Устройство автоматического контроля процесса резания

 

Сосоэ Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп709325

I 33

1,,(61) Дополнительное к авт. свид-ву-(22) Заявлено 19.12.77(21) 2557458/25 — 08 (5с)М. Кл.

В 23 ч 15/00 с присоединением заявки.%—

3Ъоудоротввнньсй комитет

СССР сса делан нзвбретеннй и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.01.80. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 20.01.80. (53) УДК 621.9. .08 (088.8) (?2) Автори изобретения

Л. Ю. Лишинский, В. И. Рабинович и Ю. 3. Селюков (7I ) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ HA CTAHKAX И УЧАСТКАХ

ИЗ СТАНКОВ С ЧПУ

Устройство автоматического контроля процесса резания относится к области машиностроения и может использоваться при черновой и получистовой обработке на станках с ЧПУ типа CNC и участках иэ станков с ЧПУ с системами группово5 го управления типа Д)ЧС.

Известно устройство автоматического контроля процесса резания, содержащее процессор, блок памяти, аналого-цифросо вой преобразователь, блок связи со станком, привод подачи и систему измерения составляюших силы резания, эадатчик критического отношения равнодействую15 шей радиально и осевой составляющих к тангенциальной составляющей силы резания, характеризующего критическую величину износа инструмента, эадатчик критического значения тангенциальной сосЮ тавляюшей силы резания, характеризующего момент поломки инструмента ГЦ.-:

Это устройство является наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату

Известное устройство для автоматического контроля процесса резания не обеспечивает возможности определения текущего затупления инструмента, так как при сушествуюших линейных зависимостях составпяюших силы резания от фаски износа, ас следовательно, и величины износа инструмента после окон.чания обработки партии деталей, что не дает возможности автоматически опреде лить целесообразность обработки следующей партии данным инструментом.

Известное устройство для автоматического контроля процесса резания не обеспечивает также точности и надежности получения информации о продольном затупленни инструмента, так как на соотношение составляющих силы резания существенное влияние оказывают застойная зона обрабатываемого металла. на передней грани инструмента и изменение, вследствие этого исходной его геометн

3 7О рии, изменения режимов резания и сил трения на передней и задней поверхностях инструмента.

Известное устройство в целях контроля целости инструмента требует предварительного задания предельнсго значения силы резания, которая может быть определена расчетным или эмперическим путем. Первый путь не обеспечивает точности задания предельного значения, а второй характеризуется черезмерной трудоемкостью и снижением производительности обработки.

С целью повышения качества процессе резания, долговечности инструмента и эффективности зашиты элементов системы СПИД, систему измерения составляюших силы резания выполняют из двух подсистем грубого и тонкого отсчета, устройство снабжают коммутатором, подключаюшим подсистему грубого отсчета в процессе резания, е подсистему тонкого отсчета — в моменты остановки рабочей подачи, предназначенной для кинематического стружколомания. Каждая из подсистем связана с инструментом и через аналого-цифровой преобразователь — с процессором, е также с коммутатором, который через блок связи со станком подключен к процессору. Подсистема грубого отсчета предназначена для измерения тенгенцивльной составляюшей силы резания, а подсистема тонкого отсчета предназначена для измерения радиальной и осевой составляюших силы резания.

На чертеже представлена блок-схема устройства автомати;еского контроля процесса резания на станках и участках из станков с ЧПУ.

Устройство содержит: систему управления 1, в которую входит процессор 2, связанный с блоком 3 памяти, блоком. 4 связи со станком . и вналого-цифровым . преобразователем 5, в также привод 6 подачи, связанный с коммутатором 7, который в свою очередь соединен с блоком 4 связи со станксм, а также с подсистемой 8 тонкого отсчета и подсистемой 9 грубого отсчета, которые в свою очередь соединены с инструментом 10.

Работает предлагаемое устройство следуюшим обрезом.

Во время остановки подачи при запрограммированном проходе инструментом с тарированным износом, процессором 2 (см. чертеж) через блок 4 связи со ста ком и коммутатор 7 включают подсисте9325 4 му 8 тонкого отсчета системы измерения составляющих силы резания, которая через аналого-цифровой преобразователь 5 передает информацию î p. !-ëè÷èíeõ и осевой составляющих силы резания в процессор 2.

В процессоре осуществляют вычисление равнодействующей указанных составляюших, которую г.ередают в блок 3 па10 мяти, где хранится информация о величине терированного износа. Далее обработку продолжают острым инструментом при той же глубине резания. Опрос подсистемы 8 тонкого отсчета и последуюшую

15 обработку сигналов осушествляют также, как и при инструмечте с тарированным износом. На основе полученной информации о величинах равнодействуюшей осевой и радиальной составляющих силы резания

20 при соответствуюших значениях износа определяют коэффициент линейной зависимости равнодействуюшей силы от величины износа. Таким же образом в конце одного и начале следуюшего прохода с различными глубинами резания (но с постоянным износом) определяют величины равнодействующих, на основе которых (соответствуюшие значения глубины ре. зания известны из программы работы ст анка) определяют коэффициент Линейной зависимооти равнодействуюшей силы от глубины резания.

С помошью полученных данных рассчитывают значения текущего износа по текущим значениям равнодействуюшей силы и глубинам резания. Определяют величину износа в конце обработки партии и запоминают ее в блоке 3 памяти. Указанная величина износа в дальнейшем использует40 ся для определения скорости износе при обработке новой партии деталей.

Рассчитывают- величину равнодействуюшей осевой и радиальной составляюших силы резания, соответствуюшей допусти45 мому износу и запоминают ее в блоке 3 памяти. Сравнивают ее значение с текущими значениями равнодействуюшей для определения момента наступления допустимого износа, после чего процесс обработ50 ки прекращают и заменяют износившийся инструмент.

При обработке в начале каждого про.хода процессором 2 через блок 4 связи со станком и коммутатором 7 включают

55 подсистему 9 грубого отсчета системы измерения составляюших силы резания, которая через аналого-цифровой преобрвзо-! ватель 5 передает информацию о величи5 709325 6 нах тангенцнальной составляюшей силы Ф о р м у л ч и э о б р резания в процессор 2.

В t.ðîöeññîpå назначают значение ее Устройство автоматического контроля

I критического прирашения в случае полом- процесса резания на станках и участках ки ин трум нта и запоминают результат > из станков с ЧПУ, содержашее пр цесв лок 3 памяти. При обработке на дан- сор, блок памяти, аналого-цифровой превб ке3 ном проходе контролируют прирашение, образователь, блок связи со станком, притангенциальной составляюшей силы реза- вод подачи и систему измерения составния и при ее критическом значении пре- ляюших силы резания, о т л . ч а юрывают процесс обработки для смены о ш е е с я тем, что, с целью повышения сломанного инструмента. качества процесса резания, долговечносПредлагаемое устройство, в отличии ти инструмента н эффективности зашиты

or известных, позволяет измерять теку- элементов системы СПИД, устройство шее затупление инструмента, более точ- снабжено коммутатором, система иэмено и надежно судить о достижении инстру-15 рения выполнена в виде подсистем грументом критического износа, более точ- бого и тонкого отсчета, каждая из котоно определять момент поломки инструмен- рых связана с инструментом и через та, что в совокупности приводит к повы- . аналого-цифровой преобразователь — с шению качества процесса резания, дол- процессором, выходы коммутатора вклюговечности инструмента и эффективности 20 чены соответственно на вход подсистем зашиты элементов системы СПИД. отсчета, а входы, через блок связи со

Предлагаемое изобретение может най- станком, на выход процессора. ти применение во всех токарных станках Источники информации, с системой управления типа CNC„a принятые во внимание при экспертизе также при их групповом управлении от s 1. Патент США % 3819916, системы типа QNC. кл. В 23Я 11/00, 1974. ю Составитель В. Рабинович

/.

Редактор Е. Зубиетова Техред 3. Фанта Корректор О. Ковинская

Заказ 8655/16 . Тираж 1160 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4