Устройство для обнаружения поломок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках
Изобретение относится к области обработки металлов резанием, преимущественно к средствам диагностики состояния режущего инструмента, и может найти применение для оценки состояния режущего инструмента в условиях гибкого автоматизированного производства. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Устройство содержит акселерометр, первый и второй усилители, первый, второй и третий ключи, фильтр высокой частоты, детектор, первый, второй и третий пороговые блоки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй элементы задержки, элемент ИЛИ. Введение второго и третьего пороговых блоков, первого и второго элементов задержки, элемента ИЛИ и третьего ключа позволяет достичь поставленную цель. 1 ил. i (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (Н) (5)) 4 G 05 В 23/02, В 23 В 25/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA
° г ° ò û3 1 .Я ф
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ "::: „;,,;,, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЛОМОК РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА МЕТАЛЛООБРАБАТЬ1ВАЮЩИХ СТАНКАХ (21) 3441510/24-24 (22) 31,03.82 (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков и Проектно-технический институт по разработке технологии крупносерийного производства узлов и деталей кузнечно-прессовых машин (72) М.П.Козочкин, В,В.Смирнов, О,Н.Глух и E.À.Øåðîíîâ (53) 621.523(088.8) (56) 1..Авторское свидетельство СССР
У 512027, кл. В 23 (1 17/12, 1976.
2, Авторское свидетельство СССР
У 973245, кл. В 23 В 25/06, 1981, (57) Изобретение относится к области обработки металлов резанием, преимущественно к средствам диагностики состояния режущего инструмента, и может найти применение для оценки состояния режущего инструмента в условиях гибкого автоматизированного производства. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Устройство содержит акселерометр, первый и второй усилители, первый, второй и третий ключи, фильтр высокой частоты, детектор, первый, второй и третий пороговые блоки, элемент ИСКЛЮЧА1ОЩЕЕ ИЛИ, первый и второй элементы задержки, элемент ИЛИ. Введение второго и третьего пороговых блоков, первого и второго элементов задержки, элемента ИЛИ и третьего ключа позволяет достичь поставленную цель. 1 ил, 1 12
Изобретение относится к обработке металлов резанием, преимущественна к средствам диагностики состояния режущего инструмента, и может найти широкое применение для оценки состаяния режущего инструмента в условиях гибкого автоматизированного производства.
Изнестно устройство контроля состояния режущего инструмента в lIpo цессе резания, основанное на контроле параметрон вибраций, состоящее из акселерометра, подключенного выходом через усилитель к входам фильтров высоких и низких частот, выходы которых через своЯ детектор и интегра.— тор подключены соответственно к двум входам блока сравнения (1), Однако это устройство не дает воэможности обнаруживать поломки инструмента с достаточной надежностью.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для обнаружения поломок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках, содержащее акселерометр, подключенный выходом через усилитель к информационному входу первого ключа, связанного управляюп1им входом с шиной Измерение",, а выходом через усилитель и фильтр высокой частоты — с входом детектора, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного выходом с первьпг входом первого порогового блока, а управляющим входом — с шиной "Рабочая подача" и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ Иг1И, подключенного вторым входом к выходу порогового блока, связанного вторым входом с шиной Уровень помех холостого хода станка" 12) „
Недостатками известного устройства являются низкая надежность, заключающаяся в необходимости точной настройки инструмента и точного базирования обрабатываемой детали во избежание ложного срабатывания, и отсутствие возможности определять моменты достижения предельного износа и возникновения поломок инструмента„
Цель изобретения — повьппение надежности устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обнаружения поломок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках, содержащее акселерометр подключенный выходом
2ООО З 2
ЧЕрез первый усилитепь к информационному входу первого ключа, связанного управляющим входом с шиной Измерение", а выходом через второй усилитель и фильтр нысокой частоты — с входом детектора, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного выходом с первым входом первого порогового блока, а управляющим входом — с шиной "Рабочая подача и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу первого порогового блока, связанного вторым входом с шиной Уровень помех холостого хода станка", введены нторой и третий порогоные блоки, первый и второй элементы задержки, элемент ИЛИ и третий ключ, подключеннъ|й информацион5
15
3S
55 ным входом к выходу детектора, управляюшим входом — к шине "Рабочая подача, а ныходом — к первым входам второго и третьего пороговьгх блокон, соединенных нторыми входами соответственно с шинами Максимальный уровень вибросигнала работоспособного инструмента",, и "Максимальный уровень вибросигнала изношенного инструмента, причем ныходы второго и третье го пороговых блоков подключены соответственно через первый элемент задержки и непосредственно к первым входам элемента ИЛИ, связанного вторым входом с выходом второго элемента задержки, подключенного входом к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.
На чертеже изображена блок-схема устройства для обнаружения поломок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках.
Устройство содержит акселерометр
1, первый усилитель 2, первый ключ 3 второй усилитель 4, фильтр 5 высокой частоты, детектор 6, второй ключ 7, третий ключ 8, первый пороговый блок 9, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ
ИЛИ 10, второй элемент 11 задержки, элемент ИЛИ 12, второй и третий пороговые блоки 13 и 14, первый элемент 15 задержки;
А — уровень помех холостого хода станка, А — максимальный уровень вибрасигнала работоспособного инструмента, А — максимальный уровень вибросигнала и. ношенного инструмента
Устройство работает следующим образом, 1? 20ООЗ
10
Акселерометр 1 устанавливается на упругой системе станка, на одной иэ деталей, которая жестко связана с режущим инструментом или обрабатываемым изделием, Вибросигнал, регистрируемый акселерометром, пропорционален ускорению колебательного смещения в точке установки акселерометра. Первый усилитель 2 предназначен для предварительного усиления сигнала акселерометра и передачи его на большие расстоЯния, поэтому размещается в непосредственной близости от акселерометра.
При начале работы на станке включается ключ 3 и устройство начинает измерять высокочастотные вибрации (акустический сигнал) станка. При переходе станка на рабочую подачу включаются ключи 7 и 8 и подается сигнал на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ !О, который при отсутствии сигнала на втором входе выдает сигнал на вход элемента ll задержки, задерживающего подачу сигнала на элемент 12 на время, равное максимально допустимому времени запаздывания начала резания относительно момента включения рабочей подачи.
Если в течение этого времени резание не началось из-за отсутствия инструмента в рабочей позиции или его поломки, отсутствия эаготов,.и или ее неправильного базирования, на выходе линии 11 задержки появляется сигнал, подаваемый на вход блока 12, подающего сигнал на останов станка, Если резание возникает, то уровень сопровождающего его высокочастотного сигнала значительно вьппе порогового значения А,, поэтому на втором входе блока 10 появляется сигнал, а на его выходе сигнал исчезает и, следова- тельно, не появляется сигнал на выходах блоков 1 l и 12, По мере износа инструмента акустический сигнал, генерируемый в процессе резания, возрастает ° Если сигнал превьппает пороговое значение А поро2 гового блока 13 и это превышение устойчиво сохраняется в течение времени задержки элемента 15 задержки, то это говорит о достижении инструментом предельного износа. При поломке инструмента, связанной с его износом
55 или со случайными причинами, уровень возникающего акустического импульса превьппает максимальный уровень сигнала, создаваемого даже изношенным инструментом. Поэтому уровень А порогового блока 14 íà 10-15 дБ вьппе уровня А, При возникновении предельного износа или поломки инструмента с выходов блоков 15 и !4 соответст венно подаются сигналы на блок 12, выдающий команду на останов станка.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Устройство для обнаружения поломок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках, содержащее акселерометр, подключенный выходом через первый усилитель к информационному входу первого ключа, связанного управляющим входом с шиной Измерение, а выходом через второй усилитель и фильтр высокой частоты — с входом детектора, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного выходом с первым входом первого порогового блока, а управляющим входом — с шиной "Pahoчая подача и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, подключенного вторым входом к в ходу первого.порогового блока, связанного вторым входом с шиной Уровень помех холостого
1 1 хода станка", о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности, в него введены второй и третий пороговые блоки, первый и второй элементы задержки, элемент ИЛИ и третий ключ, подключенный информационным входом к выходу детектора, управляющим входом — к шине "Рабочая подача, а выходом — к первым входам второго и третьего пороговых блоков, соединенных вторыми входами соответственно с шинами Максимальный уровень вибросигнала работоспособного инструмента" и Максимальный уровень вибросигнала изношенного инструмента, причем выходы второго и третьего пороговых блоков подключены соответственно через первый элемент задержки и непосредственно к первым входам элемента ИЛИ, связанного вторым входом с выходом второго элемента задержки, подключенно..о входом к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, 122ОООЗ
ВЕ1ИИПИ Заказ 1323/54 Тираж 836 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
