Устройство для определения момента сопри-косновения шлифовального круга c обра-батываемым изделием и ограничения мощ-ности резания ha шлифовальных ctahkax

 

Союз Соаетскмк

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ii842704 (61) Дополнительное к авт. сBHll,-ву— (22)Заявлено 16.07.79 (21) 2811305/18-24 с присоелииением заявки J% (23 ) П риори тет—

Опубликовано 30. 06. 81. Бк л - ень М 24

Дата опубликования описания 30.06.81

{5I)M. Кл.

С 05 В ll/12

В 24 В 49/16 Гвеудерстееииый комитет

СССР дю делам изобретений и открытий

{53) УДК 621.316 (088. 8) °

В. Н. Михелькеви ч, Ю. А. Чабанов, В. Г. Куперман, К. М, Костюков, В. С. Земсков и Е. А. Сахчинский (72) Авторы изобретения

Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева и Четвертый государственный подшипниковый завод (7l ) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА СОПРИКОСНОВЕНИЯ

ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА С ОБРАБАТЫВАЕМЫМ ИЗДЕЛИЕМ

И ОГРАНИЧЕНИЯ МОЩНОСТИ РЕЗАНИЯ HA ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКАХ

Изобретение относится к станкостроению.

Известны устройства для определения момента соприкосновения шлифовального круга с обрабатываемым изделием и ограничения мощности реза5 ния на шлифов альных станках, в которых в качестве контролируемого параметра отражающего состояние процесса резания, используется активная мощность, затрачиваемая электродвигателем шлифовального круга, и содержащие датчики активной мощности, ана-.. логовые преобразователи электрических сигналов и дискретные нуль-орга15 ны, выдающие команды на переключение скоростей поперечной подачи изделия на шлиф,1вальный круг в момент их соприкосновения или на прекращение и сумматор, а также триггеры,последовательно включенные датчик положения суппорта, элемент И,счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь и генератор импульсов, выход которого подключен к второму входу элемента И, третий вход которого соединен с первым входом сумматора и входами триггеров, второй выход сум-, матора соединен через пороговый элемент с первым выходом устройства,выходы триггеров соединены со вторым и третьим выходами устройства, третий выход устройства подключен к четвертому входу элемента И, один из выходов счетчика импульсов подключен ко второму входу второго триггера, третий вход которого связан с выходом датчика положения суппорта, приаем второй вход сумматора соедине)гс выходом цифроаналогового преобразователя.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 an t тивной мощности, масштабный усилителе

2, фильтр 3 низких частот, сумматор.4, пороговый элемент 5, датчик

6 положения суппорта, триггеры 7 и

8, элемент И 9, счетчик 10 импуль3 84 сов, генератор 11 импульсов, цифро: аналоговый преобразователь 12.

Кроме схемы устройства, на чертеже показаны элементы системы СПИД (станок-приспособление — инструмент-деталь): электродвигатель 13 шлифовального круга, шпиндель 14, шлифовальный круг 15, суппорт 16, обрабатываемая деталь 17.

Активная мощность, потребляемая из сети электродвигателем 13 шпинделя

14 шлифовального круга 15, измеряется с помощью датчика 1 мощности. Выходной сигнал этого датчика через масштабный усилитель 2 и фильтр 3 изких частот подается на сумматор 4, включающий в себя усилитель-вычитатель холостого хода и логарифмический усилитель. При движении суппорта

16 подачи в случае превышения мощности резания некоторого наперед заданного допустимого значения по условиям прочности круга, предельяогс износа круга или сохранения на заданном уровне его режущей способности Г! 1.

Для выделения сигнала пропорционального мощности резания в таких устройствах, содержащих .датчик активной мощности и пороговый элемент, применяются запоминающие устройства в виде разрядных RC-цепочек, которые запоминают сигнал мощности потерь холостого хода в шпиндельной группе станка и аналоговые вычитающие устройства, производящие в процессе обработки детали непрерывное вычитание иэ полной активной мощности, потребляемой из сети электродвигателем шпинделя шпифовального круга, мощность потерь холостого хода j2).

Эти устройства имеют существенный недостаток, обусловленный внутренней структурой их построения: они реагируют на возмущающие воздействия типа вариаций потерь холостого хода в шпиндельной группе шлифовального станка, колебаний напряжения и спектра частот сетевого питающего напряжения и даже на колебания в механо-тех. нологической системе станка, В силу этого, они имеют большие погрешности в отработке команд как на переключение скоростей подачи, так и на отклонение подачи при перегрузке станка, Цель изобретения — повышение точности и надежности работы устройства, а следовательно, и повышение

2704 4

20

30 производительности шлифовальных

1 станков и качества обрабатываемых на них изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик активной мощности и пороговый элемент, подключенный к первому выходу устройства, установлены последовательно включенные масштабный усилитель, фильтр низких частот датчик 6 положения суппорта, фикси— рующий начало быстрого перемещения суппорта на обрабатываемую деталь, подает сигнал на вход элемента И 9, разрешающий начало и конец замера мощности холостого хода. На вход элемента И 9 подаются также сигналы с сумматора 4 и генератора ll импульсов, работающего на частоте 5 кГц.

Выходной сигнал элемента И 9 через двоично-десятичный двухразрядный счетчик 10 импульсов подается на цифроаналоговый преобразователь 12 °

С выхода сумматора 4 выходные сигналы, кроме элемента И 9, поступают также на триггеры 7 и 8, а с них на выходные каналы устройства.

Кроме того, сигнал, пропорциональный контролируемому параметру, с выхода фильтра 3 низких частот подается через пороговый элемент 5, служащий для предварительного задания оператором предела ограничения мощности, на первый выходной канал устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии суппорта !6 изделия !7, когда нет сигнала с дат— чика 6, датчик 1 мощности производит измерение мощности потерь холостого хода в шпиндельной группе станка н на выходе сумматора 4 будет единичный сигнал, Когда суппорт !6 сойдет с исходного положения, датчик 6 выдает импульс длительностью 0,002 с. На трех входах элемента И 9 (в том числе и на входе генератора l g в это время будут единичные сигналы и он откроется. В счечтнк !0 будут поступать импульсы напряжения до тех пор, пока оно не сравняется с напржкением пропорциональным потерям холостого хода. В момент их равенства с выхода сумматора 4 на элемент И 9 будет подан нулевой сигнал, и он выдает команду на останов счетчика !О, На этом операция измерения и компенсации мощности потерь холостого хода заканчивается.

5 8427

В процессе быстрого подвода изделия 17 к кругу 15 наступит момент их соприкосновения и врезания круга в изделие ° Мощность шлифования и сигнал с выхода датчика 1 начнут возрастать. На входе сумматора 4 вновь появляется единичный сигнал, что вызовет срабатывание триггера 7 и подачу сигнала во второй выходной канал устройства, что приведет к переводу i0 суппорта с быстрого подвода на рабочую подачу, Если в дальнейшем в процессе шлифования уровень мощности шлифования превысит значение, заданное пороговым элементом 5, то на первом выходе устройства появится сигнал, дающий команду на прекращение подачи и отвод суппорта 15 в исходное положение.

Причинами, вследствие которых устрой- 20 ством производится ограничение мощности шлифования, могут быть резкое ухудшение режущей способности или засаливание. круга, прекращение подачи охлаждающей жидкости и другие. 25

Кроме того, устройство осуществляет две важных блокировки. Если по каким-либо причинам произойдет обрыв в цепях датчика l или в аналоговом канале измерения 2-3, то в исходном Зо положении на выходе сумматора 4 будет нулевой сигнал. При этом триггер 8 .выдает команду в третий выходной канал устройства на запрещение быстрого подвода изделия к кругу. 35

Аналогичную блокировочную операцию устройство производит и при резком (аварийном) увеличении относительно уставки масштабного усилителя мощности потерь холостого хода. При 40 этом происходит переполнение счетчика 10, триггер 8 включается и выдает команду на запрет дальнейшей работы станка.

Использование новых функциональных 45 элементов и нового сочетания, взаимного их включения выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как повышается надежность и точность работы устройства при различ- 50 ных возмущающих воздействиях в виде изменений мощности потерь холостого хода в шпиндельной группе станка, 04 d изменении напряжения или частотного спектра питающей сети. В результате повышается производительность шлифовальных станков на 15-18Х и улучшается качество обрабатываемых на них иэделий.

Формула изобретения

Устройство для определения момента соприкосновения шлифовального круга обр батываемыи изделием и огранив ;ия мощности резания на шлифовальны.< станках, содержащее датчик активной мощности и пороговый элемент, подключенный к первому выходу устройства, о т л и ч а ю щ е— е с я .тем, что, с„ целью повышения надежности и точности устройства, в нем установлены последовательно включенные масштабный усилитель, фильтр низких частот и сумматор, а также триггеры, последовательно включенные датчик положения суппорта, элемент И, счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразователь и генаратор импульсов, выход которого подключен к второму входу элемента И, третий вход которого соедйкен с первым выходом суииатора и входаии триггеров, второй выход сумматора единен через пороговый элемент с первым выходом устройства, выходы триггеров соединены со вторыи и третьим выходами устройства, третий выход устройства подключен к четвертому входу элемента И, один из выходом счетчика импульсов подключен ко второму входу второго триггера, третий вход которого связан с выходом датчика положения суппорта, причем второй вход сумматора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Авторское свидетельство СЖР

У 401954, кл. G 05 В 11/12, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

И 40405), кл. С 05 В 11/16, 1970 (прототип).

842704

5096/55 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель О. Гудкова

Редактор Н. Кешеля ТехредМ. ГолинкаКорректор M. Пожо