SU849044A1 - Device for measuring tool wear rate - Google Patents

Device for measuring tool wear rate Download PDF

Info

Publication number
SU849044A1
SU849044A1 SU772455444A SU2455444A SU849044A1 SU 849044 A1 SU849044 A1 SU 849044A1 SU 772455444 A SU772455444 A SU 772455444A SU 2455444 A SU2455444 A SU 2455444A SU 849044 A1 SU849044 A1 SU 849044A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
tool
machine
block
sensor
support
Prior art date
Application number
SU772455444A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Садко Николаевич Гусев
Евгений Иванович Никитин
Анатолий Петрович Трубин
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4367
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 Предприятие П/Я Г-4367 filed Critical Предприятие П/Я Г-4367
Priority to SU772455444A priority Critical patent/SU849044A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU849044A1 publication Critical patent/SU849044A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Изобретение относится к станкостроению и может применяться для диагностики состояния режущего инструмента в процессе работы.The invention relates to machine tools and can be used to diagnose the condition of the cutting tool in the process.

Известно устройство для определения степени износа инструмента в про- 5 цессе резания, содержащее датчик вибрации инструмента, два параллельных полосовых фильтра, решающий блок и исполнительный блок, например управляющее реле или узел автоматической замены инструмента tl).A device for determining the degree of comprising a vibration sensor in tool wear pro- cession cutting tool 5, two parallel bandpass filters, deciding unit and the execution unit, for example a control relay or automatic replacement of the tool assembly tl).

Недостатком этого устройства является то, что его нельзя использовать для измерения скорости износа инструмента.The disadvantage of this device is that it cannot be used to measure the wear rate of the tool.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения скорости износа инструмента в процеёсе резания, содержащее датчик угловой скорости детали, датчик диаметра детали и соединенные последовательно датчик колебаний упругого звена инструмент-суппорт станка (естественную термопару инструмент-деталь), блок селективных усилителей, решающий блок и регистрирующий прибор, а датчики угловой скорости и диаметра детАли подключены к входам решающего блока..Closest to the proposed one is a device for measuring the tool wear rate during cutting, containing a component angular velocity sensor, a component diameter sensor and an oscillation unit of the elastic link of the tool-support of the machine (a natural thermocouple tool-component), a block of selective amplifiers, a decisive unit and a recording device, and the angular velocity and diameter sensors are connected to the inputs of the decisive unit ..

Работа устройства основана на изменении интенсивности информативной составляющей термо-ЭДС при изменении скорости износа инструмента [2].The operation of the device is based on a change in the intensity of the informative component of thermo-EMF with a change in the tool wear rate [2].

Недостатками этого устройства являются ограниченность области его использования, низкая помехоустойчивость, необходимость в проведении предварительного тарирования термопары инструмент-деталь. Устройство может быть использовано только в том случае, если материалы инструмента и детали обладают термоэлектрическими свойствами. Низкая помехоустойчивость ’ этого устройства обусловлена наличием в цепи измерения параметров термо-ЭДС таких элементов системы СПИД, электрическое сопротивление которых в процессе резания может изменяться, например слой масляной пленки в подшипниках станка. Изменения электрического сопротивления элементов цепи измерения вызывают изменения результатов измерения электрических параметров и обуславливают снижение точности измерений.The disadvantages of this device are the limited scope of its use, low noise immunity, the need for preliminary calibration of the thermocouple tool-part. The device can only be used if the tool materials and parts have thermoelectric properties. The low noise immunity ’of this device is due to the presence in the measurement circuit of thermo-EMF parameters of such AIDS system elements, the electrical resistance of which during the cutting process can change, for example, an oil film layer in the bearings of the machine. Changes in the electrical resistance of the elements of the measurement circuit cause changes in the measurement results of electrical parameters and cause a decrease in the accuracy of measurements.

Цель изобретения - ускорение измерения и расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is the acceleration of measurement and the expansion of functionality.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком определения величины собственных резонансных частот динамической системы станка, включенным между блоком селективных усилителей и решающим блоком, датчиком колебаний упругого звена дёталь-опоры1' подключенным ко входу блока селективных усилителей, а датчики колебаний упругих звеньев инструмент-суппорт станка и деталь-опоры выполнены в виде акселерометров.This goal is achieved by the fact that the device is equipped with a unit for determining the magnitude of the natural resonant frequencies of the dynamic system of the machine, connected between the block of selective amplifiers and the decisive block, an oscillation sensor of the elastic link of the metal part 1 'connected to the input of the block of selective amplifiers, and the vibration sensors of the elastic links of the instrument the machine support and the support part are made in the form of accelerometers.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство состоит из блока 1 селективных усилителей, Ко входам которого подключены датчик. 2 колебаний упругого звена деталь-опоры - акселерометр, установленный на пиноли 3 задней бабки станка и датчик 4 колебаний 30 упругого звена инструмент-суппорт станка - акселерометр,установленный на (Инструменте 5.Выходы блока 1 селективных . 'усилителей подключены ко входам блока 6 определения величины собственных резонансных частот динамической системы станка, выход которого подключен к одному из входов решающего блока 7. Два других входа решающего блока 7 соединены, соответственно, с датчиком 8 угловой скорости обрабатываемой детали и датчиком 9 ее диаметра. К выходу решающего блока 7 подключен регистрирующий прибор 10.The device consists of a block 1 of selective amplifiers, to the inputs of which a sensor is connected. 2 oscillations of the elastic link of the support part — the accelerometer mounted on the pins 3 of the machine headstock and the 4 vibration oscillations of the 30 elastic link of the machine tool support — the accelerometer mounted on (Tool 5. The outputs of block 1 selective. 'Amplifiers are connected to the inputs of block 6 of the definition the values of the natural resonant frequencies of the dynamic system of the machine, the output of which is connected to one of the inputs of the decision block 7. Two other inputs of the decision block 7 are connected, respectively, with the sensor 8 of the angular velocity of the workpiece and the sensor com 9 its diameter. To the output deciding unit 7 connected recording device 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Сигналы с датчиков 2 и 4 колебаний упругих звеньев деталь-опоры и инструмент-суппорт станка поступают на входы блока I селективных усилителей, где из общего спектра частот колебаний системы СПИД выделяется определенная полоса частот (&f = 0-М500 Гц). С выходов блока 1 селективных усилителей сигналы подаются на входы блока 6 определения величины собственных резонансных частот динамической системы станка, в котором определяются собственныеThe signals from sensors 2 and 4 of the oscillations of the elastic links of the support part and the tool support of the machine are fed to the inputs of block I of selective amplifiers, where a certain frequency band (& f = 0-M500 Hz) is allocated from the general spectrum of vibration frequencies of the AIDS system. From the outputs of block 1 of selective amplifiers, the signals are fed to the inputs of block 6 determining the magnitude of the natural resonant frequencies of the dynamic system of the machine, in which

849044 4 резонансные частоты динамической системы станка, соответствующие парциальным резонансным частотам упругих звеньев деталь-опоры и инструментсуппорт станка, и вычисляется величина частотного диапазона, заключенного между этими частотами. Сигнал, пропорциональный величине этого частотного диапазона, с выхода блока 6· определения величины собственных резонансных частот динамической системы станка поу дается на вход решающего блока 7,в котором осуществляется коррекция этого сигнала по скорости резания, за счет сигналов, поступающих на его входы с датчика 8 угловой скорости детали и датчика 9 ее диаметра. Выходной сигнал решающего блока 7, характеризующий скорость износа инструмента, поступает на регистрирующий прибор 10.849044 4 resonant frequencies of the dynamic system of the machine, corresponding to the partial resonant frequencies of the elastic links of the support part and tool support of the machine, and the magnitude of the frequency range enclosed between these frequencies is calculated. A signal proportional to the magnitude of this frequency range from the output of the unit 6 · determining the magnitude of the natural resonant frequencies of the dynamic system of the machine is fed to the input of the decision unit 7, in which the correction of this signal is carried out by the cutting speed, due to the signals received at its inputs from sensor 8 the angular velocity of the part and the sensor 9 of its diameter. The output signal of the decisive unit 7, characterizing the wear rate of the tool, is supplied to the recording device 10.

Длительность периода измерения с помощью предлагаемого устройства для измерения скорости износа инструмента, сократилась на 30£, повысилась помехоустойчивость устройства, вследствие исключения из цепи измерения параметров входного сигнала элементов со случайно изменяющимся электрическим сопротивлением, расширилась область применения (обработка материалов, не создающих терйо-ЭДС).The duration of the measurement period using the proposed device for measuring the tool wear rate decreased by £ 30, the noise immunity of the device increased, due to the exclusion of elements with randomly changing electrical resistance from the measurement circuit of the input signal, the scope of application expanded (processing materials that do not create thermal emf) .

Claims (2)

Изобретение относитс  к станкостроению и может примен тьс  дл  диагностики состо ни  режущего инструмен та в процессе работы. Известно устройство дл  определени  степени износа инструмента в про цессе резани , содержащее датчик вибрации инструмента, два параллельных полосовых фильтра, решающий блок и ис полнительный блок, наприм.ер управл ющее реле или узел автоматической замены инструмента 1. Недостатком этого устройства  вл етс  то, что его нельз  использовать дл  измерени  скорости износа инструмента . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  ско рости износа инструмента в процеёсе резани , содержащее датчик угловой скорости детали, датчик диаметра детали и соединенные последовательно датчик колебаний упругого звена инст румент-суппорт станка (естественную термопару инструмент-деталь), блок селективных усилителей, решающий блок и регистрирующий прибор, а датчики угловой скорости и диаметра дет5ли подключены к входам решающего блока., Работа устройства основана на изменении интенсивности информативной составл ющей термо-ЭДС при изменении скорости износа, инструмента 2. Недостатками этого устройства  вл ютс  ограниченность области его использовани , низка  помехоустойчивость , необходимость в проведении предварительного тарировани  термопары инструмент-дет ь. Устройство может быть использовано только в том случае, если материалы инструмента и детали обладают термоэлектрическими свойствами. Низка  помехоустойчивость этого устройства обусловлена наличием в цепи измерени  параметров термо-ЭДС таких элементов системы СПИД, электрическое сопротивление которых в процессе резани  может измен тьс , например слой масл ной пленки в подшипниках станка. Изменени  электрического сопротивлени  элементов цепи измерени  вызывают изменени  результатов измерени  электрических параметров и обуславливают снижение точности измерений . Цель изобретени  - ускорение измерени  и расширение функциональных воз можностей, Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено блоком опреде лени  величины собственных резонансных частот динамической системы станка , включенным между блоком селективных усилителей и решающим блоком, дат чиком колебаний упругого звена деталь-опоры подключенньм ко входу бло ка селективных усилителей, а датчики колебаний упругих звеньев инструмент-суппорт станка и деталь-опоры выполнены в виде акселерометров. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из блока 1 селективных усилителей, Ко входам которого подключены датчик. 2 колебаний упругого звена деталь-опоры - акселерометр , установленный на пиноли 3 зад , ней бабки станка и датчик 4 колебаний упругого звена инструмент-суппорт станка - акселерометр,установленный н инструменте 5.Выходы блока 1 селективных усилителей подключены ко входам блока 6 определени  величины собственных резонансных частот динамической системы станка, выход которого подключен к одному из входов решающего блока 7. Два других входа решающего блока 7 соединены , соответственно, с датчиком 8 угловой скорости обрабатываемой детали и датчиком 9 ее диаметра. К выходу решающего блока 7 подключен регистрирующий прибор 10. Устройство работает следующим образом . Сигналы с датчиков 2 и 4 колебаний упругих звеньев деталь-опоры и инструмент-суппорт станка поступают на входы блока 1 селективньк усилителей, где из общего спектра частот колебаний системы СПИД выдел етс  определенна  полоса частот (f OrlSOO Гц). С выходов блока 1 селективных усилителей сигналы подаютс  ка входы блока 6 определени  величины собственных резонансных частот динамической системы станка , в котором определ ютс  собственные резонансные частоты динамической системы станка, соответствующие парциальным резонансным частотам упругих звеньев деталь-опоры и инструментсуппорт станка, и вычисл етс  величина частотного диапазона, заключенного между этими частотами. Сигнал, пропорциональный величине этого частотного диапазона, с выхода блока & определени  величины собственных резонансных частот динамической системы станка подаетс  на вход решающего блока 7,в котором осуществл етс  коррекци  этого сигнала по скорости резани , за счет сигналов, поступающих на его входы с датчика 8 угловой скорости детали и датчика 9 ее диаметра. Выходной сигнал решающего блока 7, характеризующий скорость износа инструмента, поступает на регистрирукадий прибор 10. Длительность периода измерени  с помощью предлагаемого устройства дл  измерени  скорости износа инструмента, сократилась на 30%, повысилась помехоустойчивость устройства, вследствие исключени  из цепи измерени  параметров входного сигнаша элементов со случайно измен ющимс  электрическим сопротивлением , расширилась область применени  (обработка материалов, несоздающих терйо-ЭДС). Формула изобретени  Устройство дл  измерени  скорости износа инструмента, содержащее датчик угловой скорости детали, датчик диаметра детали и соединенные последо вательно.датчик колебаний упругого звена инструмент-суппорт станка, блок селективных усилителей, решающий блок и регистрирующий прибор, а датчики угловой скорости и диаметра детали подключены ко входам решающего блока, о т л и чаю щ е е с.   тем, что, с целью ускорени  измерени  и расширени  функциональных возможностей, оно снабжено блоком определени  величины собственных резонансных частот динамической системы станка, включенным между блоком селективных усилителей и решающим блоком, датчиком колебаний упругого звена деталь-опоры, подключенным ко входу блока селективных усилителей , а датчики колебаний упругих звеньев инструмент-суппорт станка и деталь-споры выполнены в виде акселерометров .The invention relates to a machine tool industry and can be used to diagnose the state of a cutting tool during operation. A device for determining the degree of wear of a tool during a cutting process is known, comprising a tool vibration sensor, two parallel band-pass filters, a decisive block and an executive block, for example, a control relay or an automatic tool replacement 1. The disadvantage of this device is that it cannot be used to measure tool wear rates. The closest to the present invention is a device for measuring the tool wear rate during a cutting process, comprising a component angular velocity sensor, a component diameter sensor, and an oscillating elastic sensor component tool-support tool (natural thermocouple component) connected in series, a selective amplifier unit, the decisive unit and the registering device, and the sensors of the angular velocity and diameter of the part are connected to the inputs of the decisive unit. The device’s operation is based on a change in the intensity of the informative Tavlya guide thermoelectromotive force changing rate of wear, the tool 2. The disadvantages of this device are its limited range of use, low noise immunity, the need for pre-calibrating the thermocouple instrument s children. The device can be used only if the materials of the tool and parts have thermoelectric properties. The noise immunity of this device is low due to the presence in the measurement circuit of the thermo-emf parameters of such elements of the AIDS system whose electrical resistance may change during the cutting process, for example, the oil film layer in the machine bearings. Changes in the electrical resistance of the elements of the measurement circuit cause changes in the measurement results of the electrical parameters and cause a decrease in the measurement accuracy. The purpose of the invention is the acceleration of measurement and expansion of functional capabilities. The goal is achieved by the fact that the device is equipped with a unit for determining the magnitude of the natural resonant frequencies of the machine dynamic system connected between the selective amplifier unit and the crucial unit, an oscillation sensor of the elastic part of the support connected to the input a block of selective amplifiers, and the oscillation sensors of the elastic links of the tool-support of the machine and part-support are made in the form of accelerometers. The drawing shows a block diagram of the proposed device. The device consists of a block of 1 selective amplifiers, To the inputs of which a sensor is connected. 2 oscillations of an elastic link part-support — an accelerometer mounted on quill 3 ass, a machine head and a sensor 4 oscillations of an elastic link tool-support of a machine — an accelerometer mounted on instrument 5. The outputs of block 1 of selective amplifiers are connected to the inputs of block 6 for determining their own values resonant frequencies of the dynamic system of the machine, the output of which is connected to one of the inputs of the decision block 7. The other two inputs of the decision block 7 are connected, respectively, with the sensor 8 of the angular velocity of the workpiece and the sensor com 9 of its diameter. To the output of the decision block 7 is connected to the recording device 10. The device operates as follows. The signals from the sensors 2 and 4 oscillations of the elastic links of the part-support and the tool-support of the machine come to the inputs of block 1 of the selective amplifiers, where a certain frequency band (f OrlSOO Hz) is separated from the total frequency spectrum of the vibration of the AIDS system. From the outputs of block 1 of selective amplifiers, signals are fed to the inputs of block 6 to determine the magnitude of the natural resonant frequencies of the dynamic system of the machine, which determine the intrinsic resonant frequencies of the dynamic system of the machine corresponding to the partial resonant frequencies of the elastic links of the support part and tool support of the machine, and the frequency range between these frequencies. A signal proportional to the magnitude of this frequency range from the output of the & determining the magnitude of the natural resonant frequencies of the dynamic system of the machine is fed to the input of the decision block 7, in which this signal is corrected for cutting speed, due to the signals arriving at its inputs from the sensor 8 of the angular velocity of the part and the sensor 9 of its diameter. The output signal of the decision block 7, which characterizes the tool wear rate, goes to the instrument 10 recording device. The duration of the measurement period using the proposed device tool for measuring the tool wear rate was reduced by 30%, the device noise immunity increased due to the exclusion of elements from the signal by varying electrical resistance, the field of application has expanded (processing of materials that do not create thermo-emf). Claim tool for measuring the wear rate of a tool, comprising an angular velocity sensor of a part, a diameter sensor of a part and connected sequentially. Oscillation sensor of an elastic link tool-support of a machine, a block of selective amplifiers, a decisive block and a recording device, and angular velocity sensors and part diameters are connected to the inputs of the decision block, of which there are so that, in order to speed up the measurement and expansion of functionality, it is equipped with a unit for determining the magnitude of the natural resonant frequencies of the dynamic system of the machine, connected between the selective amplifier unit and the decision unit, an oscillation sensor of the elastic component of the support part connected to the input of the selective amplifier unit, and The vibration sensors of the elastic links of the tool-support of the machine and the detail-spores are made in the form of accelerometers. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination I. Уэллер, Вайхбродт и др. Определение износа инструмента по уровню звука при токарной обработке. - ТрудыI. Weller, Waichbrodt, and others. Determination of tool wear by sound level during turning. - Proceedings американского общества инженеров-мехлAmerican Society of Mechanical Engineers Конструирование и техНИКОВ . Сери  3, 1969.Design and technicals. Seri 3, 1969. нологи  машиностроени engineering engineers 2. Авторское свидетельство СССР № 52333f, кл. В 23 Q 15/00, 1976 (про тотип).2. USSR author's certificate No. 52333f, cl. In 23 Q 15/00, 1976 (about the type).
SU772455444A 1977-02-22 1977-02-22 Device for measuring tool wear rate SU849044A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772455444A SU849044A1 (en) 1977-02-22 1977-02-22 Device for measuring tool wear rate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772455444A SU849044A1 (en) 1977-02-22 1977-02-22 Device for measuring tool wear rate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU849044A1 true SU849044A1 (en) 1981-07-25

Family

ID=20696671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772455444A SU849044A1 (en) 1977-02-22 1977-02-22 Device for measuring tool wear rate

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU849044A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101310921B (en) Vibration suppressing device and vibration suppressing method for machine tool
GB1413792A (en) Methods and apparatus for measuring web tension
US3554012A (en) Method and arrangement for determining the mechanical state of machines
US20070277609A1 (en) Flexure-based dynamometer for determining cutting force
SU849044A1 (en) Device for measuring tool wear rate
HUP0203358A2 (en) Revolving machine part and method for detecting the position of it
SU1046025A1 (en) Device for measuring tool wear
SU894462A2 (en) Device for measuring cutting instrument wear rate
RU2009765C1 (en) Method for determining tool coordinates when machining cylindrical blanks
SU956162A1 (en) Method of monitoring tool wear at turning
SU1629824A1 (en) Method of measuring cutting toolъs wear during machining of cylindrical surface
SU794537A2 (en) Device for measuring single filament linear speed pulsations
SU873110A1 (en) Device for checking tool wear degree
SU1233038A1 (en) Method of detecting flaws at vibration loading of articles
SU1273774A1 (en) Device for measuring rate of cutting tool wear in cutting process
SU1434328A1 (en) Method of determining the wear of cutting tool
SU1679394A1 (en) Accelerometer
SU1618996A1 (en) Sensor for measuring roughness and controlling working operation
SU1121102A1 (en) Method of determining chip srinkage factor
SU879398A1 (en) Device for measuring cutting tool wear
SU838662A2 (en) Pulse signal time position meter
SU1346950A1 (en) Device for checking vibrations
SU591889A1 (en) Component counter
SU605138A1 (en) Method of determining article inertia moment
SU960742A1 (en) Oscillating system identification device