Устройство для определения износа и циклических нагрузок режущего инструмента

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно станкостроению, и может быть использовано для определения износа режущего инструмента и учета числа циклических нагрузок на него в процессе резания. Цель изобретения - повышение производительности и точности при контроле инструментов станков с ЧПУ. Сигнал виброакустической эмиссии, излучаемый зоной резания, регистрируется преобразователем. На выходе фильтра выделяется постоянная составляющая сигнала виброакустической эмиссии, которая сравнивается в схеме с высокочастотной составляющей сигнала виброакустической эмиссии, полученной с выхода усилителя. При обработке первой детали партии неизношенным инструментом устанавливают с помощью блока и промежуточного усилителя 4 требуемое соотношение между этими составляющими сигналов виброакустической эмиссии для каждого инструмента, определяемого дешифратором номера инструмента 16. В процессе резания превышения пиковых значений высокочастотной составляющей сигнала виброакустической эмиссии над низкочастотной фиксируются счетчиком и сравниваются с заданным количеством превышений в цифровом компараторе 9. По результатам сравнения определяется степень износа. Блок запоминает общее количество превышений высокочастотной составляющей сигнала виброакустической эмиссии над низкочастотной с момента начала работы каждого инструмента. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 3/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4415396/25-28 (22) 26.04.88 (46) 07,10,90. Бюл. ¹ 37 (71) Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (72) Б.С,Андреев, А.Г.Поздняков и С,И.Попов (53) 620.178.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1000230, кл. В 23 Q 15/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ИЗНОСА И ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЗОК РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно станкостроению, и может быть использовано для определения износа режущего инструмента и учета числа циклических нагрузок на него в процессе резания.

Цель изобретения — повышение производительности и точности при контроле инструментов станков с ЧПУ. Сигнал виброакустической эмиссии, излучаемый зоной резания, регистрируется преобразователем. На выходе фильтра выделяется-по„„30„„1597696 А1 стоянная составляющая сигнала виброакустической эмиссии, которая сравнивается в схеме с высокочастотной составляющей сигнала виброакустической эмиссии, получен- ной с выхода усилителя. При обработке первой детали партии неизношенным инструментом устанавливают с помощью блока и промежуточного усилителя 4 требуемое соотношение между этими составляющими сигналов виброакустической эмиссии для каждого инструмента, определяемого дешифратором номера инструмента 16. В процессе резания превышения пиковых значений высокочастотной составляющей сигнала виброакустической эмиссии над низкочастотной фиксируются счетчиком и сравниваются с заданным количеством превышений в цифровом компараторе 9. По результатам сравнения определяется степень износа, Блок запоминает общее количество превышений высокочастотной составляющей сигнала виброакустической эмиссии над низкочастотной с момента начала работы каждого инструмента. 1 ил.

1597696

15

25 ставляющей.

35

Изобретение относится к машиностроению, а именно к станкостроению,и может быть использовано для определения износа режущего инструмента и учета числа циклических нагрузок на него в процессе резания, Цель изобретения — повышение производительности и точности при контроле инструментов станков с ЧПУ.

На чертеже представлена блок-схема устройства для определения износа и циклических нагрузок режущего инструмента.

Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1 колебаний, расположенный на резцедержавке или суппорте станка, предварительный усилитель 2, полосовой фильтр 3, промежуточный усилитель 4, детектор 5, фильтр 6 низких частот, схему 7 сравнения, счетчик 8 импульсов, цифровой компаратор 9.

Устройство снабжено подключенным к входу счетчика 8 импульсов формирователем 10 временных интервалов и стрелочным прибором 11, подключенным к выходуфильтра 6 низких частот, световым индикатором

12, подключенным к выходу схемы 7 сравнения, последовательно соединенными блоком 13 деления и усилителем 14 высокой частоты, включенными между выходом полосового фильтра 3 и вторым входом схемы

7 сравнения, параллельно соединенными входами и подключенными к контроллеру автоматики станка, дешифратором 15 кадров, дешифратором 16 номера инструмента, блоком 17 коммутации, блоком 18 счетчиков циклических нагрузок и блоком

19 индикации числа циклических нагрузок.

Выход дешифратора 15 кадров соединен с третьим входом счетчика 8 импульсов, выход дешифратора 16 номера инструмента соединен с входом блока 17 коммутации, выходы которого соединены с входами предварительного усилителя 2, высокочастотного усилителя 14, с входом блока 18 счетчиков циклических нагрузок, выход которого соединен с входом блока 19 индикации числа циклических нагрузок.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал виброакустической эмиссии, генерируемый зоной резания, регистрируется преобразователем 1 колебаний и усиливается предварительным усилителем 2 с регулируемым коэффициентом усиления, с помощью которого осуществляется нормирование входного сигнала для каждого инструмента. Далее сигнал подают на вход полосового фильтра 3, с выхода которого сигнал подается на промежуточный усилитель 4 и на блок 13 деления. С выхода промежуточного усилителя 4 сигнал подается на детектор 5, после чего на фильтр 6 низкой частоты, на выходе которого выделяется постоянная составляющая сигнала виброакустической эмиссии, которая подается на первый вход схемы 7 сравнения, на второй вход которой поступает сигнал с выхода усилителя 14 высокой частоты с регулируемым коэффициентом усиления, подключенного своим входом к выходу блока 13 деления, Промежуточный усилитель 4 служит для создания требуемого (" грубого" ) подъема уровня постоянной составляющей относительно пиковых значений переменной составляющей, а усилитель 14 высокой частоты с регулируемым коэффициентом усиления — для окончательного ("тонкого") регулирования указанного соотношения в зависимости от номера инструмента, осуществляющего в данный момент обработку.

С выхода схемы 7 сравнения сигнал подается на входы счетчика 8 импульсов и схемы 12 индикации, которая служит для визуализации моментов превышения пиковых значений сигнала виброакустической эмиссии относительно его постоянной соНа управляющий вход счетчика 8 импульсов подается сигнал с выхода формирователя 10 временных интервалов в виде импульсов, в течение которых осуществляется подсчет импульсов со схемы 7 сравнения, формируемых в моменты превышения пикового сигнала переменной составляющей относительно уровня постоянной составляющей, Сигнал со счетчика 8 импульсов подается на цифровой компаратор 9, который осуществляет сравнение числа импульсов, подсчитанных счетчиком 8 импульсов,с числом; записанным в памяти цифрового компаратора, При равенстве значений на выходе цифрового компаратора 9 формируется сигнал оповещения оператора о достижении тем или иным инструментом предельного износа либо команда на прекращение процесса обработки, Сигнал с контроллера электроавтоматики ЧПУ подается на дешифратор 15 кадров, с выхода которого поступает на второй управляющий вход счетчика 8 импульсов, С помощью вспомогательных команд в программе обработки отмечают начало и конец кадров обработки, в течение которых необходимо контролировать степень износа инструментов. С целью исключения нестационарных процессов обработки, связанных с прерывистым резанием из-эа колебания величины припуска, выделяют кадры программы на вторых или последующих

1597696

10

45

55 проходах. Дешифратор 15 кадров выделяет начало обозначенного кадра и формирует команду, разрешающую счет импульсов счетчиком 8 импульсов. При считывании команды конца кадра запрещается подсчет импульсов счетчиком 8.

Кроме этого, сигнал с контроллера электроавтоматики подается на дешифратор 16 номера инструмента, с выхода которого сигнал подается на вход блока 17 коммутации, который в соответствии с номером инструмента подключает в обратную связь предварительного усилителя 2 и усилителя 14 высокой частоты соответствующие цепи регулировки коэффициента усиления, а также подает команду разрешения считывания импульсов со схемы 7 сравнения соответствующим из счетчиков 18 подсчета циклических нагрузок. Индикация состояния счетчиков 18 циклических нагрузок осуществляется подключенными к их выходам блоками 19 индикации.

Настройка устройства по первой детали партии осуществляется следующим образом. Перед началом обработки первой дета ли партии коэффициент передачи блока 13 деления устанавливается равным единице.

При обработке первым инструментом блок

17 коммутации подключает первые цепи регулирования коэффициентов усиления предварительного усилителя 2 и усилителя

14 высокой частоты. При этом устанавливают такой коэффициент усиления предварительного усилителя 2, чтобы стрелка стрелочного прибора 11 находилась примерно в середине шкалы, после этого регулируют коэффициент усиления усилителя 14 высокой частоты так, чтобы осуществлялось срабатывание схемы 7 сравнения, о котором судят по включению схемы 12 индикации ее состояния, Аналогичным образом производят настройкудля остальных инструментов, После обработки первой детали партии устанавливают коэффициент передачи блока 13 деления ослабляющим сигнал в высокочастотном канале в 1,2 — 2 раза в зависимости от требуемой величины регистрации степени износа и осуществляютдальнейшую обработку партии деталей.

По мере износа того или иного инструмента отдельные составляющие высокочастотного сигнала начнут превышать уровень постоянной составляющей, причем с ростом износа растет и число этих превышений, которое подсчитывается счетчиком

8 импульсов и сравнивается с заданным в цифровом компараторе 9.

Кроме того, для каждого инструмента от начала обработки второй детали партии осуществляется подсчет циклических нагрузок счетчиками l8 подсчета циклических нагрузок и визуал ьное отображение общего числа циклических нагрузок с помощью блоков 19 индикации, cDормула изобретения

Устройство для определения износа и циклических нагрузок режущего инструмента, содержащее преобразователь колебаний, полосовой фильтр, последовательно соединенные схему сравнения, счетчик импульсов, к второму входу которого подключен формирователь временных интервалов, и цифровой компаратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности при контроле инструментов станков с ЧПУ, оно снабжено предварительным усилителем, вход которого соединен с выходом преобразователя колебаний, а выход — с полосовым фильтром, последовательно соединенными промежуточным усилителем, детектором, фильтром низких частот, стрелочным прибором, вход которого соединен с первым входом схемы сравнения, и световым индикатором, подключенным к выходу схемы сравнения, последовательно соединенными блоком деления, подключенным к выходу полосового фильтра,.и усилителем высокой частоты, подсоединенным к второму входу схемы сравнения, параллельно соединенными своими входами дешифратором кадров и дешифратором номера инструмента, предназначенными для связи с контроллером, автоматики станка, и последовательно соединенными блоком коммутации, блоком счетчиков циклических нагрузок и блоком индикации числа циклических нагрузок, выход фильтра низких частот соединен с первым входом схемы сравнения, выход дешифратора кадров соединен с третьим входом счетчика импульсов, выход дешифратора номера инструмента соединен с входом блока коммутации, выход схемы сравнения соединен с вторым входом блока счетчиков циклических нагрузок, второй выход блока коммутации соединен с вторым входом предварительного усилителя, а третьим выходом — с усилителем высокой частоты,