Устройство контроля затупления режущего инструмента

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению величины износа режущих инструментов, и может быть применено для автоматического управления процессом резания на металлообрабатывающих станках. Цель изобретения - повышение точности и расширение эксплуатационных возможностей. Виброакустический сигнал от датчика 1, установленного на режущем инструменте, подается на усилитель 3 С него усиленный сигнал поступает на полосовые фильтры 6. С фильтров сигналы поступают в блок 7 суммирования , где преобразуются в суммарный сигнал, пропорциональный износу режущего инструмента, а с него на преобразователь 8. Переменная составляющая термо-ЭДС с датчика 2 поступает на делитель 4, позволяющий согласовать сигналы при обработке черных и цветных металлов. С выхода делителя 4 сигнал поступает на предварительный усилитель 5, усиленный сигнал с которого подается на преобразователь 8. Результирующий сигнал с преобразователя 8 поступает на универсальный усилитель 9, усиленный сигнал с которого подается на компаратор 10, с выходов которого сигналы поступают в блоки звуковой 11 и световой 12 сигнализации. Блок 7 суммирования выполнен на двухканальном усилителе. 4 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 3/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РН ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

Ф»

»Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4753817/28 (22) 25.10,89 (46} 07.08,92. Бк?л. N. 29

?711 Пооизводственное объединение "Вопогодский Оптико"механический завод (72) Л.?,Клочков, В.НАвдонин и А.В.Разутов (56} Авторское свидетельство СССР

t4 1505097, кл. G 01 N 3/58, 1988. (54} УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗАТУПЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (S7j Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению величины износа режущих инструментов., и может быть применено для автоматического уг?равления процессом резания на металлообрабатывающих станках. Цель изобрете-. . нмя — повышение точности и расширение экселуатэционных возможностей. Виброакустический сигнал от датчика 1, установленного на режущем инструменте, подается. Ы „, 1753361 А1 на усилитель 3, С него усиленный сигнал поступает на полосовые фильтры 6. С фильтров сигналы поступают в блок 7 суммирования, где преобразуются в суммарный сигнал. пропорциональный износу режущего инструмента, а с него на преобразователь

8. Переменная составляющая термо-ЭДС с датчика 2 поступает на делитель 4, позволяющий согласовать сигналы при обработке черных и цветных металлов. С выхода делителя 4 сигнал поступает на предварительный усилитель 5, усиленный сигнал с которого подается на преобразователь 8.

Результирующий сигнал с преобразователя

8 поступает на универсальный усилитель 9, усиленный сигнал с которого подается на компаратор 10, с выходов которого сигналы поступают в блоки звуковой 11 и световой

12 сигнализации. Блок 7 сумм1рования выполнен на двухканальном усилителе. 4 ил, 1753361

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано для контроля режущего инструмента на станках с автоматизированной системой управления.

Известно устройство для измерения скорости износа режущего инструмента. содержащее еСтественную термопару, образуемую инструментом и обрабатываемой деталью, и регистрирующий прибор.

Данное устройство является помехозащищенным ввиду использования только одного метода измерения, а также не имеет коррректировки изменений термо-ЭДС в зависимости от материала детали и ийструмента.

Известнотакже устройство для измерения износа режущего инструмента, содержащее, преобразователь вибрации; высокочастотный канал, систему автоматической настройки частоты фильтра, регистрирующее устройство, систему автоматического поддержания заданйого нижнего и верхнего значений выходного сигнала уровня и задатчик критического износа.

Устройство сложно в изготовлении и отладке из-за большого количества блоков автоматического управления, отсутствует гальваническая развязка электрических сигналов, что делает устройство незащищеннным от электромагнитных помех, кроме того, не имеет корректировки изменений износа в зависимости от материала детали и инструмента, Известно также устройство для измерения износа режущего инструмента, содержащее датчик вибраций, усилитель, группы соединенных параллельно полосовых фильтров низких и высоких частот. блоки масштабировайия и блок суммирования, фильтрующий сигнал, пропорциональный износу режущего инструмента. ВиброакуСтический сигнал поступает на усилитель, а с него разделяется Hà и составляющих фильтрами и после детектирования и масштабирбвания поступает в блок суммирования, откуда выходит пропорциональным износу — режущего инструмента. С увеличением величййй йэноса инструмента увеличивается . уровень сигнала.

Однако устройство не исключает йежелательного влияния внешних факторов, таких ка электромагнитные помехи, отсутствие регулирования величины сигнала, зависящей от материала детали и инструмента, использование только одного метода измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство контроля затупления режущего инструмен5

10 та, содержащее датчик вибрации, который подсоединен к предварительным усилителям по высокой и низкой частотам и через фильтры высокой и низкой частот к блоку суммирования, снабженное последовательно соединенными датчиком термо-ЭДС, предварительным усилителем, детектором.

Блок суммирования и детектор нагружены на оптронный мост, одна из диагоналей которого по входу связана с универсальным усилителем, выход которого соединен с входом компаратора. Устройство, таким образом, содержит элементы для двойного метода измерения (акустического и термо15 ЭДС), гальваническую развязку электрического сигнала (оптронный мост) и . корректировку величины сигнала в зависимости от материала детали и инструмента.

Однако известное устройство обладает

20 недостаточной точностью определения момента затуйления режущего инструмента при работе йо цветному металлу из-за слабой чувствительности оптронного моста.

Цель изобретения — повышение точно25 сти контроля затупленйя и расширение эксйлуатационных во зможностей, Указанная цель достигается тем. что в устройство контроля затупленйя режущего инструмента, снабженное отличающимся

30 преобразователем; в двух плечах которого вместо фоторезисторов установлены фотодиоды с входными полевыми транзисторами, введен добавочный резистивный делитель сигнала для защиты усилителя, а

35 также блок суммирования, выполняющий роль частотнбго преобразователя.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства контроля эатупления режущего инструмента; на фиг.2 — схема устройства

40 предварительных усилителей; на фиг,3—

:схема устройства преобразователя; на фиг,4 — схема устройства сигнализации.

Устройство содержит датчик 1 вибрации, датчик 2 термо-ЭДС, резистивный де45 литель 4 сигнала, предварительные усилители 3, 5, полосовые фйльтры 6. блок 7 суммирования, преобразователь 8, универсальный усилитель 9, компаратор 10, блок

11 звуковой сигнализации, блок 12 световой

50 сигнализации,.

Выход датчика 1 вибрации связан с входом предварительного усилителя 3, выход которого связан с входом полосовых фильт- ров 6, выход которых связан с входом блока

55 7 суммирования, выход которого связан с первым входом преобразователя 8, Датчик

2 термо-ЭДС выходом связан с входом делителя 4, введенного впервые, выход которого связан с входом предварительного усилителя 5, выход которого связан с вто1753361 рым входом преобразователя 8. Выход преобразователя 8 связан с входом универсального усилителя 9, выход которого соединен с входом компаратора 10, первый выход которого связан с входом блока 11 звуковой сигнализации, а второй выход — с входом блока 12 световой сигнализации.

Устройство работает следующим образом.

Виброакустический сигнал от датчика 1, установленного на режущем инструменте, подается на усилитель 3, С него усиленный сигнал поступает на полосовые фильтры 6, С фильтров сигналы поступают в блох 7 суммирования, где преобразуются в суммарный сигнал, пропорциональный износу режущего инструмента, а с него на преобразовательь 8. Переменная составляющая термо-ЭДС с датчика 2 поступает на делитель

4, позволяющий согласовать сигналы при обработке черных и цветных металлов. С выхода делителя 4 сигнал поступает на предварительный усилитель 5, усиленный сигнал с которого подается на преобразователь 8.

Результирующий сигнал с преобразователя 8 поступает на универсальный усилитель 9. усиленный сигнал с которого подается на компаратор 10. с выходов KQTOрого сигналы поступают в блоки звуковой 11 и световой 12 сигнализации.

Блок суммирования выполнен на двухканальном усилителе и работает следующим образом. Сигналы, поступившие на первый и второй входы, имеют различный уровень по амплитуде, поэтому они усиливаются усилителями ДА1.1 и ДА1.2 и, используя их различное увеличение по частоте, поднимают величину сигнала до одного уровня. Так как общий провод обоих входов соединен через резисторы R13 и R14 с инверторными входами усилителей ДА2.1 и ДА2.2, а с резисторов R27 и R30 на общие входы этих же микросхем поступают сигна.лы и на резисторах R14 и R13 происходит суммирование сигналов.

Суммарный сигнал усиливается усилителем ДА3,1 и поступает на преобразователь 8, который работает следующим образом. В двух плечах преобразователя установлены фотодиоды с входными полевыми транзисторами. Полевой транзистОр служит или усилителем или ограничйтелем.

В данном устройстве исполняет роль прибора, исправляющего нелинейность диода, так как полевой транзистор в специальном включении имеет нелинейную характери10 паратором 10, появится электрический ток

40

55 плеча которого включены оптроны, в два

35 стику, обратную нелинейной характеристике фотодиода.

До начала резания преобразователь отбалансирован резисторами R18 и R21, Достаточно поступить сигналам по обоим датчикам, как диоды изменят свое сопротивление и произойдет расбалансирование преобразователя, и в диагонали, в которую включены универсальный усилитель 9 с комС выхода компаратора 10 электрический ток поступает в цепь исполнительного механизма системы автоматического управления станка, Акустический усилитель должен иметь коэффициент усиления больше 1000, Такое усиление можно получить только при частоте выше 1кГц (по высоким частотам). Поэтому усилитель является в то же время фильтром по высоким частотам. Резисторы

R4, R5, R8, R9, R10 и В11 являются делителями входного сигнала, который поступает на микросхему ДА1.2. Добавка указанных резисторов и включение по заявленной схеме дает увеличение частот сигнала ниже 1 кГц (низкие частоты), Поэтомуусилитель является фильтром по низким частотам. По справочным данным микросхема К551УД2 может являться фильтром как по низким, так и по высоким частотам в зависимости от схемы включения;

Формула изобретения

Устройство контроля заступления режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные датчик термо-ЭДС, первый резистивный делитель и усилитель, последовательно соединенные датчик вибрации, усилитель и блок фильтрации, преобразователь, отл ича ю щееся тем. Что, с целью повышения точности и расшире -ия эксплуатационных возможностбй, оно снабжено вторым резистивным делителем, соединенным с выходом датчика вибрации, блоком суммирования, вход которого соединен с выходом блока фильтрации, а выход— с входом преобразователя, компаратором, вход которого соединен с выходом преобразователя, блоком световой и звуковой сигнализации, блок фильтрации выполнен в виде последовательно соединенных усилителя с корректирующим звеном низкой частоты и усилителя с корректирующим звеном высокой частоты, преобразователь выполнен в виде Ьптронного моста, в два рабочих регулирующих плеча — регулирующие резисторы, а в диагональ включены блоки световой и звуковой индикации.

Рб /м

1753361

Фиг.2

1753361

РЗС97

VT3

И 7Sla3

Ри .4

Редактор В.Данко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Кешелв

Заказ 2763 Тираж .. : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101