a trigger, a conjunctor are introduced into it, the inputs of the third comparator and the differentiator are connected to the output of the first division unit, the second and third inputs the conjuncture is connected to the outputs of the third and fourth comparators, respectively, the second trigger input is connected to the output of the first comparator, and the output of the conjunctor is connected to the machine control system.
SU874220816A 1987-03-31 1987-03-31 Apparatus for monitoring condition of cutting tool SU1426699A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874220816A SU1426699A2 (en) 1987-03-31 1987-03-31 Apparatus for monitoring condition of cutting tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874220816A SU1426699A2 (en) 1987-03-31 1987-03-31 Apparatus for monitoring condition of cutting tool

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1079368A Addition SU239141A1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1426699A2 true SU1426699A2 (en) 1988-09-30

Family

ID=21294952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874220816A SU1426699A2 (en) 1987-03-31 1987-03-31 Apparatus for monitoring condition of cutting tool

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1426699A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельствоСССР № 1079368, кл. В 23 В 25/06,1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4563897A (en) Apparatus for monitoring tool life
US4087801A (en) Apparatus for detecting damages of cutting tools
US5243533A (en) Tool abnormality detecting device
US3834615A (en) Method for monitoring machining condition of machine tool
JPS63185555A (en) Automatic gain control for monitoring machine tool
JP2533971B2 (en) Tool abnormality detection device
SU1426699A2 (en) Apparatus for monitoring condition of cutting tool
JPH08323584A (en) Tool wear compensator
GB2140951A (en) Apparatus and method for monitoring machining conditions of a machine tool
GB2133881A (en) Apparatus for monitoring tool life
JPS6059108B2 (en) Machine tool abnormality monitoring device
SU1079368A1 (en) Apparatus for controlling the state of cutting tool
SU1484443A1 (en) Device for monitoring machine tools
JP2629695B2 (en) Monitoring equipment for cutting machines
SU1177135A1 (en) Apparatus for monitoring machine-tools
SU1725100A1 (en) Method for measuring cutting tool wear, when machining cylindrical parts
RU1816673C (en) Grinding machine control system
JPS61164760A (en) Detecting method of tool breakage
SU585047A1 (en) Method of automatic control of feed in metal-working machine tool and apparatus for performing same
SU1481633A1 (en) Instrument for determining dulling degree of cutting tools
SU1215943A1 (en) Apparatus for automatic running adjustment and wear monitoring of cutting tool
JP3294414B2 (en) Tool life detection method for machine tools
SU878528A2 (en) Semi-automatic machine for finishing blind holes
JPS59201748A (en) Apparatus for detecting breakage of cutting tool
SU1355468A1 (en) Method of monitoring the dressing of grinding wheel with diamond