Устройство для контроля поломки

 

5 отоОто ън тбн jc;

О П Й б A™Я-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

234827

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.1 V.1967 (№ 1147194/25-8) Кл. 49а, 56/05

49а, 64,06 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.1.1969. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 28Л .1969

МПК В 23Ь

В 23b

УДК 621.952,8.08-589-783.7(088.8) Комитет по аелам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Заявитель

А, Е. Бондарь, Я. К. Балагула, М. Н. Браун и Г. E. Качкин

Специальное конструкторское бюро по проектированию агр -ràòèûõ станков и автоматических линий

БЕСКОНТА ;Тг1ОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОМКИ

И ПРАВИЛЬ11ОСТИ УСТАНОВКИ В ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

РЕ)КУ1ЦЕГО И НСТРУМЕНТА

Известны бесконтактные устройства для контроля поломки и правильности установки в исходное положение режущего инструмента, например сверл, предназначенных для обработки отверстий, содержащие генератор, составной частью которого является чувствительный элемент (датчик), выполненный в виде конечного выключателя или индуктивных катушек, сквозь которые проходят режущие инструменты. Сигнал с датчиков подается на систему управления для отвода инструмента или отключения подачи.

Предлагаемое устройство просто по конструкции, надежно в работе, позволяет эффективнее использовать рабочую длину режущего инструмента за счет отвода от него во время работы чувствительного элемента.

Достигается это тем, что высокочастотный генератор собран на полупроводниковом триоде по схеме с трансформаторной положительной обратной связью и в качестве чувствительного элемента (датчика) используются его обмотки: коллекторная и поло кительной обратной связи, намотанные на отдельные ферритовые стержни, которые расположены под углом один к другому.

Контролируемый режущий инструмент находится на некотором расстоянии от вершины угла, образованного стержнями, и на время работы инструмента, после того, как проконтролировано его исходное положение, чувствительный элемент может отводиться. Контроль осуществляется за счет изменения коэффициента индуктивной положительной обратной связи между обмотками генератора, вызываемого наличием или отсутствием инструмента в зоне контроля.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства при контроле им одного инст10 румента; на фиг. 2 — принципиальная схема этого устройства; на фиг. 3 — блок-схема устройства для одновременного контроля состояния нескольких режущих инструментов; н фиг. 4 показано взаимное расположение фер15 ритовых стержней с обмотками и режу цего инструмента в плоскости, перпендикулярной оси инструмента; на фиг. 5 — то же, при экранировании ферритового стержня с обмоткой положительной обратной связи; на фиг. 6—

20 взаимное расположение чувствительного элемента и режущего инструмента при правильной установке инструмента в исходное положение; на фиг. 7 — то же, прп поломке инструмента или неправильной установке его в

25 исходное положение.

Блок-схема устройства для контроля (фиг. 1 и 3) включает в себя чувствительный элеменг (датчик) 1, который является составной частью высокочастотного генератора 2 и управ30 ляет его работой, а также детектор 3, соеди234827

15

20 пенный с выходной обмоткой генератора и преобразующий его выходной сигнал в сигнал отрицательной полярности. Генератор 2 с чувствительным элементом и детектор 3 выполнены в виде отдельного блока 4. Выход блока 4 соединен с релейным усилителем (триггером)

5, который усиливает сигнал и обеспечивает релейность работы выходного устройства б.

Генератор 2 высокочастотных колебаний собран на полупроводниковом триоде 7 с обмотками: коллекторной 8, выходной (нагрузочкой) 9, намотанных на одном ферритовом стержне, и обмоткой положительной обратной связи (базовой) 10, намотанной на другом ферритовом стержне. Эти ферритовые стержни с обмотками, расположенные под острым углом один к другому и включенные так, что полярности напряжений на коллекторной и базовой обмотках противоположны, являются чувствительным элементом устройства. Диод 11, шунтирующий коллекторную обмотку генератора, предназначен для защиты полупроводникового триода от перенапряжений. Диод 12 выполняет роль детектора 3.

Релейный усилитель 5 (триггер с одним устойчивым состоянием) собран на полупроводниковых триодах 13 и 14. Поступающий через диод 12 с выходной обмотки 9 генератора сигнал отрицательной полярности управляет работой триггера, в нагрузочную цепь которого включено выходное устройство 15. Диод

16, шунтирующий выходное устройство (например, катушку реле), предназначен для защиты полупроводникового триода 14 от перенапряжений.

Для одновременного контроля состояния нескольких режущих инструментов используется несколько, в соответствии с числом контролируемых инструментов, блоков, состоящих из полупроводникового генератора 2 с входящим в него чувствительным элементом 1 и детектора 3, включенного в выходную обмотку генератора (см. фиг. 3). Все блоки соединяются по схеме объединения, реализующей логическую операцию «ИЛИ», и каждый предназначен для контроля одного инструмента. Детекторы 3, кроме того, развязывают блоки 4 между собой, исключая их взаимное влияние. Блоки 4 соединены со входом релейного усилителя (триггера) 5, в нагрузочну.ю цепь которого включается выходное устройство б.

Для контроля инструмента ферритовыс стержни 17 и 18 (чувствительный элемент) с обмотками располагают в плоскости, перпендикулярной оси инструмента 19, и вводят последний в зону контроля 20 (см. фиг. 6).

Для повышения чувствительности устройства ферритовый стержень 18 с обмоткой положительной обратной связи, расположенный под углом к ферритовому стержню 17, па котором намотана коллекторная обмотка, по всей своей поверхности имеет электромагнитный экран. Устройство настроено таким образом, что при нахождении инструмента 19 вне зоны контроля 20 между коллекторной обмот25

65 кой 8 и обмот :ой 10 положительной обратнои связи генератора 2 существует индуктивная положительная обратная связь. Коэффициент положительной обратной связи подобран так, что высокочастотный генератор 2 находится в возоужденном состоянии: генерируется сигнал. При введении начального участка режущего инструмента 19 в зону контроля 20 индуктивная связь между обмотками генератора уменьшается, причем коэффициент связи уменьшается настолько, что генерация сигнала прекращается. с:сли инструмент не поломан и правильно установлен, то при введении его в зону контроля 20 генератор находится в состоянии покоя (колебания сорваны) и сигнал в выходной обмотке генератора равен нулю. На вход релейного усилителя (триггера) сигнал не поступает. 1риггер при отсутствии входного сигнала находится в устойчивом состоянии равновесия, при котором триод 13 закрыт, а триод 14 открыт. Через нагрузку 15 будет протекать ток.

Если по каким-либо причинам начальный участок контролируемого режущего инструмента 19 находится вне зоны контроля 20 (инструмент поломан, неправильно установлен или отсутствует), генератор 2 генерирует высокочастотные колебания и в его выходной обмотке 9 появляется переменный сигнал.

Этот сигнал преобразуется детектором 12 в сигнал отрицательной полярности и поступает на вход релейного усилителя (триггера) 5.

Тp»rrep переходит в неустойчивое состояние.

При этом триод 13 открывается, а триод 14 закрывается и нагрузка 15 обесточивается.

В таком состоянии триггер будет находиться до тех пор, пока генератор генерирует сигнал, т. е. пока контролируемый инструмент не займет нормальное исходное положение. Когда инструмент окажется в зоне контроля 20, через нагрузку 15 начнет протекать ток. Если нагрузкой является реле, оно включится, что укажет на правильность установки инструмента 19 в исходное положение.

Если контролируется состояние нескольких режущих инструментов, то при их целосгности и правильной установке в исходное положение на вход релейного усилителя (триггера) 5 сигнал не поступает ни от одного из блоков 4, триггер находится в устойчивом состоянии равновесия и выходное устройство б сигнализирует о нормальном состоянии инструмента.

При поломке или неправильной установке в нормальное положение одного или нескольких инструментов в генераторе 2 соответствующего блока контроля возбуждается генерация и сигнал поступает на релейный усиитель (триггер) 5, который перейдет в неустойчивое состояние и выходное устройство выдаст сигнал о неисправности.

С целью повышения чувствительности устройства ферритовый стержень 18 с намотанной на нем обмоткой положительной обрат/

/ !

Фие. 1

Маг Z ной связи по всей боковой поверхности экранируется.

Если при отсутствии экрана 21 индуктивная связь между обмотками положительной обратной связи и коллекторной осуществляется за счет основного потока, замыкающегося между торцами ферритовых стержней и являющегося рабочим, и потоков рассеивания, не рабочих, замыкающихся между их боковыми поверхностями, то при экранировании стержня 18 индуктивная связь между обмотками осуществляется главным образом за счет основного (рабочего) потока. При этом нерабочие потоки, встречая на своем пути экран, наводят в нем переменные э.д.с., которые, в свою очередь, создают в нем переменные вихревые токи (токи Фуко). Магнитное поле этих токов в сердечнике направлено навстречу возбуждающему полю и вытесняет его наружу. Экран выполняется из материала, имеющего высокую электропроводность и обеспечивающего эффективную экранировку на высоких .Чстотах, на которых работает устройство.

Предмет изобретения

Бесконтактное устройство для контроля поломки и правильности установки в исходное положение режущего инструмента, например сверл, предназначенных для обработки отверстий, содержащее высокочастотный генератор с чувствительным элементом — датчиком, детектор и усилитель с выходным устройством, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля поломки и правильности установки режущего инструмента в исходное положение, чувствительный элемент (датчпк) выполнен подвижным в виде ферритовых стержней, расположенных под углом один к другому, помещенных вблизи траектории движения инструмента и имеющих коллекторную обмотку и обмотку положительной обратной связи высокочастотного генератора, которые намотаны на отдельные ферритовые стержни.

Редактор Т. 3. Орловская

Составитель А. Кузин

Техред Л. Я. Левина Корректор С. М. Сигал

Заказ 675, 13 Тираж 465 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2