SU1717296A1 - Apparatus for detecting cutting tool damage - Google Patents

Apparatus for detecting cutting tool damage Download PDF

Info

Publication number
SU1717296A1
SU1717296A1 SU894716593A SU4716593A SU1717296A1 SU 1717296 A1 SU1717296 A1 SU 1717296A1 SU 894716593 A SU894716593 A SU 894716593A SU 4716593 A SU4716593 A SU 4716593A SU 1717296 A1 SU1717296 A1 SU 1717296A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
signal
comparator
pass filter
Prior art date
Application number
SU894716593A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Максович Бржозовский
Владимир Владимирович Куранов
Валерий Викторович Бондарев
Original Assignee
Особое конструкторское бюро машиностроения при Саратовском заводе "Тантал"
Саратовский политехнический институт
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 Особое конструкторское бюро машиностроения при Саратовском заводе "Тантал", Саратовский политехнический институт filed Critical Особое конструкторское бюро машиностроения при Саратовском заводе "Тантал"
Priority to SU894716593A priority Critical patent/SU1717296A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1717296A1 publication Critical patent/SU1717296A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , преимущественно к средствам диагностики состо ни  режущего инструмента в ГПМ, Цель изобретени  - расширение технологических возможностей устройства за счет повышени  точности и надежности в работе, а также повышени  адаптируемости к изменени м условий резани  в ГПМ. Анализ уровн  акустического сигнала производитс  одновременно по общему уровню сигнала и уровню в высокочастотной области спектра. В результате поломки режущего инструмента за счет перераспределени  спектра виброакустических колебаний общий уровень сигнала может не изменитьс  или изменитьс  незначительно. Дополнительный анализ высокочастотной области спектра при помощи организации второй цепи прохождени  сигнала позвол ет фиксировать не только глобальные поломки, когда наблюдаетс  потер  контакта инструмента с обрабатываемой деталью, но и мелкие его сколы и выкрашивани . В устройстве реализована функци  хранени  информации о величине уровней сигналов в промежутках времени между резанием, что позвол ет достоверно фиксировать поломку в момент врезани  инструмента в деталь, а также в режимах прерывистого резани . 4 ил. (Л СThe invention relates to mechanical engineering, primarily to the means of diagnosing the state of the cutting tool in the GPM. The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the device by increasing the accuracy and reliability in operation, as well as increasing its adaptability to changes in cutting conditions in the GPM. The analysis of the level of the acoustic signal is carried out simultaneously on the general level of the signal and the level in the high-frequency region of the spectrum. As a result of the cutting tool breakage due to the redistribution of the vibroacoustic spectrum, the overall signal level may not change or change slightly. Additional analysis of the high-frequency region of the spectrum using the organization of the second signal transmission circuit allows fixing not only global breakdowns, when a loss of contact of the instrument with the workpiece is observed, but also its small chips and chipping. The device has a function of storing information about the magnitude of the signal levels in the intervals between cutting, which makes it possible to reliably fix the breakage at the time of insertion of the tool into the part, as well as in intermittent cutting modes. 4 il. (Ls

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , преимущественно к средствам диагностики состо ни  режущего инструмента в ГПМ.The invention relates to mechanical engineering, primarily to the means of diagnosing the condition of the cutting tool in the PMG.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей устройства определени  поломки режущего инструмента за счет повышени  точности и надежности его работы, а также адаптируемости к конкретным услови м резани  вус-- лови х функционировани  ГПМ.The aim of the invention is to expand the technological capabilities of the device for detecting breakage of the cutting tool by increasing the accuracy and reliability of its operation, as well as adaptability to specific conditions of cutting, due to the operation of the PMG.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема запоминающего устройства; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 4 - временные диаграммы формировани  зоныFIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device; in fig. 2 - functional diagram of the storage device; in fig. 3 - time diagrams of the device; in fig. 4 - time diagrams of zone formation

допустимых значений изменени  сигнала ОВАК.allowed values of the change of the signal OVAK.

Схема устройства (фиг. 1) содержит соединенные последовательно преобразователь 1 вибраций, усилитель 2, фильтр 3 высоких частот (ФВЧ), детектор 4, первый фильтр 5 низких частот (1ФНЧ), а также три канала прохождени  сигнала, первый из которых содержит последовательно включенные компаратор 6 с зоной нечувствительности своим входом подключенный к выходу 1 ФНЧ 5, и схему 7 задержки времени, вход которой параллельно подключен к второму входу элемента И-НЕ 8. Второй канал прохождени  сигнала состоит из последовательно включенных детектора 9 и второго ФНЧ 10, а также двухThe device diagram (Fig. 1) contains a vibration transducer 1 connected in series, an amplifier 2, a high-pass filter 3 (HPF), a detector 4, a first low-pass filter 5 (1 FNC), and also three channels of signal passing, the first of which contains in series a comparator 6 with a dead zone with its input connected to output 1 of the low-pass filter 5, and a time delay circuit 7, the input of which is connected in parallel to the second input of the AND-NE element 8. The second signal transmission channel consists of the series-connected detector 9 and the second th of LPF 10, and also two

XIXi

ю о оu o o o

параллельных цепей, кажда  из которых содержит последовательно включенные запоминающие блоки 11 и 10, схемы сравнени  13 и 14 и двухпороговые компараторы 15 иparallel circuits, each of which contains serially connected storage units 11 and 10, comparison circuits 13 and 14 and two-threshold comparators 15 and

16(дл  первой и второй цепей соответствен- но), другие входы которых подключены к выходам запоминающих блоков 11 и 12, при этом другие входы схем 13 и 14 сравнени  подключены к входам запоминающих блоков 11 и 12 соответственно. Вход запоминаю- щего блока 11 первой цепи подключен к выходу 1ФНЧ5,аблока12-квыходу2ФНЧ 10.16 (for the first and second circuits, respectively), the other inputs of which are connected to the outputs of the storage units 11 and 12, while the other inputs of the comparison circuits 13 and 14 are connected to the inputs of the storage units 11 and 12, respectively. The input of the storage unit 11 of the first circuit is connected to the output of 1FNCh5, ablok12-k2yod2FNCh 10.

Третий канал содержит генератор 17 импульсов, а также последовательно включенный дифференциатор 1.8, своим входом подключенный к выходу 1 ФНЧ 5, компаратор с регулируемым порогом 19, опорный вход которого подключен к выходу запоминающего блока 1.2 второй цепи, элемент 8 И-НЕ, подключенный своим первым входом к выходу компаратора 19, IK-триггер 10, к инверсному выходу которого подключен одним входом первый элемент ИЛИ 21, а к пр мому выходу IK-триггера 20 подключен первый элемент И 22, другим входом парал- лельно подключенный к выходу генератораThe third channel contains a generator of 17 pulses, as well as a series-connected differentiator 1.8, its input connected to output 1 of the low-pass filter 5, a comparator with an adjustable threshold 19, the reference input of which is connected to the output of the storage unit 1.2 of the second circuit, element 8 AND-NOT connected with its first input to the output of the comparator 19, IK-trigger 10, to the inverse output of which one element OR 21 is connected by one input, and the first element 22 to the forward output of IK-trigger 20, connected to the generator output parallel to

17импул ьсов и третьему входу трехвходово- го элемента И 23, последовательно включенные счетчик 24 импульсов, своим входом подключенный к выходу первого элемента И 22, дешифратор 25, трехвходовый элемент ИЛИ 26, второй элемент И 27, система17 impulses and the third input of the three-input element And 23, a pulse counter 24 connected in series, its input connected to the output of the first element And 22, the decoder 25, the three-input element OR 26, the second element And 27, the system

28 управлени . Другой вход второго элемента И 27 подключен к выходу второго элемента ИЛИ 29, входы которого подключены к выходам двухпороговых компараторов 15 и 16 обеих цепей второго канала прохождени  сигнала, причем первый вход элемента И 23 подключен к инверсному выходу триггера 22, второй подключен к выходу схемы 7 задержки времени, а выход параллельно подключен к входам разрешени  записи запоминающих блоков 11 и 12, выход компаратора 19 подключен к другому входу элемента ИЛИ 21, выход которого соединен с входом установки нул  счетчика 24 импульсов . .28 controls The other input of the second element AND 27 is connected to the output of the second element OR 29, the inputs of which are connected to the outputs of the two-threshold comparators 15 and 16 of both circuits of the second channel of the signal, the first input of the element 23 and connected to the inverse output of the trigger 22, the second one connected to the output of the circuit 7 delay time, and the output is connected in parallel to the write enable inputs of the storage blocks 11 and 12, the output of the comparator 19 is connected to another input of the OR element 21, the output of which is connected to the zero input input of the pulse counter 24. .

Двухпороговые компараторы 15 и 16 в устройстве обеспечивают по вление на их выходе сигнала логической IUBxi U0n (где Don - опорное напр жение ) и могут быть выполнены по известной схеме. В состав запоминающих блоков 11 и 12 (фиг. 2) вход т аналогово- цифровой преобразователь D1, буферный регистр D2 и цифроаналоговый преобразователь D3. Аналогово-цифровой преобразователь D1 управл етс  импульсами с выхода трехвходового элемента И 23 (фиг. 1). Запись информации в буферный регистр D2 осуществл етс  по сигналу SE Готовность данных , формируемому в D1 (фиг. 2).The two-threshold comparators 15 and 16 in the device provide a signal at their output to the logic IUBxi U0n (where Don is the reference voltage) and can be performed in a known pattern. The storage units 11 and 12 (Fig. 2) include an analog-to-digital converter D1, a buffer register D2, and a digital-to-analog converter D3. Analog-to-digital converter D1 is controlled by pulses from the output of the three-input element AND 23 (Fig. 1). The information is written to the buffer register D2 by the signal SE Readiness data generated in D1 (FIG. 2).

В качестве системы 28 управлени  станка может быть использована система электроавтоматики либо ЧПУ станка.As a machine control system 28, an electro-automatic system or a CNC machine tool can be used.

Схема 7 задержки времени обеспечивает по вление сигнала логической 1 на своем выходе спуст  100-150 мс после по влени  последнего положительного перепада уровней на ее входе и может быть выполнена по известной схеме на основе одновибратора с повторным перезапуском.The time delay circuit 7 provides the appearance of the signal logical 1 at its output 100-150 ms after the appearance of the last positive level difference at its input and can be performed according to a well-known scheme based on a one-shot with restarting.

Дифференциатор 18 может быть выполнен , например, на основе дифференцирующего операционного усилител .The differentiator 18 may be performed, for example, on the basis of a differentiating operational amplifier.

Работа устройства по сн етс  временными диаграммами (фиг. 3, 4), на которых обозначены: сигнал ЗОа - на выходе ФНЧ 5, сигнал 306 - уровень срабатывани  компаратора с зоной нечувствительности 6, сигнал 31 - на выходе компаратора с зоной нечувствительности 6, сигнал 22 - на выходе схемы 7 задержки времени, сигнал ЗЗа - на выходе дифференциатора 18 (сигнальном входе компаратора с регулируемым порогом 19), сигнал 336 - на опорном входе компаратора 19, сигнал 34 - на выходе второго элемента ИЛИ 29, сигнал 35 - на выходе генератора пр моугольных импульсов, сигнал 36 - на выходе элемента 8 И-НЕ, сигнал 37 - на инверсном выходе триггера 20, сигнал 38 - на выходе первого элемента И 22, сигнал 39 - на выходе трехвходового элемента ИЛИ 26, сигнал 40 - на выходе второго элемента И 27, 41 а - сигнал на выходе второго ФНЧ 10, 416 - на выходе запоминающего блока 12 второй цепи, 42а - на выходе схемы 14 сравнени , 426 и в - соответственно отрицательный и положительный уровни срабатывани  двухпорого- вого компаратора 16.The operation of the device is illustrated by time diagrams (Figs. 3, 4), on which are marked: ZOA signal — at the output of the low-pass filter 5, signal 306 — the level of operation of the comparator with the dead zone 6, signal 31 at the output of the comparator with the dead zone 6, signal 22 - at the output of the time delay circuit 7, signal ЗЗа - at the output of the differentiator 18 (signal input of the comparator with adjustable threshold 19), signal 336 - at the reference input of the comparator 19, signal 34 - at the output of the second element OR 29, signal 35 - at the output square pulse generator, signal 36 - at the output of the element 8 AND-NOT, the signal 37 - at the inverse output of the trigger 20, the signal 38 - at the output of the first element AND 22, the signal 39 - at the output of the three-input element OR 26, the signal 40 - at the output of the second element And 27, 41 a - the signal at the output of the second low-pass filter 10, 416 — at the output of the storage unit 12 of the second circuit; 42a — at the output of the comparison circuit 14; 426 and c, respectively, negative and positive response levels of the two-search comparator 16.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сигнал виброакустических колебаний с выхода преобразовател  1 ви.браций, установленного на резцедержателе или на резце , усиливаетс  усилителем 2 и подаетс  на фильтр 3 высоких частот с частотой среза 1-2 кГц, с помощью которого происходит отстройка сигнала от низкочастотных помех , вызванных работающим приводом станка и суппортом, Далее сигнал подаетс  на первый детектор 4 и первый фильтр низких частот 5, где происходит выделение сигнала ОВАК (сигнал ЗОа, фиг. 3) во всей полосе частот, пропускаемой устройством. С выхода ФНЧ 5 сигнал одновременно поступает в три канала прохождени , в первом из которых определ етс  факт наличи  процесса резани , соответствующий логической 1 на выходе компаратора 6 с зоной нечувствительности, уровень срабатывани  которого находитс  выше уровн  шумов, имеющих место на выходе первого ФНЧ 5 при отсутствии процесса резани  (сигнал 306, фиг. 3) С выхода компаратора б сигнал подаетс  на схему 7 задержки времени, служащей дл  нейтрализации действи  импульсных помех в отсутствии резани . При этом помеха (момент времени ty, фиг; 3), вызванна  случайными ударами по суппорту , импульсными электромагнитными помехами и т.д., на выход схемы 7 задержки не проходит (сигналы 31 и 32, фиг. 3), что не приводит к ложному срабатыванию устрой- ства.The signal of vibroacoustic oscillations from the output of the converter 1 of the virations installed on the tool holder or on the cutter is amplified by the amplifier 2 and fed to a high-pass filter 3 with a cut-off frequency of 1-2 kHz, which is used to offset the signal from the low-frequency interference caused by the machine's drive and a caliper. Next, the signal is fed to the first detector 4 and the first low-pass filter 5, where the OVAC signal is extracted (the AOA signal, Fig. 3) in the entire frequency band passed by the device. From the output of the low-pass filter 5, the signal simultaneously enters three transmission channels, the first of which determines the existence of a cutting process corresponding to logical 1 at the output of the comparator 6 with the dead zone, whose response level is higher than the noise level occurring at the output of the first low-pass filter 5 at no cutting process (signal 306, fig. 3) From the output of the comparator b, the signal is fed to the time delay circuit 7, which serves to neutralize the effect of impulse noise in the absence of cutting. In this case, the noise (time instant ty, fig; 3) caused by accidental strikes on the caliper, pulsed electromagnetic interference, etc., does not pass to the output of the delay circuit 7 (signals 31 and 32, Fig. 3), which does not lead to false triggering of the device.

Сигнал о наличии резани  с выхода компаратора 6 поступает также на второй вход элемента 8 И-НЕ, на второй вход которого подаетс  сигнал с выхода компаратора с регулируемым порогом 19. В результате на выходе элемента 8 И-НЕ формируетс  сигнал логического О, который свидетельствует о возникновении в процессе резани  крутого фронта перепада уровн  сигнала ОВАК, превышающий исходный в 1,5-2 раза и более (сигнал 36, фиг. 3).The signal about the presence of cutting from the output of the comparator 6 also goes to the second input of element 8 AND-NOT, to the second input of which a signal is output from the output of the comparator with an adjustable threshold 19. As a result, the output of element 8 AND-NOT forms a logical signal O, which indicates the occurrence of a steep edge in the cutting process, the level of the signal OVAC, which is 1.5–2 times greater than the original one (signal 36, Fig. 3).

С выхода ФНЧ 5 сигнал ОВАК поступает также во второй канал прохождени  сигнала , где происходит анализ уровн  его изме- нени  во времени в двух параллельных цеп х, кажда  из которой состоит из последовательно соединенных запоминающего блока (11, 12), схемы сравнени  (13, 14) и двухпорогового компаратора (15, 16), соот- ветственно. При этом в запоминающих блоках 11 и 12 происходит последовательное дискретное запоминание уровней напр жений на их.сигнальных входах в соответствии с управл ющими импульсами, поступающи- ми с выхода трехвходового элемента И 23 (сигнал 336, фиг. 3 и сигнал 416, фиг. 4). В запоминающем блоке 11 первой цепи хранитс  информаци  об общем уровне сигнала ОВАК, а в блоке 12 второй цепи - об уровне высокочастотной составл ющей, так как сигнал на вход блока 12 поступает с выхода ФНЧ 5 последовательно через дифференциатор 18, второй детектор 9 и второй ФНЧ 10. С выходов запоминающих блоков 11 и 12 обоих цепей второго канала дискретно запоминаемые сигналы поступают на входы устройств сравнени  (сигнал 416, фиг. 4, дл  первой цепи - аналогично), на вторые входы которых поступают текущие значени  .напр жений сигналов ОВАК (сигнал 41 а, фиг. 4).From the output of the low-pass filter, the OVAC signal also enters the second channel of the signal, where it is analyzed in terms of time variation in two parallel circuits, each of which consists of a series-connected storage unit (11, 12), a comparison circuit (13, 14) and a two-threshold comparator (15, 16), respectively. In this case, in the storage units 11 and 12, sequential discrete memorization of the voltage levels at their signal inputs takes place in accordance with the control pulses received from the output of the three-input element And 23 (signal 336, Fig. 3 and signal 416, Fig. 4 ). In the storage unit 11 of the first circuit, information is stored about the overall level of the HVAC signal, and in block 12 of the second circuit, the level of the high-frequency component is stored, since the signal to the input of block 12 comes from the output of the LPF 5 sequentially through the differentiator 18, the second detector 9 and the second LPF 10. From the outputs of the storage units 11 and 12 of both circuits of the second channel, the discretely memorized signals are fed to the inputs of the comparison devices (signal 416, Fig. 4, for the first circuit - similarly), the second inputs of which receive the current values of the HVAC signals (signal41 a, fig. 4).

На выходах схем 13 и 14 сравнени  образуютс  разности поступающих на их входы напр жений сигналов (сигнал 42а, фигAt the outputs of the comparison circuits 13 and 14, the differences in the voltage of the signals applied to their inputs are formed (signal 42a, FIG.

4). Эти разности напр жений поступают на сигнальные входы.соответствующих двух- пороговых компараторов 15 и 16, на опорные входы каждого из которых подаетс  часть выходного напр жени  соответствующего ему запоминающего блока, котора  составл ет 20-40% от амплитуды выходного сигнала последнего. В компараторах 15 и 16 формируютс  два порога срабатывани  -Коп и +Uon (сигналы 426 и в, фиг. 4, соответственно ), интервал напр жений между которыми определ ет зону допустимых значений изменений сигналов ОВАК за врем , равное периоду генератора 17 импульсов (сигнал 35, фиг. 3) при резании в отсутствие поломки инструмента.four). These voltage differences are fed to the signal inputs of the respective two-threshold comparators 15 and 16, the reference inputs of each of which are fed to a portion of the output voltage of the corresponding storage unit, which is 20-40% of the amplitude of the output signal of the latter. In Comparators 15 and 16, two thresholds of -Cop and + Uon are formed (signals 426 and in, Fig. 4, respectively), the voltage interval between which determines the zone of allowable values of changes in signals OVAK during a time equal to the period of the generator 17 pulses (signal 35, Fig. 3) when cutting in the absence of tool breakage.

Выходы двухпороговых компараторов 15 и 16 подключены к входам второго элемента ИЛИ 29, напр жение логической 1 на выходе которого сигнализирует о выходе сигнала ОВАК либо в первой, либо во второй цепи, либо одновременно в обоих цеп х за пределы зоны допустимых значений. Это говорит о значительном перераспределении спектра виброакустических колебаний системы СПИД, которое в общем случае,  вл етс  следствием изменений условий обработки и при прочих посто нных факторах вли ющих на колебани  упругой системы станка при резании (стационарность резани , посто нство упругодиссипативных свойств станка и обрабатываемой детали) может свидетельствовать о факте происшедшей поломки режущего инструмента (сигнал 34, фиг. 4).The outputs of the two threshold comparators 15 and 16 are connected to the inputs of the second element OR 29, the voltage of logical 1 at the output of which signals the output of the OVAC signal either in the first or in the second circuit, or simultaneously in both circuits outside the zone of allowable values. This indicates a significant redistribution of the spectrum of the vibroacoustic oscillations of the AIDS system, which in general is a consequence of changes in the processing conditions and with other constant factors affecting the vibrations of the elastic system of the machine during cutting (stationary cutting, the constancy of the elastic-dissipative properties of the machine and the workpiece) may indicate the fact of a cutting tool failure (signal 34, fig. 4).

Третий канал прохождени  сигнала предназначен дл  выделени  и регистрации крутого фронта перепада уровн  сигнала ОВАК (моменты времени t3, Ш. фиг. 3 и 4), управлени  работой запоминающих блоков 11 и 12 и формировани , начина  с этих моментов времени двух последовательных интервалов, первый из квторых (интервалы ts -14, ti2 - Хтз, фиг. 3) служит задержкой на врем  переходного процесса, возникающего при поломке, а во врем  второго интервала (интервалы t4 - ts, 113 - tn, фиг. 3) осуществл етс  анализ уровней сигналов ОВАК на их выход из зон допустимых значений , сформированных дл  каждого из этих сигналов к моментам регистрации крутого фронта (момента времени тз, ti2, фиг. 3 и 4).The third channel of the signal passage is designed to isolate and record the steep edge of the differential level of the HVAC signal (times t3, W Figs. 3 and 4), control the operation of the storage units 11 and 12, and form, starting from these times, two consecutive intervals, The second (intervals ts -14, ti2 - Хтз, fig. 3) serves as a delay for the transient time that occurs during a breakdown, and during the second interval (intervals t4 - ts, 113 - tn, fig. 3) OVAK on their exit from zones of admissible values, sf assigned for each of these signals to the moments of registration of a steep front (time points ts, ti2, figs. 3 and 4).

Дл  выделени  крутого фронта перепада уровней с выхода ФНЧ 5 сигнал ОВАК через дифференциатор подаетс  на вход компаратора с регулируемым порогом 19, на другой вход которого поступает напр жение , пропорциональное выходному напр жению запоминающего блока 12,To isolate the steep front of the level difference from the output of the low-pass filter 5, the OVAK signal is fed through a differentiator to the input of a comparator with an adjustable threshold 19, to another input of which a voltage proportional to the output voltage of the storage unit 12 is applied,

увеличенного по амплитуде в 1,5-2 раза (сигнал 336, фиг. 3).increased in amplitude 1.5-2 times (signal 336, fig. 3).

Сигнал логической 1, соответствующий выделенному крутому фронту сигнала ОВАК с выхода компаратора 19 проходит через первый элемент ИЛИ 21 на вход установки нул  счетчика 24 импульсов и одновременно поступает на вход элемента И-НЕ 8, на другой вход которого уже подано напр жение логической 1 с выхода компаратора 6, соответствующее наличию резани . На выходе элемента И-НЕ 8 по вл етс  сигнал логического О (сигнал 36, моменты времени т,з, ti2, фиг. 3) и подаетс  на S-вход триггера 20, что приводит к по влению на его инверсном выходе сигнала логического О (сигнал 37, моменты времени т,з, Ш, фиг. 3), который запрещает прохождение импульсов с выхода генератора 17 через трех- входовой элемент И 23 (интервалы времени t3 - ts, ti2 - ti4, фиг. 3) на управл ющие входы запоминающих блоков 11 и 12, что обусловливает сохранение информации об уровн х сигналов ОВАК с момента регистрации крутого фронта на врем  4ТГ At :Ј 5ТГ, где ТгThe logical 1 signal corresponding to the selected steep edge of the OVAC signal from the output of the comparator 19 passes through the first element OR 21 to the input of setting the zero of the counter 24 pulses and simultaneously enters the input of the AND-NE element 8, to another input of which the logical voltage 1 is already output comparator 6, corresponding to the presence of cutting. A logical O signal appears at the output of the IS-NE 8 element (signal 36, time points t, 3, ti2, Fig. 3) and is fed to the S input of the trigger 20, which results in its inverse output of the logical O signal. (signal 37, times t, s, W, Fig. 3), which prohibits the passage of pulses from the generator 17 through the three-input element AND 23 (time intervals t3 - ts, ti2 - ti4, Fig. 3) to the control the inputs of the storage units 11 and 12, which determines the preservation of information about the levels of signals OVAK from the moment of registration of the steep front at the time 4TG At: 5TG, where Tg

-период генератора импульсов. Запрещение прохождени  импульсов осуществл етс  также по сигналу логического О с выхода схемы 7 задержки времени (сигнал 32, фиг, 3), чем обеспечиваетс  хранение уровней сигналов ОВАК в промежутках между интервалами резани  (интервалы te - tn, tis-tie, фиг. 3),-period generator period. The prohibition of the passage of pulses is also carried out by the logic signal O from the output of the time delay circuit 7 (signal 32, Fig. 3), which ensures the storage of the levels of OVAC signals in the intervals between the cutting intervals (te-tn, tis-tie, Fig. 3) ,

В моменты времени ts и ti2 (фиг. 3) на пр мом выходе триггера 20 по вл етс  сигнал логической 1, который подаетс  на вход первого элемента И 22, на другой вход которого подаютс  импульсы с генератора 17. Эти импульсы, проход  через элемент И 22 (сигнал 38, фиг. 3), попадают на счетный вход счетчика 24 импульсов, на выходе которого по вл етс  информаци  в двоичном коде о количестве импульсов, прошедших на его вход. Далее эта информаци  подаетс  на вход дешифратора 25, на каждом из выводов которого по вл етс  сигнал логической 1 при прохождении на вход счетчика 24 импульса, соответствующего этому выводу.At times ts and ti2 (Fig. 3), a logical signal 1 appears at the direct output of flip-flop 20, which is fed to the input of the first element AND 22, to the other input of which pulses are fed from the generator 17. These pulses pass through the element AND 22 (signal 38, fig. 3), go to the counting input of the pulse counter 24, at the output of which information in a binary code appears about the number of pulses transmitted to its input. This information is then fed to the input of the decoder 25, at each of the terminals of which a signal 1 appears when a pulse 24 is passed to the input of the counter corresponding to this output.

Сигналы с второго-четвертого выводов дешифратора 25 подаютс  на вход трехвхо- дового элемента ИЛИ 26, на выходе которого от начала второго импульса до начала п того, счита  с моментов т.з и t2 фиг, 3, формируетс  временной интервал с уровнем логической 1 (сигнал 39, интервалы t4The signals from the second to fourth outputs of the decoder 25 are fed to the input of the three-input element OR 26, at the output of which from the beginning of the second pulse to the beginning of the fifth, starting from the times tz and t2 of FIG. 3, a time interval is formed with a logic level 1 ( signal 39, t4 intervals

-ts, Из - ti4, фиг, 3), который обеспечивает анализ уровней сигналов ОВАК только в заданных промежутках времени (t4 - ts, ti3 -in, фиг. 3), что повышает достоверность иде-ts, From - ti4, fig, 3), which provides an analysis of the levels of signals OVAK only in specified time intervals (t4 - ts, ti3 -in, Fig. 3), which increases the accuracy of

тификации поломки режущего инструмента, Результат анализа нахождени  сигналов ОВАК в зонах допустимых значений в виде сигнала с выхода второго элемента И 27the definition of the cutting tool breakage, the result of analyzing the location of the OVAC signals in the zones of acceptable values as a signal from the output of the second element And 27

(сигнал 40, фиг. 3) поступает в систему 28 управлени  станка, котора  выдает команду на отключение привода главного движени  и отвод суппорта.(signal 40, fig. 3) enters the machine control system 28, which issues a command to turn off the main drive drive and retract the caliper.

Первый вывод дешифратора 26 не за0 действован, поэтому интервалы времени (ts - t4, ti2 - ti3, фиг. 3) служат задержкой дл  исключени  вли ни  переходного процесса, происход щего при поломке, на анализ нахождени  сигналов ОВАК в зонах допусти5 мых значений. Врем  переходного процесса после поломки в упругой системе при обработке определ етс  ее конкретным динамическим состо нием. Это накладывает определенные услови  на выбор частотыThe first output of the decoder 26 is not active, therefore the time intervals (ts - t4, ti2 - ti3, fig. 3) serve as a delay to eliminate the effect of the transient process occurring in the event of a breakdown on the analysis of the presence of OVAC signals in the zones of acceptable values. The time of the transient after a breakdown in the elastic system during processing is determined by its specific dynamic state. This imposes certain conditions on the choice of frequency.

0 генератора 17 импульсов, а именно чем больше врем  любого переходного процесса в упругой системе, которое можно оценить экспериментальнодем больше должен быть период генератора импульсов, при0 generator 17 pulses, namely, the longer the time of any transition process in an elastic system, which can be estimated experimentally, the longer must be the period of the pulse generator, with

5 этом должно выполн тьс  условие Тг Тп, где Тп - врем  переходного процесса в системе СПИД, определ емое экспериментально дл  каждого типа станка.5 This should satisfy the condition Tr, Tr, where Tr is the time of the transition process in the AIDS system, determined experimentally for each type of machine.

В момент прихода п того импульса (мо0 мента времени ts, ti4, фиг. 3) на соответствующем ему выходе дешифратора по вл етс  сигнал логической 1 и подаетс  на вход установки О триггера 20 (К-вход), что переводит триггер 20 в исходное (нулевое) состо5  ние. На инверсном выходе триггера 20 по вл етс  сигнал логической 1, который через первый элемент ИЛИ 21 подаетс  на вход установки О счетчика 24, что приводит к по влению на выходах дешифратораAt the moment of arrival of the fifth pulse (time point ts, ti4, fig. 3), the corresponding output of the decoder appears at a signal of logical 1 and is fed to the input of the setting O of the trigger 20 (K-input), which transfers the trigger 20 to the initial ( zero) condition. At the inverse output of the trigger 20, a logical 1 signal appears, which through the first element OR 21 is fed to the input of the O installation of the counter 24, which results in the appearance of the decoder

0 25 сигнала логического О (моменты времени ts, ti4, фиг. 3).0 25 of the logical O signal (times ts, ti4, fig. 3).

Схема возвращаетс  в состо ние ожидани  следующего перепада уровн  сигнала ОВАК.The circuit returns to the pending state of the next OVAC signal level.

5В устройстве анализ уровн  ОВАК производитс  одновременно по общему уровню сигнала (в первой цепи второго канала прохождени  сигнала) и по уровню ОВАК высокочастотной области спектра (во вто0 рой цепи прохождени  сигнала). В известном устройстве анализируетс  только общий уровень этого сигнала (во всей полосе частот, пропускаемых устройством) и выдел етс  высокочастотна  область спектра5B, an OVAC level analysis is performed simultaneously on the overall signal level (in the first circuit of the second signal transmission channel) and on the OVAC level in the high-frequency region of the spectrum (in the second signal transmission circuit). In the known device, only the general level of this signal is analyzed (in the whole frequency band transmitted by the device) and the high-frequency region of the spectrum is extracted.

5 путем подачи сигнала ОВАК через дифференциатор на компаратор дл  определени  крутого фронта перепада уровн  сигнала, т.е. предполагаемого момента возникновени  поломки. В предлагаемое устройство введены дополнительно последовательно5 by sending an OVAK signal through the differentiator to the comparator to determine the steep front of the signal level difference, i.e. the expected moment of occurrence of a breakdown. In the proposed device introduced additionally sequentially

подключенные к выходу дифференциатора второй детектор и второй ФНЧ, позволившие получить сигнал ОВАК высокочастотной области спектра, и в совокупности с известной цепью прохождени  сигнала: запоминающий блок - схема сравнени  - компаратор , а также введенным дополнительно вторым элементом ИЛИ дл  объединени  в один канал обеих цепей, исходные положительные свойства известного устройства усиливаютс . При этом в результате поломки режущего инструмента за счет перераспределени  спектра виброакустических колебаний общий уровень сигнала ОВАК может не изменитьс  или изменитьс  незначительно .connected to the output of the differentiator, the second detector and the second low-pass filter, which allowed to receive the OVAC signal of the high-frequency region of the spectrum, and together with the known signal transmission circuit: a storage unit — a comparison circuit — a comparator, as well as an additional second element, OR, to be combined into one channel of both circuits, The initial positive properties of the known device are enhanced. At the same time, as a result of the cutting tool breakage due to the redistribution of the vibroacoustic spectrum, the overall level of the OVAC signal may not change or change slightly.

Дополнительный анализ высокочастотной области спектра за счет организации второй цепи прохождени  сигнала позвол ет фиксировать не только глобальные поломки , когда, например, наблюдаетс  потер  контакта инструмента с обрабатываемой деталью, но и мелкие его сколы и выкрашивани . Это повышает точность определени  поломки и надежность работы устройства.Additional analysis of the high-frequency region of the spectrum due to the organization of the second signal transmission circuit allows fixing not only global faults when, for example, a loss of contact of the instrument with the workpiece is observed, but also its minor chips and chipping. This improves the accuracy of damage detection and the reliability of the device.

В предлагаемом устройстве реализована функци  хранени  информации о величине уровней сигналов ОВАК в промежутках времени между резанием, (интервал te - tio, фиг. 3), чего нет в известном, что позвол ет достоверно фиксировать поломку в момент врезани  инструмента в деталь, а также в режимах прерывистого резани , Это обеспечиваетс  введением нового элемента - трехвходового элемента И 23, управл ющего записью информации в запоминающие блоки 11 и 12 и подключением одного из его входов к компаратору с зоной б нечувствительности через схему 7 задержки времени (фиг. 1). По окончании очередного участка обработки (моменты времени te, 115, фиг. 3 и 4) на выходе схемы 7 задержки по вл етс  сигнал логического О (сигнал 32, фиг. 3), который обеспечивает прекращение поступлени  управл ющих импульсов через элемент 23 от генератора 17 к запоминающим блокам 11 и 12. Таким образом при прекращении резани  информаци  об уровне ОВАК в предыдущем проходе в устройстве сохран етс  до последующего прохода.The proposed device implements the function of storing information about the magnitude of the OVAK signal levels in the intervals between cutting (interval te - tio, fig. 3), which is not known, which allows reliably fixing the breakage at the moment the tool is embedded in the part, as well as in intermittent cutting modes. This is ensured by introducing a new element - a three-input element AND 23 controlling the recording of information into the storage units 11 and 12 and connecting one of its inputs to a comparator with the dead zone b via delay circuit 7 and time (Fig. 1). At the end of the next processing section (time instants te, 115, figs. 3 and 4), a logic O signal (signal 32, fig. 3) appears at the output of the delay circuit 7, which ensures the termination of control pulses through element 23 from the generator 17 to the storage units 11 and 12. Thus, when stopping the cutting, the information on the level of HVAC in the previous pass in the device is retained until the next pass.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  FORUMAWLAH AND ISLANDS

Устройство дл  определени  поломки режущего инструмента, содержащее соединенные последовательно преобразователь вибраций, усилитель, фильтр высоких частот , первый детектор, первый фильтр низких частот, а также систему управлени  и три канала прохождени  сигнала, первый из которых содержит последовательно включенные компаратор с зоной нечувствительности , входом подключенный к выходу первого фильтра низких частот, и схему задержки времени, второй канал содержитA device for detecting a cutting tool failure, comprising a vibration transducer connected in series, an amplifier, a high-pass filter, a first detector, a first low-pass filter, and a control system and three channels of signal passing, the first of which contains a comparator connected in series with a dead zone, the input connected to the output of the first low pass filter, and the time delay circuit, the second channel contains

5 две параллельные цепи, в каждой из кото- - рых последовательно включены запоминающий блок, схемы сравнени  и двухпороговый компаратор, другой вход которого подключен к выходу запоминающего5 two parallel circuits, in each of which a storage unit, comparison circuits and a two-threshold comparator are connected in series, the other input of which is connected to the output of the storage

0 блока, при этом другой вход схемы сравнени  подключен к входу запоминающего блока каждой цепи соответственно, а вход запоминающего блока первой цепи подключен к выходу первого фильтра низких частот,0 block, while another input of the comparison circuit is connected to the input of the storage unit of each circuit, respectively, and the input of the storage unit of the first circuit is connected to the output of the first low-pass filter,

5 третий канал содержит генератор импульсов , дифференциатор, вход которого подключен к выходу первого фильтра низких частот, и последовательно включенные элемент И-НЕ, IK-триггер, к инверсному выходу5, the third channel contains a pulse generator, a differentiator, the input of which is connected to the output of the first low-pass filter, and a series-connected element IS-NOT, IK-trigger, to the inverse output

0 которого подключен одним входом первый элемент ИЛИ, а к пр мому выходу- первый элемент И, последовательно включенные счетчик импульсов, дешифратор и трехвхо- довой элемемент ИЛИ, причем второй вход0 of which is connected by one input the first element OR, and to the direct output is the first element AND, a series-connected pulse counter, a decoder and a three-input element OR, and the second input

5 первого элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И-НЕ, а выход - к входу установки нул  счетчика импульсов, выход генератора пр моугольных импульсов подключен к другому входу первого элемента И,5 of the first element OR is connected to the first input of the element NAND, and the output is connected to the input of the zero setting of the pulse counter, the output of the generator of rectangular pulses is connected to another input of the first element AND,

0 один из выходов дешифратора подключен к К-входу триггера, а вход счетчика импульсов0 one of the outputs of the decoder is connected to the K-input of the trigger, and the input of the pulse counter

-к выходу первого элемента И, о т л и ч а ю- щ е е с   тем, что,.с целью расширени  технологических возможностей путем повы5 шени  точности и надежности в работе, а также повышени  адаптируемости к изменени м условий резани  в ГПМ, оно снабжено компаратором с регулируемым порогом, опорный вход которого подключен к выходу- to the output of the first element, which is so that, with the aim of expanding technological capabilities by increasing accuracy and reliability in operation, as well as increasing adaptability to changes in cutting conditions in the PMG, it is equipped with a comparator with an adjustable threshold, the reference input of which is connected to the output

0 запоминающего блока второй цепи, а выход0 storage unit of the second circuit, and the output

-к первому входу элемента И-НЕ, последовательно включенными вторым детектором и вторым фильтром низких частот, выход которого подключен к входу запоминающе5 го блока той же цепи, а вход второго детектора параллельно подключен к сигнальному входу компаратора с регулируемым порогом и выходу дифференциатора, вторым элементом ИЛИ, входы которого подключены к- to the first input of the element IS-NOT, connected in series by the second detector and the second low-pass filter, the output of which is connected to the input of the storage unit of the same circuit, and the input of the second detector in parallel is connected to the signal input of the comparator with the second element OR whose inputs are connected to

0 выходам двухпороговых компараторов, трехвходовым элементом И, первый вход которого подключен к инверсному выходу триггера, второй - к выходу схемы задержки времени, третий - к выходу генератора пр 5 моугольных импульсов, а выход параллельно подключен к управл ющим входам запоминающих блоков, вторым элементом И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, второй вход.- к выходу трехвходового элемента ИЛИ, а выход - к входу-системы управлени , причем выходу компаратора с зоной нечувствитель- второй вход элемента И-НЕ подключен к ности.0 outputs of two-threshold comparators, a three-input element I, the first input of which is connected to the inverse output of the trigger, the second to the output of the time delay circuit, the third to the output of the generator 5 straight-angle pulses, and the output in parallel to the control inputs of the storage blocks, the second element I , the first input of which is connected to the output of the second element OR, the second input. to the output of the three-input element OR, and the output to the input of the control system, and the output of the comparator with the non-sensitive zone is the second input of the element AND-NOT luchen to nosti.

5050

, Фиг. г, FIG. g

- «4j|f V-Av4- “4j | f V-Av4

5252

3333

ViVi

MM

l 1l 1

nn

t, tst, ts

I «tI "t

IlllltillllllllllllllHIllllllllllllllllllH

1one

teTlteTl

nn

t« Цt "C

ELEL

tg Ц tg Ц t-ц Фиг. 4 .tg C tg C t-c FIG. four .

tie tts ttie tts t

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для определения поломки режущего инструмента, содержащее соединенные последовательно преобразователь вибраций, усилитель, фильтр высоких частот, первый детектор, первый фильтр низких частот, а также систему управления и три канала прохождения сигнала, первый из которых содержит последовательно вклю ченные компаратор с зоной нечувствительности, входом подключенный к выходу первого фильтра низких частот, и схему задержки времени, второй канал содержит две параллельные цепи, в каждой из которых последовательно включены запоминающий блок, схемы сравнения и двухпороговый компаратор, другой вход которого подключен к выходу запоминающего блока, при этом другой вход схемы сравнения подключен к входу запоминающего блока каждой цепи соответственно, а вход запоминающего блока первой цепи подключен к выходу первого фильтра низких частот, третий канал содержит генератор импульсов, дифференциатор, вход которого подключен к выходу первого фильтра низких частот, и последовательно включенные элемент И-НЕ, IK-триггер, к инверсному выходу которого подключен одним входом первый элемент ИЛ И, а к прямому выходу - первый элемент И, последовательно включенные счетчик импульсов, дешифратор и трехвходовой элемемент ИЛИ, причем второй вход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И-НЕ. а выход - к входу установки нуля счетчика импульсов, выход генератора прямоугольных импульсов подключен к другому входу первого элемента И, один из выходов дешифратора подключен к К-входу триггера, а вход счетчика импульсовA device for determining a cutting tool breakdown, comprising a vibration converter, an amplifier, a high-pass filter, a first detector, a first low-pass filter, and a control system and three signal transmission channels, the first of which contains a comparator with a dead band, an input connected to the output of the first low-pass filter, and a time delay circuit, the second channel contains two parallel circuits, in each of which a learning unit, a comparison circuit and a two-threshold comparator, the other input of which is connected to the output of the storage unit, while the other input of the comparison circuit is connected to the input of the storage unit of each circuit, respectively, and the input of the storage unit of the first circuit is connected to the output of the first low-pass filter, the third channel contains a pulse generator, a differentiator, the input of which is connected to the output of the first low-pass filter, and series-connected element NAND, IK-trigger, to the inverse output of which is connected by one input the first element is AND, and to the direct output is the first element AND, sequentially connected pulse counter, decoder and three-input OR element, and the second input of the first OR element is connected to the first input of the AND-NOT element. and the output is to the zero-pulse counter input, the output of the square-wave generator is connected to the other input of the first AND element, one of the decoder outputs is connected to the K-input of the trigger, and the pulse counter input - к выходу первого элемента И, о т л и чающее с я тем, что,, с целью расширения технологических возможностей путем повышения точности и надежности в работе, а также повышения адаптируемости к изменениям условий резания в ГПМ, оно снабжено компаратором с регулируемым порогом, опорный вход которого подключен к выходу запоминающего блока второй цепи, а выход- to the output of the first element And, with the fact that, in order to expand technological capabilities by increasing the accuracy and reliability of the work, as well as increasing adaptability to changes in cutting conditions in the GPM, it is equipped with a comparator with an adjustable threshold, the reference input of which is connected to the output of the storage unit of the second circuit, and the output - к первому входу элемента И-НЕ, последовательно включенными вторым детектором и вторым фильтром низких частот, выход которого подключен к входу запоминающего блока той же цепи, а вход второго детектора параллельно подключен к сигнальному входу компаратора с регулируемым порогом и выходу дифференциатора, вторым элементом ИЛИ, входы которого подключены к выходам двухпороговых компараторов, трехвходовым элементом И, первый вход которого подключен к инверсному выходу триггера, второй - к выходу схемы задержки времени, третий - к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход параллельно подключен к управляющим входам запоминающих блоков, вторым элементом И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, второй вход - к выходу трехвходового элемента ИЛИ, а вы11 ход - к входу.системы управления, причем выходу компаратора с зоной нечувствительвторой вход элемента И-НЕ подключен к ности.- to the first input of the AND-NOT element connected in series with the second detector and the second low-pass filter, the output of which is connected to the input of the storage unit of the same circuit, and the input of the second detector is connected in parallel to the signal input of the comparator with an adjustable threshold and the output of the differentiator, the second element OR whose inputs are connected to the outputs of two-threshold comparators, a three-input element And, the first input of which is connected to the inverse output of the trigger, the second to the output of the time delay circuit, the third to the output of the gene a square-wave pulse generator, and the output is connected in parallel to the control inputs of the storage units, the second AND element, the first input of which is connected to the output of the second OR element, the second input - to the output of the three-input OR element, and output 11 - to the input of the control system, and the output of the comparator with the deadband, the second input of the AND-NOT element is connected to the note. Фиг.1Figure 1
SU894716593A 1989-07-11 1989-07-11 Apparatus for detecting cutting tool damage SU1717296A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894716593A SU1717296A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Apparatus for detecting cutting tool damage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894716593A SU1717296A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Apparatus for detecting cutting tool damage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1717296A1 true SU1717296A1 (en) 1992-03-07

Family

ID=21459709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894716593A SU1717296A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Apparatus for detecting cutting tool damage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1717296A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1268297, кл. В 23 В 25/06, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1717296A1 (en) Apparatus for detecting cutting tool damage
US4815108A (en) Signal detection apparatus
JPS6183978A (en) Ultrasonic obstacle detection apparatus
JPH05134032A (en) Method and circuit apparatus for identifying signal accompanying noise
DE4114233A1 (en) Ultrasonic flow measurement system - performs measurements in different diffusion directions and flow speed is determined from transit time difference using ultrasonic signal converters
KR870005368A (en) Tape speed discrimination method and apparatus for recording
SU1317685A1 (en) Device for analyzing pulse sequences
SU1448308A1 (en) Digital meter of pulse front duration
JPS61164760A (en) Detecting method of tool breakage
SU1215035A1 (en) Apparatus for isolating signal extremum moments
SU1721557A1 (en) Logical tester
SU1268297A1 (en) Arrangement for determining break-down of cutting tool
SU1348729A1 (en) Flaw detector terminal
SU1409957A1 (en) Automatic gating device
SU659441A1 (en) Rail track section monitoring arrangement
SU1259272A1 (en) Device for collecting information from discrete transducers
SU1365124A1 (en) Device for magnetic recording and reproduction of digital information
SU1282031A1 (en) Device for automatic tuning of correlation meter of acoustical logging signals
SU799605A2 (en) Device for determining time of arrival of acoustical signals
SU883854A2 (en) Device for clamping pulse temporary position
SU1347193A1 (en) Device for separating maximum-level television signal
SU1037164A2 (en) Ultrasonic through-transmission immersion flaw detector
SU1737273A1 (en) Amplitude analyzer
JPS6116947B2 (en)
SU1157544A1 (en) Device for functional-parametric checking of logic elements