SU765701A1 - Способ определени стойкостных параметров режущего инструмента - Google Patents

Description

Изобретение относится к определению стойкостных параметров режущего инструмента при обработке на станках-автоматах и автоматических линиях.

Известен способ определения степени износа режущего инструмента, заключающийся в регистрации и анализе виброакустической эмиссии, формировании сигнала об износе и оценке последнего по соотношению уровней сигнала, соответствующих изношенному и неизношенному инструменту [1].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения стойкостных параметров режущего инструмента, заключающийся в том, что осуществляют резание, регистрируют спектр виброакустической эмиссии, формируют сигнал об износе инструмента, выделяют низко- и высокочастотную составляющие, по соотношению которых судят об износе инструмента [2].

Недостаток известных способов - низкая точность и эффективность, что обусловлено невозможностью определения скорости износа инструмента и нестабильности процесса резания.

Цель изобретения — повышение точности и эффективности.

Это достигается за счет того, что преобразуют сигнал в прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, длительность которых пропорциональна величине сигйала, квантуют их по кадрам пропорционально пройденному инструментом пути, запоминают их длительность по истечению текущего кадра и сравнивают с длительностью в течение, последующего кадра, определяют разностный сигнал, выделяют максимальное значение разностного сигнала, запоминают его и принимают за опорный, сравнивают с ним текущее значение разностного сигнала, а об износе инструмента судят по соотношению длительностей опорного и текущего разностного сигналов.

На чертеже представлено устройство^ помощью которого реализуется способ.

Оно содержит преобразователь 1 вибраций, установленный на суппорте (на чертеже не показан), блок 2 измерения износа инструмента, блок 3 регистрации режимов обработки, включающий генератор 4 линейно-подающего напрясигнала об износе преобразовывают постоянной амплипропорциональна об износе. Преоб3 765701 жения и тахогенератор 5. Генератор 4 кинематически связан с обрабатываемой деталью 6. Устройство содержит два идентичных канала, каждый из которых содержит сумматор 7 и пороговый элемент 8, первую схему 9 сравнения, первое дифференцирующее звено 10, релаксационный генератор 11, второе дифференцирующее звено 12, схему 13 совпадения, счетчик 14 следования импульсов, вторую схему 15 сравнения, блок 16 усреднения, многовходовый регистратор 17. счетчик оборотов — квантователь 18, блок 19 управления временем усреднения, электронный ключ 20, блок 21 памяти; триггер 22, блок 23 регистрации симметричности импульсов, второй электронный ключ 24, второй счетчик 25 и преобразователь 26 ’’коднапряжение”.

Способ осуществляется следующим образом.

Спектр виброакустической эмиссии, излучаемый при резании, регистрируют преобразователем 1. После формирования в блоке 2 сигнал об износе в прямоугольные импульсы туды, длительность которых текущей величине сигнала разование производят с помощью двух идентичных каналов, состоящих каждый из сумматора 7 и порогового элемента 8. Квантуют по заданному пути, пройденному инструментом, в виде кадра с помощью счетчика-квантователя 18. При этом длительность прямоугольных импульсов на выходе одного канала всегда пропорциональна текущему значению износа, а на выходе другого канала пропорциональна аналоговому напряжению, запомненному блоком 21 памяти, соответствующему значению износа, установившемуся в течение прошедшего кадра. Причем аналоговое напряжение, запомненное блоком 21 памяти, всякий раз обновляется (увеличивается) пропорционально прйращению износа в течении наступления последующих кадров, выраженных в виде прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна заданному числу оборотов обра батываемой детали 6 при наличии самого процесса резания, а, следовательно, и заданному пути, пройденному инструментом. Выделяют разностный сигнал, соответствующий текущему приращению сигнала. Затем автоматически выделяют и запоминают в качестве опорного сигнала максимальное приращению разностного сигнала, соответствующее критическому значению скорости развития износа в процессе контрольной обработки детали. Выделение и запоминание производят с помощью соединенных дифференцирующего звена 10, релаксационного генератора И и схемы 15 сравнения, выходной сигнал которой усредняется по совокупности импульсов и подается на следующий ^{1 4} вход многовходового регистратора 17, а также с помощью цепи, образованной электронным ключом 24, счетчиком 25, выполняющим функции блока памяти, и преобразователем 26 ’’код-напряжение”, управляющим времязадающей цепью, определяющей длительность прямоугольных импульсов релаксационного генератора 11.

В процессе последующих проходов обработки сравнивают схемой 15 сравнения опорный сигнал с текущим приращением разностного сигнала. Разностный сигнал на выходе схемы 15 сравнения усредняют по совокупности блоком 16 пропорционально пути, пройденному инструментом. Время усреднения в виде кадра определяется с помощью цепи, образованной счетчиком-квантователем 18 и блоком 19 управления временем усреднения, выходной сигнал последнего управляет временем усреднения блока 16. По выходному сигналу блока 16 судят о скорости развития износа. Одновременно дифференцируют разностный и опорный сигналы и подают на схему 13 совпадения. При достижении скоростью развития износа критического заданного значения, когда длительность импульсов разностного и опорного сигналов равны, на выходе схемы 13 совпадения появляются короткие по длительности импульсы, которые считываются счетчиком 14, а на выходе счетчика 14 появляется (команда) импульс на включение уменьшения режимов обработки или прекращение, процесса резания. В свою очередь определяют нестабильность процесса резания' путем регистрации асимметричности импульсов разностного сигнала на выходе схемы 9 сравнения с помощью цепи, образованной дифференцирующим звеном 10, триггером 22 со счетным входом и блоком 23 регистрации симметричности импульсов, выходной сигнал которого подается на последующий вход многовходового регистратора 17.

Claims (2)

1. 3 жени  и тахогенератор 5. Генератор 4 кинематически св зан с обрабатываемой деталью 6. Устройство содержит два идентичных канала, , каждый из которых содержит сумматор 7 и пороговый злемент 8, первую схему 9 сравнени , первое дифференцирующее звено 10, релаксационный генератор И, второе дифференцирующее звено 12, схему 13 совпадени , счет чик 14 следовани  импульсов, вторую схему 1 сравнени , блок 16 усреднени , многовходовы регистратор 17, счетчик оборотов - квантователь 18, блок 19 управлени  временем усреднени , электронный ключ 20, блок 21 пам ти триггер 22, блок 23 регистрации симметричности импульсов, второй ЗЛеКТрОННЫЙ ключ 24 второй счетчик 25 и преобразователь 26 код напр жение. Способ осуществл етс  следующим образом. Спектр виброакустическрй змиссии, излучаемый при резании, регистрируют преобразователем 1. После формировани  сигнала об износе в блоке 2 сигнал об юносе преобразовывают в пр моугольные импульсы посто нной амплитуды , длительность которых пропорциональна текущей величине сигнала об износе. Преобразование производ т с помощью двух иденТИЧ1П .1Х каналов, состо щих каждый из сумматора 7 и порогового злемента 8. Квантуют по заданному пути, пройденному инструментом, в виде кадра с помощью счетчика-квантовател  18. При зтом длительность пр моугольных импульсов на выходе одного всегда пропорциональна текущему значению износа, а на выходе другого канала пропорциональна аналоговому напр жению, запомненному блоком 21 пам ти, соответствующему значению износа, установивщемус  в течение прошедшего кадра. Причем аналоговое напр жение, запомненное блоком 21 пам ти, вс кий раз обновл етс  (увеличиваетс ) пропорционально приращению износа в течении наступлени  последующих кадров, выраженных в виде пр моугольных импульсов, длительность которых пр порциональна заданному числу оборотов обрабатываемой детали 6 при наличии самого проЦесса резани , а, следовательно, и заданному пути, пройденному инструментом. Вьщел ют разностный сигнал, соответствующий текущему приращению сигнала. Затем автоматически выдел ют и запоминают в качеств1е опорного сигнала максимальное приращению разностного сигнала, соответствующее критическому значению скорости развити  износа в процессе конт рольной обработки детали. Выделение и запоминание производ т с помощью соединенных дифференцирующего звена 10, релаксационного гейератора 11 и схемы 15 сравнени , выход ной сигнал которой усредн етс  по совокупности импульсов и подаетс  на следующий вход многовходового регистратора 17, а также с помощью цепи, образованной электронным ключом 24, счетчиком 25, выполн ющим функции блока пам ти, и преобразователем 26 код-напр жение, управл ющим врем задающей цепью, определ ющей длительность пр моугольных импульсов релаксационного генератора И. В процессе последующих проходов обработки сравнивают схемой 15 сравнени  опорный сигнал с текущим приращением разностиого сигнала. Разностный сигнал на выходе схемы 15 сравнени  усредн ют по совокупности блоком 16 пропорционально пути, пройденному инструментом- Врем  усреднени  в виде кадра определ етс  с помощью цепи, образованной счетчиком-квантователем 18 и блоком 19 управлени  временем усреднени , выходной сигнал последнего управл ет времеаем усреднени  блока 16. По выходному сигналу блока 16 суд т о скорости развити  износа. Одновременно дифференцируют разностный и опорный сигналы и подают на схему 13 совпадени . При достижении скоростью развити  износа критического заданного значени , когда длительность импульсов разностного и опорного сигналов равны, на выходе схемы 13 совпадени  по вл ютс  короткие по длительности импульсы , которые считываютс  счетчиком 14, а на выходе счетчика 14 по вл етс  (команда ) импульс на включение уменьщени  режимов обработки или прекращение процесса резани . В свою очередь определ ют нестабильность процесса резани  путем регистрации асимметричности импульсов разностного сигнала на выходе схемы 9 сравнени  с помощью цепи, образованной дифференщфующим звеном 10, триггером 22 со счетным входом и блоком 23 регистрации симметричности импульсов , выходной сигнал которого подаетс  на последующий вход многовходового регистратора 17. Формула изобретени  Способ определени  стойкостных параметров режущего инструмента, заключающийс  в. том, что осуществл ют резание, регистрируют спектр виброакустической змиссии, формируют сигнал об износе инструмента, выдел ют низко- и высокочастотную составл ющие, по соотношению которых суд т об износе инструмента, о т ли чающейс  тем, что, с целью повышени  точности и эффективности, преобразуют сигнал в пр моугольные импульсы посто нной амплитуды, длительность которых пропорциональна величине сигнала, квантуют 576570 их по кадрам пропорци(жально пройденному инструментом пути, запоминают их длительность по истечению текущего кадра и сравнивают с длительностью в течение последующего кадра, определ ют разностный сигнал, выдел ют мак- 5 сималшое значение разностного сигнала, запоминают его и принимают за опорный, сравнивают с ним текущее значение разностного сигнала, а об износе инструм№та суд т по соотнощению длительностей опорного и текущего разностного сигналов. Источнию шформащш, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 3694637, кл. G 01 N 19/02, 1970.
2. 2.Уэллер и др. Определение износа инструмента по уровню звука при токарной обработке - Труды американского общества инженеров-механиков . Сер. В. Конструирование и технологи  машиностроени , 1969, N 3 (прототип ) .

   I, 5