Устройство контроля затупления режущего инструмента

 

Изобретение относится к области измерения износа режущего инструмен та и может быть использова.но для автоматического управления процессом резания на станках с программным управлением . Цель изобретения - повьшение точности за счет исключения влияния изменения скорости вращения привода станка. Выходной сигнал с триггера переводит переключатель в нижнее положение и на третий интегратор: подается напряжение с выхода второго запоминающего блока, происходит разряд третьего интегратора до момента равенства нулю его выходного напряжения , определяемого схемой сравнения. В момент срабатывания схемы сравнения ее выходным сигналом триггер сбрасывается в нулевое состояние, а переключатель переходит в нейтральное положение. 1 ил. с « СЛ С kU U сл Од ч

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 3/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

11»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"-

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3793281/25-28 (22) 24.09.84 (46) 15.07.86.Бюл. В 26 (71) Пензенский политехнический.инс, титут (72) И.P.Äoáðîâèíñêèé, Л.Н.Бондаренко, М.10.Михеев и Б.В.Чувыкин (53) 620.178 ° 16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 942409, кл. G 08 N 65/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗАТУПЛЕНИЯ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к области измерения износа режущего инструмента и может быть использовано для авJ томатического управления процессом

„„SU„„1244567 A 1 резания на станках с программным уп- . равлением. Цель изобретения — повьппение точности за счет исключения влия" ния.изменения скорости вращения привода станка. Выходной сигнал с триггера переводит переключатель в нижнее положение и на третий интегратор. подается напряжение с выхода второго запоминающего блока, происходит разряд третьего интегратора до момента равенства нулю его выходного напряже- . ния, определяемого схемой сравнения.

В момент срабатывания схемы сравнения ее выходным сигналом триггер сбрасывается в нулевое состояние, а переключатель переходит в нейтральное положение. 1 ил.

1244567

55

Изобретение относится к измерению износа режущего инструмента и может быть использовано для автоматического управления процессом резания на станках с числовым программным управлением.

Цель изобретения — повышение точности за счет исключения влияния иэмерения скорости вращения привода станка на результаты контроля.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 вибраций, усилитель 2, фильтр 3, детектор 4, интегратор 5 с первым ключом 6, датчик 7 числа оборотов заготовки, усилитель-ограничитель 8,счетчик 9.числа оборотов, одновибратор

10, запоминающий блок 11, .источник

12 опорного напряжения, второй интегратор 13 с вторым ключом 14, второй запоминающий блок 15, переключатель

16, третий интегратор 17, схему 18 сравнения, триггер 19, схему 20 совпадения, генератор 21 опорной частоты, счетчик 22 импульсов, регистратор 23 °

Выход датчика 1 вибрации через последовательно соединенные усилитель 2, фильтр 3, детектор 4 подсоединен к входу интегратора 5, шунтируемого ключом 6. Выход датчика 7

1 числа оборотов через усилитель-ограничитель 8 и счетчик 9 подключен к управляющим входам ключей 6 и 14, а также к входу одновибратора 10:и управляющим входам запоминающих блоков 11 и 15. Выход интегратора 5 связан с входом первого запоминающего блока 11. Источник 12 опорного напряжения через второй. интегратор

13, шунтируемый вторым ключом 14, подключен к szopy второго запоминающего блока 15, выход которого связан с одним из входов переключателя

16, второй вход которого подсоединен к выходу запоминающего блока ll а выход переключателя 16 через третий интегратор 17 подключен к одному из входов схемы 18 сравнения, второй вход которой связан с земляной шиной. Выход схемы 18 сравнения подключен к сбросовому входу триггера 19, установочный вход которого связан с выходом одновибратора 10, а выход триггера .19 подсоединен к управляющему входу переключателя 16 и к первому входу схемы 20 совпаде10

l5

45 ния на два входа, второй вход которой подключен к выходу генератора 21 опорной частоты, а ее выход через счетчик 22 импульсов связан со сбросовым входом регистратора 23. Второй управляющий вход переключателя

16 соединен с выходом одновибратора 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, состоящий иэ полезного сигнала, пропорционального амплитуде вибрации резца, и сигнала помехи, вызванного вращением заготовки, с датчика 1 вибрации, закрепленного на режущем инструменте или на суппорте станка, подается на усилитель

2, Выходной сигнал усилителя 2 через фильтр 3, который выделяет спектр частот, несущих информацию об износе инструмента, промодулированный частотой вращения заготовки, преобразуется в постоянное напряжение детектором 4 и поступает на вход первого интегратора 5. Последний интегрирует его за время пТ кратное периоду вращения Т заготовки, где n — емкость датчика числа оборотов. Напряжение с выхода интег- ратора 5 фиксируется запоминающим блоком 11. Одновременно с работой первого интегратора за то же время пТ1,1интегрируется вторым интегратором 13 постоянное опорное напряжение

Up с выхода -источника 12 опорного напряжения. Результат интегрирования хранится в запоминающем блоке 15. По окончании времени 1 оборотов вращения заготовки пТ посредством ключей 6 и 14 происходит сброс интеграторов 5 и 13 в исходное нулевое состояние и одновременно взводится одновибратор 10. По переднему фронту выходного импульса одновибратора 10 переключатель 16 переводится в верхнее положение. Таким образом происходит интегрирование напряжения с выхода запоминающего блока 11 интегратором 17 в течение постоянного времени То, задаваемого одновибратором 10.

По окончании времени Т задним фронтом импульса с выхода одновибратора

10.взводится триггер 19. Выходной сигнал триггера 19 переводит переключатель 16 в нижнее положение, в результате чего на вход интегратора 17 подается напряжение с выхода второго запоминающего блока 15. Поскольку

1244567!

1птт, Uen ТаТч и (6) и „1

1О вивалент (9) рирования, имеем пТм

= U л у

1 (2) 40 напряжение, хранимое запоминающим блоком 15, имеет полярность, обратную напряжению, хранимому запоминающим блоком 11, происходит разряд интегратора 17 до момента равенства нулю его выходного напряжения, определяемого схемой 10 сравнения. В момент срабатывания схемы 18 сравнения ее выходным сигналом триггер 19 сбрасывается в нулевое состояние, а переключатель 16 переходит в нейтральное положение, так как сигналы на обоих управляющих входах отсутствуют. Интервал времени Т„, на который был взведен триггер 19 измеряется посредством заполнения его импульсами опорной частоты генератора 21 с помощью схемы 20 совпадения на два входа. Число импульсов, прошедших на вход счетчика 22, будет являться цифровым эквивалентом И„напряжения вибрации режущего инструмента.!1, пропорционального его износу, при полном подавлении напряжения вибрации, вызванного вращением заготовки, и регистрируется регистратором 23.

Действительно, результат интегрирования первым интегратором 5 напряжения вибрации U è помехи У„з1пЖ равен нТ<а

U4 . ((Цх+ И sinvt)dt ы е

1 cosiit и о о х L1 Я о

После подстановки пределов интегтак как второе слагаемое обращается в нуль.

Аналогично результат интегрирования опорного напряжения нтск

1 г, пТы

1; dt = U —,— (3) о л о

l( где „ — постоянная времени интеграторов.

Интегрирование третьим интегратором 17 за время Т . происходит до напряжения 0, определяемого следующей формулой: т, 1 Г пТЮТ о

U = — — Udt =U — — —,— (4).

3 1 1 Ф

2 ф 2

Разряд третьего интегратора 17 до нуля напряжением с выхода втор го запоминающего блока 15 происходит за время

Tt t„

U==-- Udt=0. (5)

3 F.

Т0

Преобразуя (5) с учетом (3) и (4) получим выражение для Т . !

5 Заполняя интервал времени Т импульх сами генератора опорной частоты с

То периодом - вЂ, получим цифровой эк20 -Т.щ U

11 m (8)

x U

Код N „ не .зависит от сигнала помехи,а также от изменения скорости вра25 .щения станка.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить однозначные результаты износа режущего инструмента при различных скоростях

30 вращения станка по сравнению с прото. типом, для которого выходной код определяется выражением

Uqп T m

N =

35 z,!, To где ? R постоянный ток и внут рейнее сопротивление генератора тоKG °

Формула изобретения

Устройство контроля затупления режущего инструмента, содержащее после" довательно соединенные датчик вибрации, усилитель, фильтр, детектор, первый интегратор и первый запоминающий блок, первый ключ, шунтирующий первый интегратор, последовательно соединенные датчик числа оборотов, усилитель-ограничитель, счетчик числа оборотов, выходом соединенный с входом первого ключа., одновибратор и триггер, схему сравнения, выходом .55 соединенную с вторым входом триггера,: последовательно соединенные генератор опорной частоты, схему совпадения, счетчик импульсов и регистратор, 1244567

Составитель О.Губерниева

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Редактор М.Петрова

Заказ 3909/47

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 выход. триггера соединен с вторым входом схемы совпадения, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности контроля, оно снаб жено последовательно соединенными источником опорного напряжения,вторым интегратором, вторым запоминающим блоком вторым ключом, щунтирующим второй интегратор, третьим интегратором, выход которого соединен с входом схемы сравнения, переключателем, первый и второй входы которого ,связаны с выходами первого и второго запоминающих блоков, управляющие входы — соответственно с выходами одновибратора и триггера, а выход — с входом третьего интегратора, выход счетчика числа оборотов соединен с входами первого и второго запоминающих блоков и с вторым ключом.