Устройство для измерения износа инструмента

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА при токарной об;работке , содержащее датчики вибраций , установленные на резце во взаимно перпендикулярных плоскостях, к выходам которых подключены последо-:. вательно соединенные блок измерения сдвига фаз, блок памяти, блок сравнения ,, блок индикации, причем выход блока измерения сдвига фаз соединен с блоком С15авнения, выход блока формирования временных интервалов соединен с блоком измерения сдвига фаз, блоком памяти и блоком сравнения , отличающее ся тем, что, с целью повышения точности измерения , в него введены блок полосовых фильтров, подключенный между датчиками вибраций и блоком измере .ния сдвига фаз,, блок разрешения записи, подключенный между блоком формирования временных интервалов и блоком памяти, линия задержки, подключенная между блоком формирования (Л временных интервалов и. блоком сравнения , датчик оборотов детали, подключенный к выходу блока формирования временных интервалов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5g В 23 В 25/06

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3456139/25-08 (22) 23.06.82 (46).07.10.83. Бюл. 9 37 (72) И.В.Максимчук, В.E Âàñèëü÷åíêî, В.В.Кокаровцев,.П.A.Усачеви В.A.Îñòàôüåâ (71) Киевский ордена Ленина политех нический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.91(088.8) (,56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 533255, кл. С, 01 N 3/58, 1977. .2. Авторское свидетельство СССР

В 956162, кл. В 23 В 25/06, 1982 (прбтотий). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА при токарной об:.работке, содержашее датчики вибраций, установленные на резце во взаимно перпендикулярных плоскостях,. к выходам которых подключены последо-, ÄÄSuÄÄ 1046025 А вательно соединенные блок измерения сдвига фаз, блок памяти, блок сравнения,. блок индикации, причем выход блока измерения сдвига фаз соединен с блоком сравнения, выход блока формирования временных интервалов соединен с блоком измерения сдвига фаз, блоком памяти и блоком сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него. введены блок полосовых фильтров, подключенный между датчиками вибраций и блоком измере.ния сдвига фаэ, блок разрешения записи, подключенный между блоком формирования временных интервалов и блоком. памяти, линия задержки, под- 1 ключенная между блоком формирования временных интервалов и, блоком сравнения, датчик оборотов детали, подключенный -к выходу блока формирования временных интервалов.

1046025

Изобретение относится к металло обработке на токарных станках и предназначено для определения величинй износа режущего инструмента, а также для управления и контроля процесса резания.

Известны устройства контроля износа инструмента, основанные на измерении составляющих Чил резания и виброакустических сигналов и содержаще датчики измерения сил резания, соединенные с регистрирующим прибором

С13.

Однако в укаэанных устройствах измерение износа инструмента происходит в момент прерывания процесса резания, что не позволяет точно за- фиксировать момент критического износа. Использование виброакустических сигналов для контроля требует, как правило, большего эксперименталь-20 ного материала с целью определения области частотного диапазона, адекватного как допустимому, так и критическому износу..

Известно. также устройство для контроля износа инструмента при токарной обработке, содержание дат чики вибраций, установленные на резце. во взаимно перпендикулярных плоскостях, к выходам которых подключены последовательно соединенные блок измерения сдвига фаэ,, блок памяти, блок сравнения, блок индикации, причем выход блока. измерения сдвига фаз соединен с блоком сравнения, выход блока формирования временного интервала соединен с блоком измерения сдвига фаз, блоком памяти и блоком сравнения (2 g.

К недостатку известного устройства относится низкая точность измере- 40 ния из-за отсутствия синхронизации вращения обрабатываемой детали и временным интервалом измерения.

Цель изобретения — йовышение точности измерения величины износа 45 режущего инструмента в процессе резания.

Поставленная цель достигается тем, что В устройстве для измерения износа инструмента выходы датчиков вибраций соединены с блоком измерения.сдвига фаз через блок полосовых фильтров, выход блока формирования временных интервалов соединен .с блоком памяти через блок разрешения записи и с блоком сравнения через линию задержки, а ко входу блока формирования временных интервалов подсоединен датчик оборотов обрабатываемой детали.

Датчик оборотов необходим для то-.-. го, чтобы измерение сдвига фаэ между действукицими силами происходило s. одной и той же зоне заготовки и

®ыполняет роль задающего генератора интервалов измерения. 65

Сущность изобретения основана на том, что режущая часть инструмента при течении совершает сложное движение в пространстве, Положение в пространстве, в любой момент времени, определяется силами, которые действуют на режущую часть инструмента.

Изменение параметров процесса обработки, а именно износа инструмента, приводит к изменению действующих сил, что в свою очередь, изменяет траекторию движения режущей части инструмента в пространстве.

На чертеже показана блок-схема устройства измерения износа инструмента при токарной обработке, Датчики вибраций 1, 2 и 3 расположены в теле инструмента взаимно перпендикулярно для измерения сил Р, Р, Рz — соответственно.

В качестве датчиков могут быть использованы акселерометры или другие датчики, позволяющие измерить внут.ренние напряжения, возникающие в резце под действием сил Pxi Р, FZ

Датчики вибраций подсоедннены к полосовым фильтрам 4,5 и 6, кото оые настроены на одинаковую полосу пропускания, причем полоса пропускания лежит в пределах 1000-2000 Гц.

Выходы полосовых фильтров подсоединены к блокам измерения сдвига фаэ

7 и 8. Блоки измерения сдвига фаэ выполнены в виде цифровых параметров, формирующих на выходе величины сдвига фаэ в цифровом коде.

На станке 9 установлен датчик оборотов шпинделя 10, который через блок формирования временных интерва". лов 11, представляющего собой ждущий ! мультивибратор, подсоединен к блокам измерения сдвига фаз 7 и 8.

Выходы блоков измерения сдвига фаз соединены с блоками памяти 12, 13 и блоками сравнения 14, 15, где блоки памяти 12, 13 представляют собой регистр триггеров, количествс которых определяется количеством разрядов двоичного кода с выхода блоков 7 и 8. Блоки сравнения выполнены в виде набора трехвходовых логических схем И, количество которых также равно количеству разрядов двоичного кода. Выходы блоков сравнения

14 и 15 соединены с входом блока индикации 16, который протарирован в единицах размерного износа и представляет собой преобразователь коданалог или двоичный йод - десятичный . .код. Блок 11 через блок разрешения записи 17 подсоединен к блокам памяти

12 и 13 через линию задержки 18 к блокам. сравнения 14 и 15. Блок.разрешения записи 17 представляет собой триггер, который разрешает запись только в первый момент времени, т,е, по приходу первого импульса с блока 11. Линия задержки 18 устраня1046025

Составитель В. Алексеенко

Редактор A. Долинич Техред М.Кузьма Корректор A. Тяско

Заказ 7618/11 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ет неточность, возникающую при раз-: личном времени измерения в блоках

7и8.

В процессе резания датчики 1, л

2 и 3 воспринимают действие силы резания, а так как резец в процессе резания совершает колебания в реэуль тате действия этих сил, то на выходе датчика сигнал, характеризукиций действие сил, имеет колебательный характер, который в пределе сюжет быть, принят за гармоническое колебание. Причем действие сил в трех плоскостях в один и тот же момент времени неодинаково, что объясняется запаздыванием сил в одной плоскости относительно другой. Измеряют это запаздывание, выраженное в разности фаэ между амплитудами действия сил, в блоках 7 и 8, где в качестве опорного сигнала берут сигнал одного иэ датчиков.

В начальный момент, когда начинается процесс резания и износ инструмента отсутствует, по сигналу с блока 11 измеряют в блоках 7 и 8 значение сдвига фаз. Затем, при поступлении всех поступающих сигналов с блока формирования временного интервала, измеряют значения сдвига фаз и эти текущие значения в блоках 14 и 15 сравнивают со вначениями, записанными в блоках 12 и

13 на первом временном интервале.

10 При изменении вновь поступающих значений от записанных сигналов блок индикации 16 по цифровому коду с выхода блоков сравнения 14 и 15 формирует величину степени износа

) 5 инструмента в десятичном коде или же может двоичный цифровой код преобразовывать в непрерывную величину, которая поступает на стрелочный прибор. Использование устройства контроля степени износа инструмента при токарной обработке обеспечивает по сравнению с известными повьияение точности измерения.