Устройство для измерения скорости износа режущего инструмента

 

В.А,Остафьев, Г.С.Тымчик и В.В.шевченко (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина политехнический инс им.50-летия Великой Октябрьской социалисти революции (7l ) Заявитель (54 7 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ИЗНОСА

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к исследованию процессов резания, в частности к устройствам для измерения скорости износа режущего инструмента, и может быть использовано в системах управления процессом обработки деталей на металлорежущих станках.

Известно устройство для измерения скорости износа инструмента непосредственно в процессе резания, содержа.щее естественную термопару, образуемую инструментом и обрабатываемой деталью, и регистрирующий прибор. В качестве регистрирующего прибора используется схема управления двигателем привода главного движения j1 ).

Недостатком устройства является отсутствие в нем средств, позволяющих учесть влияние скорости резания на термоэлектродвижущую силу, что снижает точность измерения износа режущего инструмента в процессе резания.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения скорости износа режущего инструмента, содержащее естественную термопару режущий инструмент - обрабаты5 ваемая деталь, блок селективных усилителей, датчик диаметра обрабатываемой детали, датчик угловой скорости, решающий блок, соединенный с датчиками, и регистратор (2 ).

Недостатками этого устройства является низкая точность измерения вследствие того, что из общего спектра переменной составляющей ТЗОС пары режущий инструмент - обрабатывае- " мая деталь выделяется лишь несколько информативных полос частот.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

zo

Цель достигается тем, что устройство для измерения скорости износа режущего инструмента, содержащее блок селективных усилителей, датчик

3 97019

2s к когерентному оптическому коррелято- З ляющейся информативным параметром ю об износе. режущего инструмента, иэ4s расположен дифферренцирующий гологра- О диаметра обрабатываемой детали, датчик угловой скорости, решающий блок, соединенный с датчиками, и регистра тор, снабжено запоминающим блоком, вход которого связан с естественной термопарой, двумя фотоприемниками, эадатчиком расстояния и когерентным оптическим коррелятором, выполненным в виде оптического лазера, последовательно размещенных на оптической оси оптической телескопической системы, двух акустооптических модуляторов, цилиндрической Фурье-лин" эы, управляемого фоторегистратора, дифференцирующего голографического пространственного фильтра, линзы и маски с двумя точечными отверстиями, вход первого акустооптического модулятора соединен с выходом запоминающего блока, а вход. второго акустооптического модулятора предназначен для связи с термопарой, образованной режущим инструментом и обраЬатываемой деталью, фотоприемники установлены напротив отверстий маски и соединены с входами решающего блока, ! связанного с задатчиком расстояния.

На чертеже представлена Ьлок-схема устройства.

Устройство для измерения скорости износа режущего инструмента состоит из термопары режущий инструмент 1 обрабатываемая деталь 2, два выхода которой параллельно подсоединены ру 3. Первый выход термопары соединен через запоминающий блок 4 к первому акустооптическому модулятору 5, второй - непосредственно к второму акустооптическомумодулятору 6.Когерентныйоптический коррелятор 3 содержитлазер 7,на оптической оси которого последовательно расположены оптическая телескопическая система 8, два акустооптических модулятора 6 и 5 цилиндрическая фурье-линза 9, в задней фокальной.плоскости которой помещен упраапяемый фоторегистратор

10. 3а управляемым фоторегистратором фический пространственный фильтр 11, сопряженный линзой 12 с маской 13, имеющей два точечных отверстия. Напротив отверстий маски 13 когерентного оптического коррелятора 3 установлены два фотоприемника 14 и 15, соединенные с входами решающего Ьлока 16. Датчик 17 угловой скорости, 1 4 датчик 18 диаметра обрабатываемой детали и задатчик 19 расстояния подсоединены к решающему блоку 16 и регистратору 20.

Устройство работает следующим образом.

С термопары начальный сигнал, полученный от неизношенного инструмента, подается на заполняющий блок 4, с которого сигнал периодически подается на когерентный оптический коррелятор 3. Текущий сигнал подается на второй акустооптический модулятор 6. Когерентное монохроматическое излучение лазера 7 оптической телескопической системой 8 расширяется до размеров рабочей входной аппаратуры. При воздействии сигналов от акустооптических модуляторов 5 и 6 на когерентное излучение происходит наложение двух пространственных оптических сигналов, и Фурье-линзой 9 на управляемом фоторегистраторе 10 формируется амплитудно-фазовые спектры, соответствующие начальным и текущим сигналам. фоторегистратор 10 регистрирует результирующее интерферационное поле, представляющее собой взаимокорреляционную функцию начального и текущего сигналов. Дифференцирующим голографическим пространственным фильтром 11 вычисляется первая производная вэаимокорреляционной функции, и с помощью линзы

i2 масштабируется в плоскости расположения маски 13 распределение освещенности на взаимокорреляционнои функции. Изменение освещенности, явмеряется двумя фотоприемниками 14 и 15, установленными эа точечными отверстиями в маске 13. Электрические сигналы от фотоприемников 14 и

15, предварительно усиленные, подаются в решающий блок 16, где по отношению разности сигналов фотоприемников 14 и 15 к расстоянию между точечными отверстиями определяют угол, характеризующий угол наклона взаимокорреляционной функции. Величина скорости износа режущего инструмента пропорциональна углу наклона взаимокорреляционной функции, который корректируется по сигналам от датчика 18, диаметра обрабатываемой детал и датчика 17 угловой скорости и фиксируется на регистраторе 20. м

Устройство для измерения скорости износа режущего инструмента, содержащее блок селективных усилителей, датчик диаметра обрабатываемой детали, 1S датчик угловой скорости, решающий блок, соединенный с датчиками, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено- запоминающим 2о блоком, вход которого связан с естественной термопарой, двумя фотоприемниками, задатчиком расстояния и когерентным оптическим коррелятором, выполненным в виде оптического лазера 2$ !

5 9701

Устройство для измерения скорости износа режущего инструмента в отличии от известных позволяет увеличить точность измерения в 1,3-1,5 раза, что дает возможность повысить точ- S ность обработки деталей на металлорежущих станках в 1,2 -1,4 раза, формула изобретения о

91 d последовательно размещенных на оптической оси оптической телескопической системы,. двух акустооптических модуляторов, цилиндрической Фурьелинзы, управляемого фоторегистратора, дифференцирующего голографического пространственного фильтра, линзы и маски с двумя точечными отверстиями, вход первого акустооптического модулятора соединен с выходом эапоинающего блока, а вход второго акустооптического модулятора предназначен для связи с термопарой, образованной режущим инструментом и обрабатываемой деталью, фотоприемники установлены напротив. отверстий маски и соединены с входами решающего блока, связанного с задатчиком расстояния.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

V 347629, кл. G 01 и 3/56, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 523331, кл. G 01 и 3/58, 1976 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 8376/51 Тираж 887 Подписное

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