Способ определения размерного износа многолезвенных инструментов и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1221545 А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ;„, -, у

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3739549/25-28 (22) 16.05.84 (46) 30.03.86. Бюл. У 12 (7 1) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) М.M.Àðøàíñêèé, А.Н.Загорский и А.Я.Иосейчук (53) 620.17.9.52 (088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР

У 842418, кл. G 01 N 1/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 765701.. кл. G 01 N 3/58, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗ1ПРНОГО

ИЗНОСА МНОГОЛЕЗВИЙНЫХ ИНСТРУИЕНТОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автома.тическому управлению процессами резания на металлорежущих станках и может быть использовано для определения момента смены или подналадки металлорежущего инструмента. Цель изобретения — повышение точности эа счет использования в качестве характеристического параметра скважности колебаний. В процессе резания регистрируют колебания в момент вреэания зубьев инструмента в заготовку. 3а основной параметр, по которому определяют размерный износ, принимают скважность колебаний, вызванных неизношенным лезвием инструмента. Скважность полупериода изношенного зуба инструмента искажается по сравнению со скважностью полупериода колебаний

l вызванных остро заточенным зубом инструмента. Колебания инструмента измеряются датчиком колебаний, поступают на согласующий усилитель и фильтр, выделяющий одну квазигармоническую составляющую, соответствующую частоте вреэания зубьев. Отфильтрованный сигнал поступает в усилитель с автоматической регулировкой усилителя, далее на формирователь импульсов, на выходе которого получаются прямоугольные импульсы, соответствующие полупериоду колебаний эубцовой частоты. Они имеют постоянную амплитуду, но разную скважность следования импульсов, которая и характеризует величину износа инструмента. Прямоугольные импульсы поступают одновременно на инвертор, первый дифференцирующий блок и первый счетчик импульсов. С инвертора сигнал идет на пер- 4 вую схему совпадения, на второй вход которой поступает сигнал заданной скважности от тактового генератора. Количество тактирующих импульсов, Ю С откладывающихся в одном импульсе колебаний, заносится в память второго счетчика, который включается дифференцирующим блоком, вырабатывающим импульсы облучения по переднему фронту исследуемого прямоугольного импульса. Информация о количестве тактов в одном исследуемом импульсе поступает на вторую схему совпадения, а оттуда в четвертый счетчик.

Этот счетчик необходим для исключения ложного срабатывания. Он выдает команду на остановку или подналадку станка только в том случае, когда информация об износе подтвердится на двух последующих оборотах инструмента. Это достигается за счет первого счетчика, который просчитывает число тактов, необходимое для двух оборотов инструмента, и через второй дифференцирующий блок выдает импульс на обнуление, включающий четвертый счетчик в работу. С помощью третьего счетчика и третьей схемы совпадения

1221545 можно получить информацию о состоянии зуба как в канале размерного, так и в канале предельного износа.

2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к автомати ческому управлению процессом резания на металлорежущих станках,эксплуатируемых в составе гибких автоматизированных производств, и может быть использовано для определения момента смены или подналадки металлорежущего инструмента.

Цель изобретения — повышение точности.

Сущность способа заключается в следующем.

В процессе резания измеряют пара,метры возникших при этом механических колебаний. Регистрируют колебания в момент врезания зубьев инструмента в заготовку. 3а основной параметр, по которому определяют размерный износ, принимают скважность колебаний, вызванных неиэношенным лезвием инструмента.

Основная идея способа заключается в том, что по мере размерного износа отдельный зуб инструмента входит в заготовку с некоторым запаздыванием, в результате чего скважность полупериода вынужденных колебаний инструмента, вызванных этим вхождением, искажается по сравнению со скважностью полупериода колебаний, вызванных острозаточенным зубом.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — осциллограмы,иллюстрирующие реализацию способа.

Устройство для определения размерного износа многолеэвенных инструментов содержит последовательно соединенные датчик 1 колебаний, согласующий усилитель 2 и полосовой фильтр

3. Устройство снабжено соединенными формирователем 4 импульсов и усилителем 5 с автоматической регулировкой усиления, вход которого связан с выходом полосового фильтра 3. Устройство также снабжено инвертором 6, двумя дифференцирующими блоками 7 и 8, четырьмя счетчиками 9 — 12 импульсов, тремя схемами 13, 14 и 15 совпадения, переключателем 16 и тактовым генератором 17, выход которого подключен к первому входу первой схемы

13 совпадения, выход формирователя 4 .. импульсов подключен к входам первого счетчика 9 импульсов, первого дифференцирующего блока 7 и инвертора 6, выхоц инвертора 6 соединен с вторым входом первой схемы 13 совпадения, выход которой соединен с первым входом второго счетчика 10 импульсов.

Выход первого дифференцирующего блока

7 подключен к входам второго и третьего счетчиков 10 и 11 импульсов, выход первого счетчика 9 импульсов подключен к входу второго дифференцирующего блока 8, выход которого соединен с входом четвертого счетчика 12 импульсов, второй вход третьего счетчика 11 импульсов связан с выходом второго счетчика 10 импульсов, а оба их выхода связаны с входами соответственно второй и третьей схемы 14 и 15 совпадений, выходы которых через переключатель 16 соединены с входами четвертого счетчика 12 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Колебания инструмента измеряются датчиком 1 и поступают на согласующий усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления. К выходу усилителя подключают полосовой фильтр 3 с коэффициентом передачи, примерно равным единице, и необходимой добротностью. Этот фильтр выделяет только одну квазигармоническую составляющую, соответствующую частоте вреэания зубьев. Фильтр перенастраиваемый, что может осуществляться от программы ЧПУ станка, поскольку информация об изменении частоты вращения фрезы записана в ней. Отфильтрованный сигнал поступает в усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления (АРУ). Амплитуда измеряемых колебаний может меняться в широких пределах в зависимости от глубины и ширины резания, твердости обрабатываемого матерйала, скорости резания, подачи на зуб и т.д. Автоматическая регулировка усиления как раэ и необходима для нормирования уровня сигнала и поддерживания его независимо от услбвий резания постоянным (нормированный сигнал с выхода усилителя 5 показан на фиг. 2 a ). Он поступает на формирователь 4 импульсов, на выходе которого получаются прямоугольные импульсы, соответствующие полупериоду колебаний зубцовой частоты. Они имеют постоянную амплитуду, но разную скважность следования импульсов, которая и характеризует величину размерного износа инструмента (рис. 2 в ).

Прямоугольные импульсы поступают одновременно на инвертор 6, первый дифференцирующий блок 7 и счетчик 9 импульсов. С инвертора 6 сигнал идет на схему 13 совпадения, на второй вход которой поступают сигналы заданной скважности от тактового генератора 17..Количество тактирующих импульсов, откладывающихся в одном импульсе колебаний, заносится (фиг. 2 3 ) в память счетчика 10. Включение счетчика 10 в работу осуществляется дифференцирующим блоком 7, который ,вырабатывает импульсы обнуления по переднему фронту исследуемого прямоугольного импульса.

Информация о количестве тактов в одном исследуемом импульсе поступает в схему 14 совпадения, а оттуда в счетчик 12. Этот счетчик необходим для исключения ложного срабатывания.

Он выдает команду на остановку или подналадку станка только в том случае, если информация о величине износа зуба подтвердится на двух (или в любом выбранном количестве) последующих оборотах инструмента. Это достигается эа счет счетчика 9, который просчитывает число тактов, необходимое для двух оборотов инструмента, и через второй дифференцирующий блок 8 выдает импульс на обнуление, включающий счетчик 12 в работу. В схеме устройства предусмотрен еще один счетчик 11 тактов и еще рдна схема, 15 совпадения. С

221545 4

"помощью счетчика 11 и схемы 15 совпадения можно получить более точную информацию о состоянии зуба как в канале размерного,так и в канале предельного износа.

Устройство может работать в двух режимах по определению предельного и размерного износа. В первом случае осуществляется грубая оценка скважности исследуемого импульса, для чего требуется небольшое количество тактирующих импульсов. Во втором случае число таких импульсов может возрасти на порядок и больше и отсчет их должен производиться значительно точнее, так как каждый импульс соответствует определенной величине размерного износа, что и осуществляется счетчиком 11 импульсов и схемой 15 совпадения.

Формула изобретения

1. Способ определения размерного износа многолезвийных инструментов, заключающийся в том, что в процессе резания измеряют параметры возникших при этом механических колебаний, по которым определяют размерный износ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, регистрируют колебания в момент врезания зубьев инструмента в заготовку и скважность колебаний, вызванных неизношенным лезвием инструмента, при35 нимают за основной параметр.

2. Устройство для определения размерного износа многолезвийных инструментов, содержащее последовательно

40 соединенные датчик колебаний, согласующий усилитель и полосовой фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено соединенными формирователем им45 пульсов и усилителем с автоматической регулировкой усиления, вход которого связан с выходом полосового фильтра, инвертором, двумя дифференцирующими блоками, четырьмя счетчи50 ками импульсов, тремя схемами совпадения, переключателем и тактовым генератором, выход которого подключен к первому входу первой схемы совпадения, выход формирователя импульсов

55 подключен к входам первого счетчика импульсов, первого дифференцирующего блока и инвертора,выход последнего соединен с вторым входом первой схемы

% 12 совпадения, выход которой соединен с первым входом второго счетчика импульсов, выход первого дифференцирующего блока подключен к входом второго и третьего счетчиков импульсов, выход первого счетчика импульсов подключен к входу второго дифференцирующего блока, выход последнего соединен с

21545 6 входом четвертого счетчика импульсов, второй вход третьего счетчика импульсов связан с выходом второго счетчика импульсов и оба их выхода связаны с

5 входами соответственно второй и третьей схем совпадений, выходы которых через переключатель соединены с входом четвертого счетчика импульсов.

Составитель О.Губерниева

Редактор А.Гулько Техред Л.Олейник Корректор В.Бутяга

Заказ 1606/49 Тираж 778 Подпис кое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4