Устройство контроля затупления режущего инструмента на станках с чпу

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„; 1442875 А i

<ш 4 601 Н 3/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 40?9007/25-28 (22) 15„04,86 (46) 07.12,88. Бюл. У 45 (?1) Пензенский политехнический институт (72) A.È.Бражников, И.Р,Добровинский, 1О.Т.Медведик, М.IÎ.Михеев, Г.P.Кречман и В.Ф.Салов (53) 620.179 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р !034870, кл. В 23 О 15/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗАТУПЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА СТАНКАХ

С ЧПУ . (57) Изобретение относится к области измерения износа инструмента. Цель изобретения — упрощение контроля затупления режущего инструмента и упрощение конструкции станка за счет автоматической компенсации вибраций холостого хода станка и использования поверхности обрабатываемой детали в качестве базовой поверхности. Устройство содержит датчик вибраций 1, усилитель 2, фильтр 3, детектор 4, схему 5 сравнения, источник 6 напряжения смещения, делитель 7 напряжения, интегратор 8, триггеры 9, 10 и И, схемы 12, 13, 14 и 15 совпадения, генератор 16 образцовой частоты, счетчики 17 и 18 импульсов, блок 19 управления, преобразователь 20 коднапряжение, дешифратор 21, регистр .

22, блок 23 цифрового отсчета и схему НЕ 24. До начала резания с помощью датчика 1 вибраций, делителя

7 напряжения, интегратора 8, схемы 5 сравнения, схемы 12 совпадения измеряют напряжение вибрации холостого хода и фиксируют его в счетчике 17 импульсов н регистре 22. Преобразова- телем 20 код — напряжение в детектор 4 вводят компенсирующее напряжение, обнуляя счетчик 17. Координаты

}442875 начальной точки резания запоминают в блоке 25 ЧПУ. По сигналу "Контроль" резец возвращают в начальную точку резания, после чего пошагово перемещают резец по направлению к детали, при этом схема 14 совпадения открывается, триггером 11 открывается схема 15 совпадения, на вход которой поступа" ют импульсы пошаговопа перемещения резца. Одновременно по этим импульсам производят запуск блока 19 управле" ння и измерение вибраций станка. Мо1

Изобретение относится к измерению износа инструмента и может быть использовано в станках с системой

ЧПУ.

Цель изобретения — повышение

5 точности контроля износа режущего инструмента.

На чертеже представлена схема устройства контроля затупления режущего инструмента на станках с ЧПУ. 10

Устройство содержит датчик 1 вибрации, усилитель 2, фильтр 3, детек* тор 4 с двумя входами, схему 5 сравнения, источник 6 напряжения смещения, делитель 7 напряжения, интегратор 8, триггеры 9 — Il, схемы 12-15 совпадения, генератор 16 образцовой частоты, счетчики 17 и 18 импульсов, блок 19 управления, преобразователь

20 код - напряжение, дешифратор 21, 20 регистр 22, блок 23 цифрового отсчета, схему НЕ 24. Устройство взаимо действует с блоком 25 ЧПУ.

Датчик 1 вибраций, усилитель 2 и фильтр 3 соединены последовательно. 25

Выход фильтра 3 подключен к одному из входов детектора 4, выход которого подключен к одному иэ входов схемы 5 сравнения, второй вход которой подключен к выходу источника 6 напряжения смещения через последовательно соединенные делитель 7 напряжения, и интегратор 8. Выход схемы 5 сравнения связан с установочным входом триггера 9 выход которого подключен

У

35 к одному из входов схемы 12 совпадения на два входа, второй вход котомент касания резцом детали фиксируется появлением сигнала на выходе счетчика 17, прн этом триггером 10 запирается схема 14 совпадения, останавливается перемещение резца. На выходе счетчика 18 и блоке 23 индикации образуется информация об износе инструмента, величина которого пропорциональна коду числа шагов от начальной координаты Х, Z до момента касания. 1 ил.

Г рой связан с выходом генератора 16 образцовой частоты.

Выход схемы 12 совпадения подключен к входу счетчика 17 импульсов.

Выходы блока 19 управления связаны с управляла,ими входами делителя 7 напряжения и интегратора 8, со сбросовымн входами триггера 9 и счетчика 17 и с входами дешифратора 21 и многовходовой схемы 13 совпадения.

Преобразователь 20 код — напряжение включен между источником 6 напряжения смещения и вторым входом детектора 4. Выход счетчика 17 импульсов подключен через дешифратор 21 к входу триггера 10, одновременно выход счетчика 17 импульсов через схему 13 совпадения подключен к входу регистра 22, выход которого связан с управляющим входом преобразователя 20 код - напряжение. Входы схемы 14 совпадения подключены к регистрам кода начальных координат процесса резания блока 25 ЧПУ, его выходу "Контроль" и к инверсному выходу триггера 10, а ее выхсд подсоединен к установочному входу триггера 11. Выход последнего подключен к одному из входов схемы 15 совпадения, второй вход которой связан с выходом генератора импульсон для управления шаговым двигателем в блоке 25 ЧПУ, а выход ее подключен к входу счетчика 18 импульсов, выход которого связан с блоком 23 цифрового отсчета. Прямой выход триггера 10 связан с блоком 25 ЧПУ.

Вход запуска блока 19 управления сое35

Устройство контроля затупления режущего инструмента на станках с ЧПу, содержащее блок управления, вход запуска которого предназначен для свя144287 динен с соответствующим выходом блока 25 ЧПУ, а входы сброса триггеров

10 и 11 подключены к выходу "Контроль" блока 25 ЧПУ через схему НЕ 24.

Устройство работает следующим образом.

При включении станка до процесса резания производится совмещение "нуля" детали и резца и измеряется нап- 1р ряжение виброакустического сигнала для вибрации холостого хода станка.

При этом блок 19 управления вырабатывает строб-импульс для сброса интегратора 8 и установки триггера 9 15 в исходное состояние. Напряжение виброакустического сигнала холостого хода станка от датчика 1 вибраций поступает через усилитель 2 и фильтр

3 на вход детектора 4, который пре- 2р образует переменное -напряжение в пост дрянное, поступающее на вход схемы 5 сравнения, на второй вход которой поступает пилообразное напряжение с интегратора 8 по сигналу блока 19 25 управления, открывающего делитель напряжения 7, на вход которого подается напряжение источника 6 напряжения смещения. Одновременно взводится триггер 9, и импульсы генератора 30 образцовой частоты проходят через открытую схему 12 совпадения на вход счетчика 17 импульсов до момента равенства величины напряжения пилообразной формы и напряжения с выхода детектора 4. В момент их равенства срабатывает схема 5 сравнения, которая сбрасывает триггер 9, сигнал с выхода которого запирает схему 12 совпадения, Информация в счетчике 40

17 импульсов фиксирует значение вибрации при холостом ходе работы станка с ЧПУ. По сигналу блока 19 управления открывается схема 13 совпадения и информация из счетчика 17 импульсов переписывается в регистр 22, который, управляя преобразователем 20 код - напряжение, вводит в детектор 4 компенсирующее напряжение. Напряжение на выходе детектора становится рав- 50 ным нулю. Производится компенсация напряжения виброакустического сигнала, показания счетчи са 17 становятся нулевыми. После этого станок с ЧПУ переходит в рабочий режим резания.

Координаты первой рабочей точки ХдЕ прн изготовлении детали запомина" ются в блоке 25 и используются в дальнейшем для контроля,.

После окончания технологического цикла или по истечении заданного времени работы режущего инструмента в блоке 25 по программе вырабатывается сигнал операции "Контроль", По этому сигналу прекращается про- цесс резания и резец возвращается в первую рабочую точку X Z0. После попадания острия резца в точку X Z начинается пошаговая отработка перемещения резца по направлению к детали, если в результате износа резца касания резцом детали в точке Х Z нет. Триггер 10 находится в нулевом состоянии, а схема 14 совпадения открывается по команде "Контроль".

Сигналом с выхода схемы 14 совпадения взводится триггер 11 и открывает схему 15 совпадения. При каждом шаге приближенйя резца к детали с вы" хода блока 25 поступает импульс на второй вход схемы 15. Количество этих импульсов подсчитывается счетчиком 18 величины износа инструмента.

Одновременно по каждому импульсу с выхода блока 25 происходят запуск блока 19 управления и измерение уровня вибраций станка. Так как напряжение на входе детектора 4 скомпенсировано, то в счетчике 17 фиксируются нулевые показания. В момент касания резцом детали в счетчике 17 появляется некоторый код. Отличие этого кода от нулевого уровня дешифрируется дешифратором 21, выходной сигнал которого производит установку в единичное состояние триггера 10. Вы" ходной сигнал этого триггера запирает схему 14, запрещая дальнейшее прохождение импульсов на вход счетt чика 18. Одновременно сигнал с выхода триггера 10 поступает на вход блока 25, останавливая пошаговое ne" ремещение резца к детали. В результате этого в счетчике 18 хранится код числа шагов от начальной координаты

Х 7., до момента касания, соответствующий размерному износу режущего инструмента в шагах станка с ЧПУ, Блок 23 цифровой индикации показывает износ инструмента.

Формула изобретения

Составитель Бе Гуков

Редактор И. Горная Техред A. Кравчук Корректор М. Васильева

Заказ 6377/40 .. Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 14428 зи с выходом блока ЧПУ, последователь.но соединенные датчик вибраций, предназначенный для измерения вибраций режущего инструмента, усилитель, 5 фильтр и детектор, последовательно соединенные интегратор, схему сравнения, триггер и схему совпадения, генератор образцовой частоты, счетчик импульсов, дешифратор, источник ц> напряжения смещения, делитель напря" женил и блок цифрового отсчета, выход генератора образцовой частоты подключен к другому входу схемы совпадения, счетчик импульсов подключен входом 15 к выходу схемы совпадения, а выходом— к входу дешифратора, выход источника напряжения смещения подключен к входу делителя напряжения, а выход блока управления подключен к управ- 20 ляющему входу интегратора и входу сброса триггера, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено тремя дополнительными схемами совпадения, регист- б ром, преобразователем код — напряжение, двумя дополнительными триггерами, дополнительным счетчиком импульсов и схемой НЕ, управляющий вход ,целителя напряжений подключен к второ-30 му выходу блока управления, а его выход — к сигнальному входу интегратора, третий выход блока управления подключен к второму входу дешифратора и входу первой дополнительной схемы совпадения четвертый выход блока управления подключен к входу обнуления счетчика импульсов, выходы которого подключены соответственно к второму входу дешифратора и второму 40

Ф

Р

75 6 входу первой дополнительной схемы совпадения, выход которой подключен к входу регистра, преобразователь, код — напряжение кодовым входом подключен к выходу регистра, аналоговым входом - к выходу источника напряжения смещения, а выходом — к второму входу детектора, выход которого подключен к другому входу схемы сравнения, выход дешифратора подключен к установочному входу первого дополнительного триггера, прямой выход которого предназначен для подключения к входу блока ЧПУ, а инверсный выход подключен к входу второй дополнительной схемы совпадения, второй вход которой предназначен для подключения к выходу "Контроль" блока

ЧПУ, входы сброса дополнительных триггеров подключены к выходу схемы

НЕ, вход которой предназначен для подключения к выходу "Контроль" блока ЧПУ, третий вход второй дополнительной схемы совпадения предназначен для подключения к выходу "Код координат" блока ЧЛУ, вход второго дополнительного триггера подключен к выХоду второй дополнительной схемы совпадения, один вход третьей дополнительной схемы совпадения подключен к выходу второго дополнительного триггера, другой вход предназначен для подключения к выходу шаговых импульсов блока ЧПУ, выход третьей дополнительной схемы совпадения подключен к входу дополнительного счетчика импульсов, выход которого подключен к блоку цифрового отсчета.