Устройство для защиты концевого инструмента

 

Изобретение относится к области автоматизации сверлильных, резьбонарезных и фрезерных станков и может быть использовано для контроля.наг-; рузки стержневого инструмента. Целью изобретения явдяется повышение быс тродействия устройства за счет того, что контроль перегрузки кольцевого инструмента начинается при меньших значениях скольжения, а именно в наtIaлe режима перегрузки. Ус ; ройство v работает следующим образом. При поступлении сигнала нагрузки на элемент И с двух линий задержки одновременно устройство дает сигнал на прекращение рабочей подачи инструмента. Уставки временных задержек устанавливаются перед началом обработки в зависимости от скорости вращения ведущего шпинделя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (5D 4 В 23 В 49/00, 47/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3890426/25-08 (22) 05.05.85 (46) 23.11.86. Бкл, М 43 (71) Севастопольский приборострои" тельный институт (72) Е.Т.Шаров и В.А.Тараненко (53) 621.9.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 605699, кл. В 23 В 47/24, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОНЦЕВОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к области автоматизации сверлильных, резьбонарезных и фрезерных станков и может быть использовано для контроля наг„,Я0„„1271676 А 1 рузки стержневого инструмента. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет того, что контроль перегрузки кольцевого инструмента начинается при меньших значениях скольжения, а именно-в наМапе режима перегрузки. Устройство . работает следующим образом. При поступлении сигнала нагрузки на элемент

И с двух линий задержки одновременно устройство дает сигнал на прекращение рабочей подачи инструмента. Уставки временных задержек устанавливаются перед началом обработки в зависимости от скорости вращения ведущего шпинделя. 2 ил.

1271676

Изобретение относится к автоматизации сверлильных, резьбонарезных и фрезерных станков и может быть использовано для контроля нагрузки стержневого инструмента (сверло, метчик, фреза) с целью защиты его от перегрузок и поломки.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства для защиты концевого инструмента за счет того, что контроль перегрузки концевого инструмента начинается при меньших значениях скольжения, а именно в начале режима перегрузки.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — вре менная диаграмма работы устройства в режиме недопустимой перегрузки инструмента (где показаны сигналы на выходах основных элементов устрой- 2О ства и обозначены t, ts — уставки соответственно первого и второго элементов задержки).

Устройство содержит инструмент 1 (сверло), механизм 2 зажима инструмента, инструментальный шпиндель 3, пиноль 4 станка, кронштейн 5„ на котором размещена считывающая электромагнитная головка 6, размещенная в зоне кольцевой магнитной записи 7 на инструментальном шпиццеле 3, формирователь 8 импульсов, к прямому

1выходу которого подключен первый элемент 9 задержки, к выходу которого подключен расширитель 10 импульсов.

К инверсному выходу формирователя 8 подключен второй элемент 11 задержки, выход которого совместно с выходом расширителя 10 импул:ьсов подключен к элементу совпадения И 12. 40

Устройство работает спедующим образом. T

ЗО

Перед началом обработки инструментом 1 детали (фиг. 1) на поверхность

45 инструментального шпинделя 3 наносят . кольцевую магнитную запись 7 в виде магнитйьгх меток (для этой цели используется магнитная головка 6, переведенная в режим записи). Метки 7 наносят равномерно по окружности шпинделя 3 с постоянным угловым расстоянием 27 /m, где m — тисло меток.

Выбор числа ш определяет бьк.тродействие и точность устройства„ но с другой стороны увеличение ш ограничено разрешающей способностью устрой- ства, зависит от скорости вращения шпинделя 3.

11риводят во вращение шпиндель 3.

На холостом ходу скорости вращения ведущего и < (об/мин) и инструментального и (об/мин) шпинделей одинаковы. При выполнении шпиндельного узла на базе муфты скольжения (не показано) в режиме холостого хода скольжения инструментального шпинделя относительно ведущего

S ) S»; dS/dt > S .

Условия (1) означают, что при возникновении перегрузок инструмента (Б )

>S ) эти перегрузки возрастают dS/dt>

>О и могут превысить предельно допустимое значение.

Условия (1) реализуются в устройстве двумя элементами 9 и 11 задержки. При прохождении магнитной меткой

7 зоны расположения считывающей головки 6 на выходе головки появляется остроугольный импульс напряжения (фиг.2). При равномерной скорости вращения шпинделя 3 длительность временного интервала между импульсами на выходе считывающей головки постоянна и равна

ht == — (с) (1 S) n m (2) На прямом выходе формирователя 8 появляются импульсы длительностью, п — n„

Б пь равно нулю. При обработке детали скольжение S отлично от нуля и не должно превышать допустимое значение

Б о, . Часто принимают Бв,„ = 0,2. Если фиксировать только превышение скбльжением величины Бв „, то быстродействие устройства недостаточно, так как Бв „, как правило, соответствует предельным перегрузкам инструмента.

В предлагаемом устройстве для повышения быстродействия в качестве контрольного значения скольжения выбирается Б„ < Бв „ (например, при Sa „ =

= 0,2; Б+ = 0,1), т.е. контроль перегрузки концевого инструмента начинается при меньших значениях скольжения, в начале режима перегрузки. Од— новременно контролируется скорость изменения скольжения dS/dt, для которой также устанавливается пороговое значение S . Режим перегрузки концевого инструмента выявляется по одновременному выполнению двух условий:

1271676 4

S = S, et = t, что дает некоторый г- запас надежности

t г« (1-S„- S» t ) ° п m

60 (1- ) nem

zt = 15/(1-S„) пц m. равной временному интервалу между двумя следующими друг за другом си налами с выхода считывающей головки

6, причем первому сигналу соответ- ствует начало импульса, а второму— окончание, поэтому импульсы на выходе формирователя 8 чередуются с пау зами. На инверсном выходе импульсы имеют длительность, равную длительности пауз на прямом выходе, а дли- 10 тельность пауз равна длительности импульсов на прямом выходе (фиг.2).

Импульсы с прямого выхода формирователя 8 (длительностью, соответствующей выражению (2) ) поступают на первый элемент 9 задержки, уставка выбирается S < Б0,„. по началу ре»ама перегрузки инструмента

Например, при S = 0,1; m = 8 t+=

8 33 и (С) . Если длительность сиг25 нала ьй с прямого выхода формирователя 8 превышает уставку задержки 9, т.е. скольжение S инструментального шпинделя 3 превышает порог S то на выходе элемента 9 задержки появляет- 30 ся сигнал длительностью 4t

Этот сигнал расширяется далее расширителем 10 импульсов на величину, не меньшую длительности следующего импульса с инверсного выхода формирователя 8 (фиг.2). Если при этом появляется сигнал на выходе второго элемента 11 задержки, то одновременно на обоих выходах элемента совпадения

И 12 появляется сигнал и устройство 40 дает сигнал на прекращение рабочей подачи инструмента.

С помощью второго элемента 11 задержки скорость dS/dt увеличения скольжения сравнивается с уставкой 45

Б . При увеличении скольжения выше допустимого S длительность импульса на инверсном выходе формирователя 8

ЬС (3) 50 (1-S>-S! at)nz ш

Превышение скоростью нарастания скольжения ds/dt порогового значения

S оценивается в элементе 11 задержки по длительности импульса с ин- 55 версного выхода формирователя 8. Ус тавка элемента 11 задержки рассчитывается по формуле (3), если принять

Если длительность сигнала с инверсного выхода формирователя 8 превышает уставку t„„ второй временной задержки элемента 11, то на его выходе появляется сигнал (фиг.2), поступающий на один из входов схемы совпадения И 12. На втором входе схемы совпадения И 12 в это время есть сигнал с выхода расширителя 10, так как йеред этим длительность сигнала на прямом выходе формирователя 8 больше уставки t,„(t,» >t,„) . Появляется сигнал на выходе элемента совпадения И 12 на прекращение подачи инструмента. Выявление режима перегрузки таким образом осуществляется за четверть оборота инструментального шпинделя, т.е. примерно за время

Например, при S О, 1; п =

1000 об/мин; m = 8; ht 2 мс.

Предлагаемое устройство обладает по сравнению с известными устройствами защиты концевого инструмента повышенным быстродействием, что существенно повышает надежность обработки. Уставки временных задержек

13 у устанавливаются перед началом обработки в зависимости о т скорости вращения ведущего шпинделя . Устройство может быть использовано как эл емент автоматической системы упр авления процессом обработки .

Фор мула из о бр е т е ния

Устройство для защиты концевого инструмента, содержащее схему управления с логическим элементом совпадения И и датчиком, состоящим из электромагнитной считывающей головки, установленной на пиноли с возможностью взаимодействия с метками нанесенными на шпиндель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, схема управления снабжена формирователем импульсов, вход которого соединен с электромагнитной считывающей головкой, первым и вторым элементами задержки, соединенными соответственно с прямым и инверсным выходами форми—

1271676 быка

6z + дФ

- — — — ю (— — —

Составитель В.Жиганов

Редактор О.Бугир Техред Н.Глущенко Корректор О.Луговая

Заказ 6283/15 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раукская наб., д. 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä,, ул.Проектная, 4 рователя импульсов, расширителем импульсов, вход которого связан с выходом первого элемента задержки, а

I, выход -- с первым входом логического элемента совпадения И, причем второй вход последнего связан с выходом второго элемента задержки.