SU1481633A1 - Устройство дл определени степени затуплени режущего инструмента - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к станкостроению, в частности к автоматическому контролю за состо нием режущего инструмента, и может быть использовано на автоматических лини х и станках с числовым программным управлением. Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  степени затуплени  режущего инструмента путем повышени  точности определени  сигнала виброакустической эмиссии, соответствующего обработке неизношенным инструментом. Сигнал виброакустической эмиссии с преобразовател  вибрации 1 усиливают усилителем 2, отфильтровывают от низкочастотной помехи фильтром 3. Затем подают на детектор 4 и фильтр 5 низких частот, с выхода которого сигнал подают на вход задатчика 7 начального уровн  и на вход блока 6 делени . В блоке 6 определ ют отношение текущего сигнала к сигналу, соответствующему обработке новым инструментом, который запоминают в задатчике 7. Далее это отношение сравнивают в схеме 8 сравнени  с заранее определенным критическим и по результатам сравнени  суд т об износе, причем в задатчике 7 запоминают сигнал, соответствующий времени окончани  фазы приработки инструмента, которое определ ют использу  схему обработки по достижении приращени  сигнала за единицу пути, пройденного инструментом заданного минимального приращени . Схема обработки вырабатывает сигнал, отключающий задатчик 7 от выхода фильтра низких частот по достижении момента окончательной приработки режущего инструмента. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к станкостроению , в частности к области автоматического контрол  за состо нием режущего инструмента, и может быть использовано на автоматических лини х с числовым программным управлением.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  степени затуплени  режущего инструмента путем повышени  точности определени  сигнала виброакустической эмиссии (ВАЗ), соответствующего обработке неизношенным инструментом.

На фиг. 1 приведен график кривых характеризующих изменение величины общего уровн  сигнала ВАЗ в зависимости от степени износа режущего инструмента; на фиг. 2 - функциональна  схема устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 вибраций, предварительный усилитель 2, фильтр 3 высоких частот, детектор 4, фильтр 5 низких частот, блок 6 делени , задатчик 7 начального уровн , схему 8 сравнени , блок 9 регистрации , задатчик 10 критического износа, систему 11 автоматической настройки, запоминающий блок 12, схему 3 вычитани , первый коммутатор 14, первый компаратор 1Ь, задатчик 16 величины минимального приращени , счетчик 17 импульсов, триггер 18, второй коммутатор 19, трехвходовый элемент И 20, генератор 21 импульсов, второй компаратор 22, формирователь 23 импульсов, первый 24 и второй 25 одновибраторы, блок 26 обнулени  и блок 27 регистрации режимов, При этом преобразователь 1 вибраций, предварительный усилитель 2, фильтр 3 высоких частот, детектор 4, фильтр 5 низкой частоты, блок 6 делени , схема 8 сравнени  и блок 9 регистрации последовательно соединены. Система 11 ав- тематической настройки входом подключена к выходу блока 6 делени  и через задатчик 10 критического износа подключена к второму входу схемы 8 сравнени . Запоминающий блок 12, схема 13 вычитани , первый коммутатор 14, первый компаратор 15, счетчик 17 импульсов последовательно-подключены к выходу задатчика 7 начального уровн , к которому также подключен второй вход схемы 13 вычитани . Опорный вход первого компаратора 15 подключен к . задатчику 16 величины минимального приращени . Счетный вход триггера 18

подключен к выходу счетчика 17 импульсов , пр мой выход триггера подключен к управл ющему входу второго коммутатора 19, Первый выход блока 27 регистрации режимов подключен к входу коррекции предварительного усилител  2, а второй - к входу настройки частоты генератора 21 импульсов, к 0 выходу которого подключены последовательно соединенные трехвходовой элемент И 20, второй вход которого подключен к инверсному выходу триггера 18, а третий - к выходу второго компаратора 22, и формирователь 23 импульсов, к выходу которого подключены два одновибратора 24 и 25, выход одновибратора 24 подключен к управл ющему входу запоминающего блока 12, 0 а выход одновибратора 25 - к управл ющему входу первого коммутатора 14, кроме того, входы установки триггера 18 и задатчика 7 начального уров-1- н  подключены к выходу блока 26 об- 5 нулени .

Устройство работает следующим образом .

Сигнал ВАЗ, излучаемый зоной резани , регистрируют преобразовате- 0 лем 1 вибраций и усиливают предварительным усилителем 2, Блоком 27 регистрации режимов осуществл ют компенсацию вли ни  факторов, св занных с вариацией режимов обработки, С вы- 5 хода усилител  2 сигнал подают на

фильтр 3 высоких частот, который служит дл  отстройки от низкочастотной помехи, вызванной работающим станком. Далее сигнал подают на детектор 4 0 и фильтр 5 низкой частоты, который выдел ет общий уровень сигнала ВАЗ, С выхода ФНЧ 5 через коммутатор 19 сигнал подают на вход задатчика 7 начального уровн .

5 В процессе приработки инструмента возрастающий сигнал с выхода задатчика 7 начального уровн  подаетс  на входы запоминающего блока 12 и схемы 13 вычитани . Подключение зал поминающего блока 12 и выхода задатчика 7 осуществл ют управл ющими импульсами с выхода одновибратора 24. Эти импульсы формируютс  следующим образом: генератором 21 вырабатыват ютс  пр моугольные импульсы, частоту которых устанавливают блоком 27 регистрации режимов так.чтобы она была пропорциональна скорости перемещени  инструмента по образующей поверхности обрабатываемой детали. С выхода генератора 21 импульсы подаютс  на один из входов трехвходового элемента И 20, на второй вход которого подан сигнал логической 1 с инверсного выхода триггера 18, наход щегос  в исходном состо нии, а на третий - сигнал логической 1 с выхода компаратора 22, который настраивают на срабатывание при по влении минимального сигнала, отличного от уровн  шумов на выходе ФНЧ.

С выхода элемента И 20 импульсы подают на формирователь 23, далее - на вход одновибратора 24, срабатывающего по заднему фронту и формирующего короткий импульс, длительность которого достаточна дл  подключени  и запоминани  сигнала с выход задатчика 7 в запоминающем блоке 12.

Таким образом, с поступлением каждого импульса величина сигнала, хран щегос  в пам ти блока 12, обнов л етс .

( На вход схемы 13 вычитани  подают

сигнал, ранее запомненный в блоке 12 и текущий сигнал с выхода задатчика 7, на выходе схемы 13 вычитани  по вл етс  их разность, которую через коммутатор 14 подают на вход компаратора 15, Коммутатор 14 управл етс  от импульсов с выхода одновибратора 25, срабатывающего от переднего фронта импульсов с выхода формировател  23.

Следовательно, при прохождении каждого импульса с выхода формировател  23 вначале (от переднего фронта ) через коммутатор 14 величина при ра цени  сигнала ча врем , определ емое частотой прохождени  импульсов, с выхода схемы 13 вычитани  подаетс  на компаратор 15, а затем(от заднего фронта)подключают запоминающий блок 12 к выходу задатчика 7.

Таким образом определ ют приращение сигнала за врем  между двум  последовательными импульсами с формировател  23.

Приращени  сигнала сравнивают компаратором 15 с опорным значением, задаваемым задатчиком 16 и выбираемым с зависимости от материала заготовки и инструмента (при обработке твердосплавных материалов крива  износа круче). После приработки инструмента приращение сигнала становитс 

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

меньше заданного и компаратор 15 срабатывает .

Дл  некоторого усреднени  результатов применен счетчик 17, ча выходе которого по вл етс  сигнал после нескольких срабатываний компаратора 15, который подают на счетный вход триггера 18. Последний срабатывает и отключает коммутатор 19. Таким образом запрещаетс  дальнейшее прохождение сигнала с выхода ФНЧ 5 на вход задатчика 7 начального уровн . На задат- чике 7 сохран етс  значение сигнала, соответствующее окончанию фазы приработки инструмента. В то же врем  сигнал логического 0 с инверсного выхода триггера 18 запрещает прохождение импульсов с генератора 21 на цепь формировани  управл ющих импульсов и прекращает дальнейший контроль приращени  сигнала.

В блоке 6 делени  определ ют относительное изменение величины текущего сигнала и сигнала, запомненного задатчиком 7. Далее это отношение подают на схему 8 сравнени  с величиной отношени , определ емой задатчиком 10 критического износа. Выход схемы 8 сравнени  подключают к блоку 9 регистрации, где по соотношению относительного приращени  текущего сигнала и величины относительного изменени  сигнала, соответствующего обработке изношенным инструментом, суд т об износе.

При установке нового инструмента вручную включают блок 26 обнулени , с которого подаетс  сигнал, обнул ющий задатчик 7 начального уровн  и переключающий триггер 18 в исходное состо ние.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  степени затуплени  режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные преобразователь вибраций, предварительный усилитель, фильтр высоких частот, детектор и блок делени , запоминающий блок и регистратор, о т- личающеес  тем,что, с целью повышени  точности контрол  сте- пени затуплени  Путем повышени  точности определени  сигнала виброакустической эмиссии соответствующего обработке неизношенным инструментом, оно снабжено фильтром низких частот,

   ключей к задатчику величины минималь- 25 схема сравнени  подключены к выходу ного приращени , фильтр низкой часто- блока делени , последовательно с сис- ты подключен входом к выходу детектора и выходом - к входам блока делени , второго коммутатора и второго компаратора, счетный вход триггера подключен к выходу счетчика имиульit/

   га

   ч

   темой автоматической настройки подключен задатчик критического износа, выход которого подключен к второму Зо входу схемы сравнени , а блок регистрации - к выходу схемы сравнени .

   /

   U

   аън.ф.

   /

   /

   схема сравнени  подключены к выходу блока делени , последовательно с сис-

   темой автоматической настройки подключен задатчик критического износа, выход которого подключен к второму входу схемы сравнени , а блок регистрации - к выходу схемы сравнени .

   /

   /

   /

   -t Фиг. 1