Устройство управления процессом резания
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕЗАНИЯ, содержащее преобразователь вибрации инструмента, соединенный через усилитель с когерентным оптическим процессором, содержащим лазер , оптическую систему линз, акустооптический модулятор, приемник с зарядовой связью, цифроаналоговый преобразователь, вычислительное устройство, блок управления и датчик термо-ЭДС, отличающееся тем, что, с целью гатвышения его быстродействия и надежности формирования управляющих команд, оно снабжено генератором несущего сигнала, выход которого соединен с акустооптическим модулятором, а входы - с выходами вычислительного устройства и преобразователя вибрации инструмента , датчик термо-ЭДС выполнен в виде навитого на режущий инструмент световода из магнитооптического материала, вход которого расположен в зоне действия луча лазера, а выход - в зоне с оптической системой линз, выполненной анаморфотной, причем две цилиндрические линзы выполнены с взаимно перпендикулярными образующими цилиндрических поверхностей, и кривизна поверхности первой линзы параллельи на направлению распространения акустических колебательных процессов в звукопроводе акустооптического модулятора, установленного между линзами.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН..Щ»И2243О ЮЛЙ!
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и Д ВТОРНИКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3598498/25-08 (22) 26.05.83 (46) 07.11.84. Бюл. ¹ 41 (72) Т. P. Клочко, В. А. Остафьев и Г. С. Тымчик (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.941 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1000157, кл. В 23 В 25/06, 1981. (54) (57) УСТРОИСТВО УПРАВЛЕНИЯ
ПРОЦЕССОМ РЕЗАНИЯ, содержащее преобразователь вибрации инструмента, соединенный через усилитель с ксгерентным оптическим процессором, содержащим лазер, оптическую систему линз, акустооптический модулятор, приемник с зарядовой связью, цифроаналоговый преобразователь, вычислительное устройство, блок управления и датчик термо-ЭДС, отличающееся тем, что, с целью повышения его быстродействия и надежности формирования управляющих команд, оно cvàáæå»0 генератором несущего сигнала, выход которого соединен с акустооптическим модулятором, а входы — с выходами вычислительного устройства и преобразователя вибрации инструмента, датчик термо-ЭДС выполнен в виде навитого на режущий инструмент световода из магнитооптического материала, вход которого расположен в зоне действия луча лазера, а выход — в -0»e с оптической системой линз, выполненной анаморфотной, причем две цилиндрические линзы выполнены с взаимно перпендикулярными образующими цилиндрических поверхностей, и кривизна поверхности первой линзы параллельна направлению распространения акустических колебательных процессов в звукопроводе акустооптического модулятора, установленного между линзами.
f12243(!
Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для управления процессом обработки материалов на токарных станках с числовым программн»!м управлением.
Известна система управления металлорежущим станком, содержащая преобразователь вибрации инструмента, (соединенный через усилитель с Korepe«T> оптичс«ким процессором, содержащим лазер, »птичсскую систему линз, акустооптичсский модулятор, приеы пик с зарядовой связью, цифроаналоговый преобразо!33 Ге, ь, Бь> щсли Гсльпое устройство, блок управления и
<ятчик тсрыо-ЭДС (1).
11сдо«татком известного устройства является узкая полоса прсп!ускания чя(.то1ноп> диапаз»на преобразователя вибраций, IT0 kfP п»зв»ЛЯсT исследОВять !пир»к»пол»с !
ый сигнал виброакустической эмиссии системы СПИД и формировать упрявля>о-! цие команды с достаточным быстродействием.
Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности формирования y llравляющих команд на изменение режимов резания.
Поставленная цель достигается тем, что устройство управления процессом резания, содержащее преобразователь вибрации инструмента, соединенный через усили 1>ель когерентным оптическим процессором, с(7держащим лазер, оптическую систему линз, акустоо(!тический модулятс р, прием(гик с зарядовой связьк), цифроаналоговый
> рс»бразователь, вычислительное устройCkBO, блок упря>в.>!СkfH>I H g(3T>IHK TPp)IO-ЭДС, «набж Ho генератором несущего сигнала, Выход которого соединен с акустоопти !сс кп ы модулятором, а входы -- с выходами
Вычислительного устройства и преобряз»
i! !iT Лr! В ПО() Я ЦИ и ilk!i ГP) . >IСНТЯ, Äñll ЧИ К Т i)
>«> =!,,(. Бьшолнен в виде навитого на режуп(ий инструмент световода из магнит(>опги !P«!i0l i) МЯТс Риала, ВХОД КОТорОГО P3CHOЛО>1-;Он Б гоне действия .(уча лазера, я выхо.(> зоне с оптической системой линз, Выпол(«:и; »и анаморфотной, причем две цилиlfдрпческие линзы выполнены с взаимно 1>(. ð-!
«Hi(kIKóëÿpHûMH образующими цилиндрических поверхностей, и кривизна Г!овсрхно«! и первой линзы параллельна напранлени.о распространения акусти> еских:с»лсбятсльных Г(роцессов 13 звукопроводс ак,«т»»птическогo модулятора, у«тяновленного хи. ж, (у ли из а v H.
i1a чертеже flðèâåaåíа (Iри .ципияльняя
< хема устройства управления процессом
PC3i! HHH.
11рсдлагаемое устройство (»стоит из лазера -- источника когсрснтн»!.» >I, >), >ениЯ, KQTO(70P распространяет(>! чс (... 3
< В(!»Бол 2 из ыагнитооптическ<)го мяте!>Ияля. Светов д 2 навит;!я р(жх !Пий ин«тр1(>ент,!, оаспО)!»7кен>!!>1! . - с > > i»,7"P 1 стя!> «2.
ВЫХОД, СВЕТОВ» (1! . B.. >:il>М(>Д()И Т 3 >. C янй>
i!(7p<п0тн0й 0 > ичc"::»Й > il т>: ы ) й. «О. ье )жя . ! цей послед»Ба .с, и,!и> у(тя!!о!х!(Нные Ifa
ОДНОИ ОПТИ IPCKO)l 0(П !)СРИЧ" (К(Ю fH!3:3)
За >(ÎTOPOH РЯС(!О Io)f(i i!I>! II(РБЯЯ 6 И B 10P(» f
ПИГIИНДРИЧЕCK>IP,,:1I!HЗЬ>, ИНЗЫ 6 И 7 >!ОБ> Рпутhl вокруг оп.: ическ )и»«си«тех!ь! п» (1->>1 >
У Г 1ОЫ :. О ДР>>C К P) >i, 1!> с! !- КРИВ с!3" с>
П О В (Р Х HO CT I! i! C Р ВО и И Н 3 Ы Я Р Я I. > С Л Ь Н Я
НЯПРЯБ >ЕНИЮ Ря(!! 70> г Od ПЕНИ>1 3>сх < т„(с(ЕСК»11 30. I H hl В 3 K, CÒII×(I«K<) i> Мо .> >il liPi>
17 плоское Ги фоку«пр()кн»!Г! Нчес кой сисТЕМЫ,>ас!. ».И>>К(. : !>!!II(!НИК .- ИЗ»<7Р жЕНИЯ
>5 с зарядо 30Н .Бя:;1,«7, Бых»д к»т(п>о (! I! ) l,ключен чере.-:: блок 1(> f! II ганич . управ.>еfiHH 1> (.,> f K >3. (0a> d lià. 1 ) I >!- ПИ ф !)() ВО! .) П >)> -!
<)<)>!3>к .",>Г! г.!>! ! lë.Ц11) . Бь(.с(7((ЛПГ; 11 подклю!(. if к Входу Бычи(. Н)(. ; hí»f 0 х; троис(ВЯ 1 с, "::->1 хо,(котi)po > 0 под«. !юс!pн и а рял" 0 лсльно к 3,>дяк);цехi. >l сря)орх !3 и ервоlfpii>B0>i3ì: llff»pra 1. На режущем и!>струм(н i Р 3 также ряс пол» >с(ен и реоб!) я 3»ватель
-1 Bkf<)P02KX i ТИ :.< СК(>Й >МИССИИ, ВЫХОД К»10.
p0i » п»дключен чер> 3 усилитель 1!> к зходу с5 Зяз(ЯЮЩЕГО ГЕНЕРатОРа !3.
) Ст )»>!«l 13» Х П Рай 1ЕНИ и ПР»1>ЕСС»Ы РЕзс!I!Ня >.73<)» 3(> (. . .!сдх ю!ци ы 0()pa 3() м. (.B(T(i!!! .1азерз !!i ><."Òмfi2P I IP i, :3 i Ве Т»БО I 2 Из Х> 21 i i!d, 0»I!>!«.: СКО! 0 >,;3 > «>)Ис>.12 I i>ai BPCaal!HH „)>" i(a 3
Б»<) Рс> "31 i > . il(Xi ; К) (P! "..!I>, В НС М В»3> и КЯЕI
ГС > >IO- ) (>>» i ((" Т )И(. М >(O "OP»É !IPO«>.: . :.0(>ит и:I.il(неl! ii< ll )êa iaT«>iH п17е, !Ом.1ен>(Я м iT(pHaл;-: -.Бс Г> Б<>(;i 2. Переменная составляк>!!! .!!я Герм» ЭД(!!(>НВ»ди к фл> кl" dт"
Гиям пс)кязатс.п пре.!»м.:н ния материала
«в< т»В<.,а 2. >!Г(Обсе!Кчивяег ах плитудн >ю
МОД(Л!>ЦИЮ СБЕ".: OBOI 0 ПОТО«Я H31УЧЕПИЯ .>123> f>а 1 I>kl BI>>X»HI lofti TÎ(ЦЕ C13(>T,)ВОДЯ 2. ст< T
СВЕTOB»ff li»Г»К РЯС ПИРЯЮт СфЕРИЧЕ«Сс»й .:!Ис>ЗОЙ ". Б I!,:!»(K(!i. i !,, ПР!М1ЕНДИКУЛ ЯР!IОИ
»«и»птнческой с,-:с.i ыьf. Далее это.- поток ряс:!иряют в одномерн»м напрявле>!ии перьой ((или!>дричс(.к»й ли 130й б и фок,сиру«)т
Б > лоскостп pacoîëîæå!!ия (13C-линейки 9. (.>Б!»кусир»ванный све Оной Г.! i!0K имеет
Б!1д линии. Вь!Бo(d 3T(и IHkfdf1 мож(>T изысff>!T»гя путем пере.,ц !цения ьдоль оптиЧССКОй ОСИ BlOP(>A ЦИЛИ!3ДРИЧЕСК»с! ЛИНзы 7. (. выхода пр«пбра 308>31еля !4 поступает !СP(3 Уi H>,.I>ITPdk> "> «HI I!a;I БИОР<71. К СТ! 1ЧЕ(i(0!I 3MHccI3f> (> « (i."1hf .f1! (> (i 32d Ii»ц(ий генератор !Л, кот<>рь>й:>суп(еств»яс. Ямг>ли 1 >>, (НХ % 7>!»Д>> Я ЦИК) HC (. I((!(.! >> Га (> М1»НИ>!с (Е(il 0 Cii!»)i,:".".. 1(., (v) I!f J>ОBЯ ННЫЙ CÈÃ!(à ПО ту пает H f !ьез»п еобряз»ьатсль акустиi!pc«OH» >>!<).(ус! >11» ра <>, Ä »Top!>fи и пе»б c!3>> р1
Бремени»Й э.!ектр>1 >!(Pкий . >f"!> !л . : >О "
: c
Раll(.ТБ(.kof(>fkf 2K> (l H io««i .ki I>! !Iс ., . P BC >IP(«т!)я пи(оп:,и!1«я Б 3Б к»! .!).> "»Ле:,> .; .Ля- оря, 1 122 310 о та витали B. В Ioj13Bcl Техпсд и. Beðeñ Коррек гор М 21еонтюк Тирагж 1036 Подписное ВНИИП14 1 ос:,дарственного комитета СССР по делам изобретена. 1 и о1крытий 113035, Москва, Ж- — 35, Рауиккан наб,, д. 4/5 Филиал ППП <;Патент:>, г. Уж ород, ул. Проектная. 4 Редактор Л, 11.1ивк-:,,иа 3 а к а» 7802, 10 Окгической системой линз 5--7 на Г1ЗСJIHi- ейке 9 формиру.:T взаимный энергетический спектр сигналов термо-ЗДС и виброакустической эмиссии. Зтот с1::ектр представляет собой распределение ;зегси-ого потока по входной апертуре Г1ЗС-л; нсйки и изменяется во времени согласно модуляции светового потока Hh выходном торце световода 2. ПЗС линейка 9 считывает спектр по синхроимпульса.л из БПУ О через AIjII 11 11ocryI1a«.r в вычислительное устройство 12. Вычислительное устройство 12 осуще=твляет цифровую обработку спектра. При достижении простран твенными и энергетическими параметрами спектра наперед заданных критических значений формируются управляющие команды на изменение режи нов резания, которые поступают на сервоприьоды суппорта 4, а также переключение частоты несуц„его сигнала в задающем генераторе 13. Адаптивное управление частотой несущего сигнала в генераторе 13 позволяет управлять быстродействием устройства и разрешаюшей способностью оптической системы спектрального анализа сигналов термо-ЗДС и виброакусл.:ческой эм:.-ссии. 1хритчческие значения ирс траи .твеиных и энергетически параметров спек гра задают про раммно в памяти вычислительного устройства с учетом физико-:;1ми -*еских параметров обрабатываемого .:. Инструментального материалов, типа режу щего инструмента. конструктивных особенностей станка и определи от экспериментально на этапе обу;ения системы. Г1редлагаемое устройство обеспечивает повышение б1истродействия формирования управ.:.-:.ощих команд за счет использования высокочастотных составляющих сигнала виброакустической эмиссии.„повы111ение на15 дежности устройства за счет обработки llpH формировании управляк)щих команд параметров сигналов термо-ЗДС и виброакустической эмиссии; расширение функциональных возможностей устройства, достигаемое за счет его предварительного программного сбучени;„что позволяет его применять для большого числа классов станков, различных марок обрабатываемых и инструментальных материалов, повышение качества изготовления деталей.
