Устройство для диагностики режущих пластин по износостойкости

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет оценки по интегральному значению энергий сигнала акустической эмиссии (АЭ). Предварительно обработанный сигнал с выхода фильтра 6 нижних частот поступает на входы электронных ключей 7 и 8, рабочий интервал времени которых определяется таймером 15. Сигналы с выходов электронных ключей 7 и 8 поступают через интеграторы 9 и 10 в блок 11 деления. Сигналы, пропорциональные накопленной энергии АЭ, отношению энергии АЭ за разные интервалы времени, поступают на входы дискриминаторов 19 и 20, в которых производится классификация пластины по качеству. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А) {g))g С 01 N 3/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4485698/25-28 (22) 23;09.89 (46) 30.07.90. Бюл. ?? 28 (71) Институт сверхтвердых материалов AH УССР (72) С.Л.Удовик, B П.Овсяник, Д.Л.Иайстренко и 3.P.ÈàëèíoBñêàÿ (53) 621.923.04 (088.8) (56) Пластина алмазно-твердосиловная.

ТУ 2-037-547-86. Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности, 1986.

Барзов А.A. и др. Автоматизация диагностики условий механической обработки. Иеханизация и автоматизация производства — 1981, P.- 10, с. 16- 17. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ РЕЖУ?ЧИХ ПЛАСТИН ПО ИЗНОСОСТОЙКОСТИ

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности за счет оценки по интегральному значению энергии сигнала акустической эмисии (A3) .

Предварительно обработанный сигнал с выхода фильтра 6 нижних частот поступает на входы электронных ключей 7 и 8, рабочий интервал времени которых определяется таймером

15. Сигналы с выходов электронных ключей 7 и 8 поступают через интеграторы 9 и 10 в блок 11 деления.

Сигналы, пропорциональные накопленной энергии А3, отношению энергии

АЭ за разные интервалы времени, поступают на входы дискриминаторов

19 и 20, в которых производится классификация пластины по качеству. 2 ил.

1582069

20 ф

Устройство относится к контрсльнозмерительной технике, преимущественно к средствам диагностики износосгойкости режущих пластин по сигналам аКустической эмиссии (АЭ).

Цель изобретения — повышение точности на небольших глубинах резания за счет оценки по интегральному значению энергий сигнала АЭ.

f0

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — зав и симо сть уро вн я -сиги ала АЭ (в у славных единицах),от длины резания (ремени, t = 1/v) при прохождении режущей пластины по рабочей поверхности.

Ь

Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1, предварительный усилитель2, полосовой фильтр 3, регулируемый усил нтель 4, детектор 5 и фильтр 6 ннжнйх частот. соединенные с его выходом первый 7 и второй 8 электронные, ключи, первый 9 и второй 10 интеграторы, первые входы которых соединены с выходами соответствующих электронных ключей 7. и 8, блок 11 деления, Первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом первого интегратора 9 и вторым выходом второго интегратора 10, соединенные компаратор 12, вход которого соединен с выходом предварительного усилителя 2,и первый одновибратор 13, соеди-: ненные генератор 14 тактовыхимпульсов ( и таймер 15, второй выход которого сое- динен с выходом первого одновибратора

13, а второй и третий выходы— соответственно с вторыми нлодами

HepBoI и второго электронных ключей, 40 второй одновибратор 16, вход которого соединен с третьим входом блока

11 деления и первым выходом таймера

15, а выход — с вторыми входами интеграторов 9 и 10, индикатор 17, блок 45

18 задания порога и первый 19 и второй 20 дискриминаторы, первые входы которых соединены соответственно с выходом блока 11 деления и первым выходом второго интегратора, вторые Я) входы — с первым и вторым выходами блока 18 задания порога, а выходы— с первым и вторым входами индикато ра 17.

Устройство работает следующим 55 образом.

В результате нагрузки, например твердоспланиой пластины, на вращающийся шлифовальный круг с глубиной резания 20 — 40 мкм и прохождением ее вдоль круга заданной подачей возникают волны напряжения, которые преобразуются преобразователем 1 в электрическое напряжение сигнала АЭ, которое затем усиливается предварительным усилителем 2, проходит через полосовой фильтр 3 (Д 1 . = (100 + 300) кГц), который вырезает информативную полосу сигнала АЭ, регулируемый усилитель

4, детектор 5, фильтр 6 нижних частот, который выделяет энергетическую составляющую анализируемого сигнала в данной информативной полосе частот (100 — 300) кГц и поступает на входы электронных ключей 7 и 8.

Одновременно сигнал с выхода предварительного усилителя 2 поступает на вход компаратора 12, формирующего импульсы при превышении входным сигналом заданного порога и запускающего первый одновибратор 13, который выдает импульс, длительность кото-.рого равна времени прохода режущей пластины. вдоль круга, и разрешает работу таймера 15 по второму входу.

На первый вход таймера 15 поступают импульсы с генератора 14 тактовых к пульсов, частота следования которых в 3-5 раз превышает верхнюю граничную частоту фильтра нижних частот.

Таймер 15 по второму. выходу открывает первый электронный ключ 17 на время, близкое, например, половине времени прохода пластины вдоль шлифовального круга для накопления энергии сигнала АЭ первым интегратором 9 на данном временном интер-. вале, после окончания которого первый ключ 7 закрывается, а. таймер

15 по третьему выходу через заданный временной интервал открывает второй электронный ключ 8 и разрешает накоплейие энергии сигнала АЭ вторым интегратором 10 на оставшемся временном интервале прохождения режущей пластины вдоль шлифовального круга.

Затем на первом выходе таймера 15 формируется импульс, разрешающий деление блоком 11 деления накопленной энергии первого интегратора 7 на накопленную энергию второго интегратора 8 и через второй одновибратор 16, который обеспечивает задержку времени для срабатывания блока 11 деления, разрешает разряд первого 9 и второго 10 интеграторов, подготавливая уменьшения, т. е. может наблюдаться отсутствие роста сигнала АЭ при увеличении износа и даже его уменьшение, что характерно для участка приработки инструмента. Значение износостойкости режущих пластин, определяемое с помощью прототипа, будет заниженным. При этом также для менее износо стойких режущих пластин погрешность этой оценки будет возрастать. По результатам измерений с использованием прототипа второй ре зец лучше первого резца, так как при данном пороге его износостойкость (пройденный путЬ резания) больше.

Однако реально, лучше первый резец, так как стабилизация роста уровня сигнала АЭ для второго резца вызва20 на более быстрым износом резца и в связи с этим, уменьшением глубины резания. Благодаря введению дополнительных блоков предлагаемое устройство позволяет оценивать износ

Z5 по параметру, являющемуся результатом отношения интегральных значений энергий сигнала АЭ, полученных за одинаковые (для упрощения анализа) интервалы времени на равноотстоящих

30 участках резания при небольших глубинах резания, причем первый участок выбирается с начала процесса резания.

Так как выделяемый параметр более информативен в сравнении с параметром, использующимся в прототипе для диагностических целей, то принятие решения по более информативному параметру ведет к повышению точности диагностики. Анализируя фиг.2, делают вывод, что отношение А;/, A для первой режущей пластины больше, чем для второй. Таким образом, первая режущая пластина более износостойкая, т,е. диагностика, проведенная предлагаемым устройством, точнее, чем прототипом. По предварительным данным вероятность диагностирования режущих пластин па износостойкости прототипом составляет 0,55-0,65, тогда как предлагаемым устройством

Кроме того, в предлагаемом устройь стве принятие решения с выдачей результатов по классам износостойкости осуществляется автоматически в отличие от прототипа, где необходимо измерять или фиксировать пройденный режущим инструментом путь по превышении порога сигнала АЭ.

5 1 их к очередному циклу работы. Резуль тат деления поступает на первый вход первого дискриминатора 1 9, а накопленная энергия сигнала АЭ вторым интегратором 10 поступает на первый вход второго дискриминатора 20.

Блок 18 задания порога по резу3тьтатам предварительных экспериментов задает пороги классификации для первого 19 и второго 20 дискриминаторов. Если сигнал с второго интегратора 10 превышает порог классификации, то загорается светодиод красного цвета на индикаторе 17, если не превышает — светодиод не горит и пластина бракуется. Если сигнал на первом дискриминаторе 19 превышает порог классификации, то на индикаторе 17 загорается зеленый светодиод, в паре с красным зеленый светодиод свидетельствует о качественной пластине. При сигнале на первом дискриминаторе 19 ниже порога зеленый светодиод не горит, горит только красный светодиод и пластину относят к. пластинам среднего качества. Путем установки соответствующих порогов классификаци производится сортировка режущих .пластин в соответствии с требованиями потребителя.

Использование предлагаемого устройства позволяет более точно диагностировать. режущие пластины по износостойкости при малых глубина резания. В прототипе диагностика

1 иэносостойкости основана на зависимости сигнала АЭ от износа, где предполагается непрерывный рост сигнала АЭ при увеличении износа инстру мента. При превышении некоторого порога дискриминатора фиксируется расстояние, пройденное резцом, и таким образом определяются более изно. состойкие режущие пластины. Однако при.небольших глубинах резания значительное влияние на вид зависимости (фиг.2) оказывает изменение глубины резания из-эа износа инструмента, что особенно характерно на участке приработки инструмента.

С уменьшением глубины резания уровен сигнала АЭ падает. В связи с этим при малых глубинах резания изменение (уменьшение) глубины резания из-за износа режущих пластин может оказывать значительное влияние на уровень сигнала АЭ в сторону его

582069 6

15820 á9

Ффрмула изобретения г г, Соотавитель 1О. Круглов

Техред Л.Олийнык Корректор О.Ципле

Редактор Е.Копча

Заказ 2083

Тираж 502

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

Диагностика режущих пластин по износоСтойкости осуществляется в режимаХ, когда эти пластины практически не повреждаются. Использование при диагностике такого параметра, как ин гегральное значение энергии сигнала АЭ, значительно снижает влияни всплесков сигнала АЭ, вызванных микроскалыванием режущих пластин, и

t0 ведет к повышению помехоустойчивости ус "грой ств а. Устройство для диагностики режу15 щи с пластин по износостойкости, соде жащее последовательно соединенны преобразователь, предварительнь усилитель, полосовой фильтр, рег улируемый усилитель, детектор и

20 фи)тьтр нижних частот, первый одно1 вибратор, индикатор и соединенные с Его входами первый и второй дискриминаторы, о-т л и ч аю щ е е с я 25 теИ, что, с целью повышения точности на небольших глубинах резания, оно снабжено первым и вторым электронныйи ключами, первые входы которых

I соединены с выходом фильтра нижних частот, первым и вторым интеграторами, первые входы которых соединены с выходами соответствующих электронных ключей, блоком деления, первьв. вход которого соединен с выходом первого интегратора, а второй — с вторым выходом второго интегратора, последовательно соединенными генератором тактовых импульсов., таймером, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора, а второй и третий выходы — соответственно с вторыми входами первого и второго электронных ключей, и вторым одновибратором, выход которого соединен с вторыми входами интеграторов, а вход †. с третьим входом блоха деления, компаратором, вход которог6 соединен с выходом предварительного усилителя, а выход— с входом первого одновибратора, и блоком задания порога, выходы которого соединены с вторыми входами первого.и второго дискриминаторов, первые входы которых соединены соответственно .с вцходом блока деления и первым выходом второго интегратора.