SU751518A1 - Устройство дл измерени поперечных колебаний вращающегос инструмента - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации и анализа параметров колебаний деталей машин и инструментов, а также в устройствах систем управления процессом сверления, фрезерования, расточки отверстий.

Известно устройство для осуществления способа управления процессом глубокого сверления, выявляющее нарушение работы сверла, сопровождающееся его вибрацией, по звуковым колебаниям в системе СПИД, преобразующее эти колебания в электрические сигналы и выделяющее из них сигнал для изменения режима обработки [1].

Устройство позволяет косвенно оценивать вибрацию инструмента лишь в узкой полосе частот звукового диапазона. Кроме того, устройство воспринимает одновременно с полезной информацией посторонние шумы, а полезная информация воспринимается не в полном объеме и частично рассеивается.

Известно устройство, содержащее измерительный мост, преобразующий деформацию вала в электросигнал, контактный токосъемник, усилители электросигналов, фазочувствительный выпрямитель, фильтр, генератор низкой частоты, блок питания, ре2 гнстрирующую аппаратуру, аккумуляторные батареи [2].

Предварительный усилитель устройства расположен в непосредственной близости 5 от датчика во внутренней полости муфты токосъемного устройства.

Недостатками устройства является искажение и потеря информации при передаче через токосъем вследствие колебаний пере0 ходного сопротивления на контактах, а также известная сложность усилительнопреобразующей аппаратуры и недостаточно широкий диапазон частот измеряемого параметра.

Цель изобретения — создание устройства, обеспечивающего при измерении поперечных колебаний вращающегося инструмента снижение уровня посторонних шумов и потерь информации, а также расширение дпа0 пазона замеряемых частот колебаний.

Для этого в устройство введен модулятор, включенный между усилителем и детектором, а токосъемник состоит из установленного на шпинделе станка подвижно5 го сердечника с катушками, одна из которых подключена к входу стабилизированного выпрямителя питающего напряжения и одному из входов модулятора, а другая — к выходу модулятора, и коакси0 ального ему неподвижного сердечника с ка751518 тушкой, подключенной к выходу источника питающего напряжения и к входу детектора, при этом усилитель, модулятор с фильтром и выпрямитель питающего напряжения установлены на шпинделе станка, а датчик колебаний установлен в пазу инструментодержателя без зазора по отношению к инструменту. В качестве датчика колебаний использован пьезоэлемент.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2—его функциональная блоксхема.

В шпинделе станка с помощью гайки 1 крепится специальная цанга 2 с пазом, прижимающая датчик 3 к боковой поверхности инструмента 4. Усилительно-преобразующая аппаратура, состоящая из усилителя 5, модулятора 6, содержащего входной фильтр, и стабилизированного выпрямителя 7, собранная на малогабаритных полупроводниковых приборах, установлена на шпинделе станка в компактной коробке 8.

Трансформаторный токосъемник состоит из подвижного сердечника 9 с катушками 10 и 11, установленного на шпинделе, и коаксиального ему неподвижного сердечника 12 с катушкой 13. Блок неподвижной аппаратуры 14 включает источник питающего напряжения высокой частоты 15 и детектор 16, соединенные с трансформаторным токосъемником с помощью кабеля 17.

Работает устройство следующим образом.

Воспринимаемые датчиком 3 поперечные колебания вращающегося инструмента 4 преобразуются в электрические сигналы, подаваемые на вход усилителя 5. С выхода усилителя сигналы подаются на один из входов модулятора 6, на другой вход которого через катушки 13 и 11 токосъемника от источника питания 15 подается напряжение высокой частоты 200—1000 кГц, принятой в качестве несущей.

Влияние обратной связи между выходной катушкой 10 и входной катушкой 11, помещенными в подвижном сердечнике 9, устраняется во входной части модулятора путем фильтрации, обеспечивающей получение стабильного по амплитуде синусоидального напряжения несущей частоты.

Сигнал с выхода модулятора передается через катушки 10 и 13 токосъема 9—12 и кабель 17 на детектор 16, где производится выделение полезного сигнала, пропорционального величине поперечных колебаний инструмента.

Установка датчика колебаний непосредственно в месте контакта инструментодержателя с инструментом, а также применение простой компактной аппаратуры устройства снижает потери информации при измерении колебаний, повышает помехозащищенность устройства и расширяет диапазон замеряемых колебаний, что позволяет более точно и достоверно оценивать элементы обрабатываемых деталей, своевременно корректировать режимы резания для снижения брака в производстве.

Claims (2)

1. тушкой, подключенной к выходу источника иитающего наир жени  и к входу детектора , при этом усилитель, модул тор с фильтром и выпр митель иитающего напр жени  установлены на шиинделе станка, а датчик колебаний установлен в пазу ииструментодержател  без зазора по отношению к инструменту. В качестве датчика колебаний использован пьезоэлемент. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2-его функциональна  блоксхема . В щпинделе станка с помощью гайки 1 крепитс  специальиа  цаига 2 с пазом, прижимающа  датчик 3 к боковой поверхности инструмента 4. Усилительно-преобразующа  аппаратура, состо ща  из усилител  5, модул тора 6, содержащего входной фильтр, и стабилизированного выир мител  7, собранна  на малогабаритных иолупроводниковых приборах, установлена на шпинделе станка в компактной коробке 8. Трансформаторный токосъемник состоит из подвижиого сердечника 9 с катущками 10 и 11, установленного на шпинделе, и коаксиального ему неподвижного сердечника 12 с катущкой 13. Блок неподвижной аппаратуры 14 включает источник питающего напр жени  высокой частоты 15 и детектор 16, соединенные с трансформаторным токосъемником с помощью кабел  17. Работает устройство следующим образом . Воспринимаемые датчиком 3 поперечные колебаии  вращающегос  инструмента 4 иреобразуютс  в электрические сигналы, подаваемые на вход усилител  5. С выхода усилител  сигналы подаютс  на один пз входов модул тора 6, на другой вход которого через катущки 13 и 11 токосъемника от источника питани  15 иодаетс  напр жение высокой частоты 200-1000 кГц, прин той в качестве несущей. Вли ние обратной св зи между выходной катушкой 10 и входной катушкой 11, помещенными в подвижном сердечнике 9, устран етс  во входной части модул тора путем фильтрации, обесиечивающей получение стабильного по амплитуде синусоидального напр жени  несущей частоты. Сигиал с выхода модул тора передаетс  через катушки 10 и 13 токосъема 9-12 и кабель 17 на детектор 16, где пропзводитс  выделение полезного сигнала, иропорциопального величине поперечных колебаиий инструмента. Установка датчика колебаний непосредственно в месте контакта инструментодержател  с инструментом, а также примеиеиие простой компактной аппаратуры устройства снижает потери информации при измереиии колебаний, повыщает помехозащищенность устройства и расщир ет диапазон замер емых колебаний, что позвол ет более точно и достоверно оценивать элементы обрабатываемых деталей, своевремеиио корректировать режимы резаии  дл  снижени  брака в производстве. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  поперечных колебаний вращающегос  инструмента, содержащее инструментодержатель, датчик, преобразующий колебани  инструмента в электрические сигналы, усилитель, источник с выпр мителем иитающего напр жени , детектор и токосъемник, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точиости измерени , в него введен модул тор, включенный между усилителем и детектором , а токосъемиик состоит из установленного в щиинделе станка подвижного сердечника с катушками, одна из которых подключена к входам выпр мител  питаюшего напр жени  и модул тора, а друга  - к выходу модул тора и коаксиальиого ему неподвижного сердечника с катушкой, подключенной к входу детектора и к выходу источника иитающего напр жени , ири этом усилитель, модул тор и выир митель установлены в шпииделе станка, а датчик колебаний установлен в пазу ииструментодержател  без зазора по отношению к инструменту . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 312686, кл. В 23В 49/00, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 182369, кл. G OIL 3/10, 1966.