Устройство для определения информации о параметрах процесса резания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) ОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОЗМРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ ГЮ ДЕЛАМ ИЗОЬ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ вто 2. Устройство поч а ю щ е е с я те:введены второе диффзвено, четвертая схзадатчиком, выход к п.1, отличто в него ренцирующее ма сравнения торой соедиве с четвертым входом регистратора, посл ногов вого ват о с(21) 3607079/25-08(46) 23.10.84. Бюп. У 39 (72) Г.Г. Палагнрк, Г,А. Козик, О.И. Драчев и М.Г. Дорошенко (71) Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени институт . сельскохозяйственного машиностроения и Тольяттинский политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 648349, кл. В 23 Я 17/ОО, 1976 (прототип).(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДПЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ПАРАМЕТРАХ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ, содержащее преобразователь . виброакустической эмиссии, установленный на режущем инструменте в направлении действия радиальной составляющей силы резания и связанный с последовательно соединенными предварительным усилителем, узкополосным перестраиваемым фильтром высоких частот, детектором со встроенным интегратором, первой схемой сравнения с задатчиком и многовходовым регистратором, кроме того, содержащее схему автоматической настройки высокочастотного фильтра по амплитуде выходного сигнапа, вход которой соединен с выходом детектора, а выход - с входами перестраиваемого фильтра и задатчика первой схемы сравнения, и блок регистрации режимов обработки, соединенный с вторым входом предварительного усилителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыщения точности измерений, в устройство введены генератор высокочастотных колебаний, модулятор, коммута"ь тор, соединенный одним входом с преобразователем виброакустической эмиссии, вторым входом - с генератором, а третьим входом - с модулятором, рая схема сравнения с задатчиком, выход которой соединен с вторым входом многовходового регистратора, первое дифференцирующее звено, формирователь сбросовых импульсов, последовательно соединенные первый усилитель высокочастотных импульсов, подключенный к выходу коммутатора, первый счетчик входных импульсов со встроенным нормализатором импульсов, первый электронный ключ, счетчик тактовых импульсов, преобразовательО код-напряжение, первый блок усреднения, третья схема сравнения, второй вход которой соединен с выходом преобразователя код-напряжение, первый блок регистрации разностного сигнала, а выход которого соединен с третьим входом многовходового регистратора, при этом выход первого блока усреднения соединен также со вторым входомэрой схемы сравнения, сбросовые входы обоих счетчиков через последовательно соединенные формирователь сбросовых импульсов и первое дифференцирующее звено соединены с выходом модулятора, а второй вход первого электронного ключа соединен с выходом введенного в устройство генератора тактовых импульсов.17 111рируемые в направлении подачи преобразователем 37, уменьшаются по мощности нли амплитудному значению по1 имере увеличения износа типа лунка вместе схода стружки по передней грани (в отличие от приращения отраженных импульсов, регистрируемых преобразователем 1 в направлении действияотжимающей составляющей силы резания.Р функции приращения износа), сигнап. 10свыхода схемы 45 сравнения подают нануль-орган (на схеме не показан),встроенный в регистратор. При уменьшении выходного напряжения на выходеблока 44 до величины, равной напряжению,задатчика 47, выходное напряжение на выходе схемы 45 сравнения,обнуляется, нуль-орган, встроенныйв регистратор, срабатывает и прекращает процесс резания. В свою очередь 20разностный сигнал на выходе схемы 46сравнения, регистрируемый блоком 48,несет информацию о динамике приращения износа типа "лунка" и условияпроцесса схода стружки по передней 25грани инструмента. Этот сигнал получают путем сравнения текущего значения амплитудного сигнала, снимаемогос выхода импульсного блока 43 памятис ранее запомненным усредненным зна- З 0чением, снимаемого с выхода блока 44, усреднения.Информацию о характере процессастружкообразования оценивают. блоком50 по глубине огибающей амплитуд 35ной модуляции выходного сигнала,снимаемого с выхода узкополосногоперестраиваемого фильтра 49, настроенного на частоту ламелизациистружки.40Компенсация влияния вариации режимов обработки на энергетическиеуровни информативных частот осуществляется блоком 28 аналогично известному устройству путем изменения коэф 45фициента усиления широкополосногоусилителя 38,Устройство имеет девять выходныхполезных сигналов на входах регистратора 14: выходное напряжение блока5032 пропорционально текущему значениюразмерного износа инструмента по зад. ней грани сигнал на выходе блока 50 . 982518характеризует условие процесса стружкообразования и обрабатываемость материала;,сигнал на выходе блока 45 пропорционален приращению величины износа типа "лунка" в месте схода стружки по передней грани режущего инструмента; изменение напряжения на выходе блока 48 характеризует условие контакта режущей кромки в зоне резания; сигнал на выходе блока 16 пропорционален текущему значению приращения диаметра обрабатываемой детали относительно заданной величины задатчиком 15;изменение напряжения на выходе блока 13 характеризует динамику изменения диаметра при деформации режущего инструмента в направлении скорости резания и податливости обрабатываемой детали; напря жение на выходе блока 23 пропорционально приращению размерного износа инструмента; изменение напряжения на выходе блока 26 характеризует динамику деФормации режущего инструмента; интенсивность износа на выходе схемы 35 сравнения.Таким образом, устройство позволяет регистрировать на выходах многовходового регистра такие параметры, как текущее значение размерного иэно са инструмента по задней грани; приращение размерного износа инструмента; текущее значение приращения диаметра обрабатываемой детали относительно заданной величины, а также динамику изменения диаметра при деформации режущего инструмента в направлении скорости резания и податливости обрабатываемой детали; приращение величины износа типа "лунка" в месте схода стружки по передней грани режущего инструмента; условия контакта режущей кромки в зоне резания, и динамику деформации режущего инструмента.Полученное многообразие дополнительной информации, характеризующей условия протекания и состояния процесса резания в целом, значительно расширяет функциональные возможности устройства и область его применения.,1119825 27/11 Тираж 766 ПодпВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ Заказ исно ипиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В. Алексеенкоедактор Н.Данкулич Техред Л.Микеш Корректор А. Обруча1119825 ненные второй электронный ключ, подключенный одним входом к выходу первого усилителя высокочастотных им- пульсов, а вторым входом - к второму выходу первого счетчика входных импульсов, первый управляемый аналоговый блок памяти амплитудного значения входных импульсов, второй блок усреднения, пятая схема сравнения, второй вход которой соединен с выхо" дом первого управляемого аналогового блока памяти и второй блок регистрации разностного сигнала, выход которого соединен с пятым входом многовходового регистратора, выход второго блока, усреднения соединен также со вторым входом четвертой схемы сравнения, а третий выход первого счетчика входных импульсов через второе Дифференцирующее звено соединен с Вторым входом первого блока памяти.3. Устройство по пп.1 и 2, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено вторым преобразователем Виброакустической эмиссии, установленным на инструменте в направлении подачи так, что его ось совпадает с направлением сигнала, отраженного от передней режущей кромки инструмента, и подключенным к нему каналом, в который входят полосовой фильтр, блок выделения огибающей амплитудной модуляции, третий электронный ключ, шестая схема сравнения с задатчиком выход которой соединен с шестым входом многовходового регистратора, усилитель-преобразователь и последовательно соединенные широкополосИзобретение относится к станкостроению, предназначено для измерения основных параметров, характеризующих состояние процесса резания непосредственно в ходе обработки, н может быть использовано для автоматического управления, выбора и поддержания оптимальных режимов обработки на станках, снабженных адаптивными системами управления. 1Известно устройство, содержащее последовательно включенные преобра" ный усилитель отраженных импульсовс переменным коэффициентом усиленияподключенный к выходу второго преобразователя виброакустической эмиссии, второй импульсный усилитель,формирователь импульсов, второй счетчик импульсов, второй импульсныйаналоговый блок памяти, третий блокусреднения, седьмая схема сравнения,второй вход которой подключен к выходу второго аналогового блока памяти, и третий блок регистрации разностного сигнала, выход которогоподключен к седьмому входу многовходового регистратора, при этом второй регулируемый вход широкополосного усилителя соединен с выходомблока регистрации режимов обработки,а выход через последовательно включенные полосовой фильтр и блок выделения огибающей амплитудной модуляции соединен с восьмым входом многовходового регистратора и параллельно через усилитель-преобразовательс вторыми входами трех блоков регистрации разностного сигнала, выход третьего блока усреднения соединен также с вторым входом шестойсхемы сравнения, третий электронныйключ вторым входом подключен к выходу второго импульсного усилителя,а третьим входом - к второму выходувторого счетчика импульсов, второйвход которого соединен с выходомформирователя сбросовых импульсов,а выход третьего электронного ключаподключен к второму входу второгоблока памяти,зователь виброакустической эмиссии(ВАЗ), предварительный усилитель срегулируемым коэфФициентом усипения,управляющий вход которого соединен с блоком регистрации режимов обработки,высокочастотный канал, включающийпоследовательно соединенные перестраиваемый фипьтр высоких частот, детектор и систему автоматической настройки частоты высокочастотного фильтра по амплитуде выходного сигнала, вход которой подключен к выз 1,1 1 9 ходу детектора, а выход - к нас траиваемому фильтру и задатчику вел ичины износа, а также схему сравнения , связа иную с з адатчиком иэ нос а инс т румента и регистратором . Устройство по зволя ет с достаточной точностью опр еделят ь фактиче скую степень износа инструмента непосредственно в ходе обработки, а также качество формообраз ования обрабатываемой детали 1 11 . 1 0Однако для оптимизации процесса резания, например при обработке маложес тких деталей, необходимо иметь дополнительную достоверную информацию об изменении (увеличении или умень 5 шенин) диаметра обрабатываемой де тали, обусловленном либо развитием размерного износа инструмента, либо изменением (увел ичением) его деформации в координатах Х , У , Е, либо изменением податливости (жесткости) самой обрабатываемой детали . Это обуславливает необходимость , получения достоверной информации о каждом . из таких важных параметров, как величина иэ носа и скорость его ра з вития, текущее значение диаметра обрабатываемой детали и изменение ее жесткости (податливости) , а также величина деформации самого режущего инструмента .30Кроме того, наряду с измерением размерного износа инструмента по задней грани, защитой его от поломки необходимо иметь возможность полу" чения отдельной инФормации о величи- З 5 не износа типа "лунка" в месте схода стружки по передней грани, а также информации о характере процесса стружкообразования.Цель изобретения - повышение точ 40 ности измерений за счет измерения текущего значения диаметра обрабатываемой детали, регистрации ее податливости (изменение жесткости) измеФ рения деформации режущего инструмента износа типа "лунка" в месте схода стружки по передней грани, а также информации о процессе стружкообразования,50Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее преобразователь виброакустической эмиссии, установленный на режущем инструменте в направлении действия радиальной 55 составляющей силы резания и связанный с последовательно соединенными предварительным усилителем, узкополосным 825 4перестраиваемым фильтром высоких частот, детектором со встроенным интегратором, первой схемой сравненияс задатчиком и многовходовым регистратором, кроме того, содержащее схемуавтоматической настройки высокочастотного фильтра по амплитуде выходногосигнала, вход которой соединен свыходом детектора, а выход - с входами перестраиваемого фильтра и задатчика первой схемы сравнения, и блокрегистрации режимов обработки,соединенный с вторым входом предварительного усилителя, введены генератор высокочастотных колебаний, модулятор, коммутатор, управляемый модулятором, соединенный одним входом спреобразователем виброакустическойэмиссии, вторым входом - с генератором, а третьим входом - с модулятором,вторая схема сравнения с эадатчиком,выход которой соединен с вторым входом многовходового регистратора,первое дифференцирующее звено, формирователь сбросовых импульсов, последовательно соединенные первый усилитель высокочастотных импульсов, подключенный к выходу коммутатора, первый счетчик входных импульсов совстроенным нормализатором импульсов, первый электронный ключ, счетчик тактовых импульсов, преобразователь код-напряжение, первый блокусреднения, третья схема сравнения,второй вход которой соединен с выходом преобразователя код-напряжение,первый блок регистрации разностногосигнала, выход которого соединен стретьим входом многовходового регистратора, при этом сбросовые входыобоих счетчиков через последовательно соединенные формирователь сбросовых импульсов и первое дифференцирующее звено, соединены с выходом модулятора, а второй вход первого электронного ключа соединен с выходомвведенного в устройство генераторатактовых импульсов, а выход первогоблока усреднения соединен также совторым .входом второй схемы сравнения.Кроме того, для регистрации деформации режущего инструмента и интенсивности его износа устройствоснабжено каналом регистрации амплитудного значения (мощности) отраженного импульса входного сигнала,содержащим второе дифференцирующеезвено, четвертую схему сравненияс ээдатчиком, выход которой соединенВс четвертым входом многовходового регистратора, последовательно сое. диненные второй электронный ключ, подключенный одним входом к выходу первого усилителя высокочастотных 5 импульсов, а вторым входом - к второму выходу первого счетчика входных," импульсов, первый управляемый анало.говый блок памяти амплитудного зна,чения входных, импульсов, второй блок усреднения, пятую схему сравнения, второй вход которой соединен с выходом первого управляемого аналого вого блока памяти, и второго блока регМстрации разностного сигнала, вы ход которого соединен с пятым входом многовходового регистратора, выход второго блока усреднения соединен , также со вторым входом четвертой . схемы сравнения, а третий выход пер вого счетчика входных импульсов через второе дифференцирующее звено соединен с вторым входом первого блокапамяти.25Для получения раздельной информаЦии об уносе типа "лунка" в месте схода стружки по передней грани и о характере процесса стружкообразования устройство снабжено вторым преоб-З 0 разователем виброакустической эмис-, сии, установленным на инструменте в направлении подачи таким образом, что ось его чувствительности совпадает с направлением сигнала, отра 35 женного от передней режущей кромки инструмента, и подключенным к нему каналом, состоящим из полосового фильтра, блока выделения огибающей амплитудной модуляции, третьего электронного ключа, шестой схемы сравнения с задатчиком, выход которой соединен с шестым входом многовходового регистратора, усилителя-преобразователя и последовательно сое 45 диненных широкополосного усилителя, , отраженных импульсов с переменным коэффициентом усиления, подключенного к выходу второго преобразователя ВАЗ, второго импульсного усилителя, формирователя импульсов, вто 50 ,рого счетчика импульсов, второго импульсного аналогового блока памяти, третьего блока усреднения, седьмой схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу второго им пульсного аналогового блока памяти, н третьего блока регистрации разностного сигнала, выход которого подключен к седьмому входу многовходовогорегистратора, при этом второй регулируемый вход широкополосного усилителя соединен с выходом блока регистра,.ции режимов обработки, а выход черезпоследовательно включенные полосовойфильтр и блок выделения огибающейамплитудной модуляции соединен свосьмым входом многовходового регистратора и параллельно через усилительпреобразователь с вторыми входамитрех блоков регистрации разностногосигнала, выход третьего блока усреднения соединен также с вторым входом шестой схемы сравнения, третийэлектронный управляемый ключ вторымвходом подключен к выходу второгоимпульсного усилителя, а третьимвходом - к второму выходу второгосчетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом формирователя сбросовых импульсов, а выходтретьего электронного ключа подключен к второму входу второго блокапамяти.Преобразователь виброакустической эмиссии нри этом одновременновыполняет функцию преобразователяимпульсного возбуждения высокочастотных ультразвуковых колебаний на частоте с минимальным акустическим сопротивлением в зоне контакта инструмент-деталь в направлении действияотжимающей составляющей силы резания Ра и функцию преобразователярегистрации виброакустической эмиссии,На фиг. 1 приведена блок-схемаустройства для определения текущейинформации о параметрах процессарезания; на фиг. 2 - пример установки преобразователя возбуждения и регистрации ВАЭ в направлении действиярадиальной составляющей силы резания,преобразователя регистрации ВАЭ в направлении подачи и пример выполнения кинематической связи блока регистрации вариации режимов обработкис обрабатываемой деталью и суппортомстанка.Устройство содержит преобразователь 1 регистрации спектра виброакустической эмиссии, излучаемойРзоной резания в направлении действия радиальной составляющей силы резания, установленный на инструменте, электронный коммутатор 2, управляемый модулятором 3, выполненным в виде низкочастотного генератора прямоугольных импулЬсов, высокочастотный ультразвуковой генератор 4 для возбуждения колебаний в режущеминструменте преобразователем 1, первый импульсныйусилитель 5, подключенную к вы ходу усилителя 5 цепь, состоящую из последовательно включенных первого счетчика 6, считывающего входные отраженные импульсы в десятичном коде, первого электронного ключа 7 10 с подключенным к его сигнальному входу генератором 8 тактовых импульсов, счетчика 9 тактовых импульсов в двоичнодесятичном коде, преобразователя 10 код-напряжение, первый 5 блок 11 памяти и усреднения, третью схему 12 сравнения, второй вход которой соединен с выходом преобразователя код-напряжение 10, первый блок 13 регистрации отрицательного 20 значения разностного сигнала и многовходовой регистратор 14 входных сигналов устройства.Выход блока 11 соединен также с последующим входом многовходового 25 регистратора через связанную с задатчиком 15 допустимого значения диаметра схему 16 сравнения.Выход модулятора 3 через последовательно соединенные первое дифференцирующее звено 17 и формирователь 18 сбросовых импульсов подключен к сбросовьи входам счетчиками 6 и 9. Устройство содержит также канал 35 регистрации амплитуды (мощности) отраженных импульсов, включакщий в себя второй электронный ключ 19, подключенный сигнальным входом к выходу первого импульсного усилителя 5,40 а управляющим входом - к второму вы.- ходу первого счетчика 6, первый импульсный аналоговый блок 20 памяти, сигнальным входом подключенный к выходу второго электронного ключа 19, 45 а сбросовым входом через второе дифференцирующее звено 21 соединен с .третьим выходом первого счетчика 6, второй блок 22 памяти и усреднения, подключенный к выходу первого импульского аналогового блока 20 памяти, четвертую ипятую схемы 23 и 24 сравнения, подключенные входами к выходу второго блока 22 памяти и усреднения, вторые входы схемы 23 и 24 подклю ,чены соответственно к выходу задатчика 25, допустимого значения контролируемого параметра и к выходу первого импульсного аналогового блока 20памяти,Выход четвертой схемы 23 сравненияподключен к четвертому входу многовходового регистратора 14, к следующему входу которого через блок 26регистрации отрицательного значенияразностного сигнала подключен выходпятой схемы 24 сравнения.Устройство содержит также блокизмерения износа, включающий в себявсе элементы известного устройства,а именно предварительный усилитель 27с переменным коэффициентом усиления,подключенный к выходу преобразователя 1, блок 28 регистрации режимов обработки, выход которого подключен куправляющему входу предварительногоусилителя 27, узкополосный перестраи-ваемый фильтр 29, подключенный квыходу предварительного усилителя27, детектор 30 со встроенным интегратором, подключенный к выходу узкополосного фильтра 29, систему 31автоматической настройки узкополосного фильтра 29 по максимальномувыходному напряжению детектора 30,первую схему 32 сравнения, подключенную к выходу детектора 30 и задатчика 33 допустимой величины износа,выход которого подключен к второмувходу схемы 32 сравнения, а вход - квторому выходу системы 3 1. Выходсхемы 32 сравнения подключен к первому входу многовходового регистратора 14.Устройство содержит также каналрегистрации интенсивности изнашива-.ния, включающий блок 34 программногодифференцирования, подключенный квыходу детектора 30 канала измеренияизноса, схему 35 сравнения, первыйвход которой подключен к выходу блока 34 программного дифференцирования, второй вход - к,задатчику 36интенсивности износа, а выход - к последующему входу многовходового регистратора 14. Устройство содержит также второй . преобразователь 37 регистрации виброакустической эмиссии, установленный на инструменте в направлении подачи таким образом, что его ось перпендикулярна передней режущей кромке инструмента, широкополосный усилитель 38 с регулируемым коэффициентом усиления, подключенный к выходу преобразователя 37, управляющий9 1119вход усилителя 38 управления коэффициентом усиления подключен к выходублока 28 регистрации режимов обработки, второй импульсный усилитель 39, подключенный к выходу широкополосного усилителя 38 с регулируемымкоэффициентом усиления, нормирователь 40 импульсов, подключенный квькоду второго импульсного усилителя 39, второй счетчик 41 в десятичном 1 окоде отраженных. импульсов, в направлении подачи, третий управляемый электронный ключ 42, сигнальный вход которого подключен к выходувторого импульсного усияителя 39,а управляющий вход - к первому выходу в десятичном коде второгосчетчика 41, второй аналоговый блок43 памяти, сигнальньй вход которогоподключен к выходу третьего электронйого ключа 42, а сбросовый вход - к третьему выходу второго счетчика 41, третий блок 44 памяти и усреднения, Подключенный к выходу второго импульсйого аналогового блока 43 памяти, 25 две схемы 45 и 46 сравнения,подключенные к выходу блока 44, задатчик 47 допустимой величины контролируемого йараметра, выход которого соединен с вторым входом шестой схемы 45 сравнения, выход которой соединен с шестым входом многовходового регистратора 14, а второй вход схемы 46 сравнения соединен с выходом второго импульсного аналогового блока 43 памяти, третий блок 48 регистрации35 (отрицательного значения) разностного сигнала, подключенный входом к выходу седьмой схемы 46 сравнения, а выходом - к седьмому входу регист 40 ратора 14, цепьсостоящую из последовательно соединенных полосового фильтра 49, настроенного на частоту ламелизации стружки, блок 50 выделения огибающей амплитудной модуляции,45 выход которого подключен к восьмому . входу многовходового регистратора 14, и усилитель-преобразователь 51, подключенный к выходу усилителя 38 и выполняющий функции формирователя управляющего сигнала блоками 48, 13, 26 регистрации разностного значения сигнала каждого диагностического,канала.Устройство работает следующим образом. Сигнал об износе режущего инструмента скорости его развития (интен 8251 О сивности износа) формируется, как и визвестном устройстве, диагностическим каналом, образованным блоками27 - 32 на основе непрерывного анализа спектра виброакустической эмиссии, регистрируемой преобразователем 1, установленным в направлениидействия отжимающей радиальной составляющей силы резания. Полученный на выходе схемы 32 сравнения сигнал, регистрируемыймноговходовым регистратором, используется для управления процессом обработки,Процесс автоматической настройкиузкополосного фильтра 29 на наиболее информативные частоты и задатчика33 на допустимую величину износаосуществляется аналогично известному устройству в процессе самообучения устройства,. В свою очередь, сигнал с выхода преобразователя 1 регистрации виброакустической эмиссии подается навход канала измерения диаметра обрабатываемой детали,Измерение диаметра осуществляетсяна основе принципа звуковой эхолокации, который заключается в импульсном возбулдении ультразвуковых колебаний в направлении, перпендикулярном образующей обрабатываемой детали,и регистрации последовательностизатухающих по амалитуде отраженных имрульсов от границ раздела преобразователь - инструмент, инструментдеталь, деталь - воздух. Таким образом по расстоянию между отраженными импульсами можно определитьразмеры (длины) инструмента и диаметр обрабатываемой детали. Для реализации указанного преобразователь 1 наряду с непрерывной регистрацией спектра выброакустической эмиссии включается в импульсном режиме для возбуждения ультразвукового луча с последующим приемом отраженных импульсов от границ раздела в направлении действия отжимающей составляющей силы резания Р . Зто осуществляется с помощью коммутатора 2, управляемого модулятором 3 (генератором прямоугольных импульсов), который поочередно подключает выход преобразователя 1, то к выходу ультра" звукового генератора 4 (для возбуждения УЗ-луча), то ко входу усилителя 5 (для усиления и регистрации от12 существует до тех пор, пока не придет третий импульс на вход счетчика. Следовательно, полученная длительность прямоугольного импульса на2-ом выходе счетчика 6 пропорциональна диаметру обрабатываемой детали.Для повышения точности измерения и формирования управляющего сигнала, меняющегося в функции изменения расстояния между импульсами (т.е. в Функции изменения диаметра обрабатываемой детали), длительность прямоугольного импульса на 2-ом выходе счетчика б преобразуется в тактовые импульсы, частота следования которых определяется генератором 8 тактовых импульсов, а их число определяется самой длительностью прямоугольного импульса на 2-ом выходе счетчика б,Преобразование длительности импульса в аналоговое управляющее напряжение осуществляется следующим образом.Наличие выходного напряжения на 2-ом выходе счетчика 6 разрешает подачу тактовых импульсов генератора 8 на вход счетчика 9 через управляемый им электронный ключ 7. Число тактовых импульсов считывается счетчиком 9 в двоична-десятичном коде и подается на вход преобразователя 10 код-напряжение. Последний преобразует число импульсов, считываемое счетчиком 9 и пропорциональное длительности прямоугольного импульса на 2-ом выходе счетчика 6, аналоговое напряжение на выходе преобразователя 10 код-напряжение.Для повышения точности измерения показания счетчика каждый раз обновляются (сбрасываются) по истечении паузы прямоугольных импульсов от модулятора 3, Формирование импульса сбрасывания осуществляется цепью, образованной дифференцирующнм звеном 17 и формирователем 18 сбросового импульса, выход которого соединен со сбросовыми входами счетчиков б и 9. В свою очередь, выходной сигнал преобразователя 10 код-напряжение подается на блок 11 памяти и усреднения по совокупности измерения.Время. усреднения блока 11 выбирают равным 3 - 4 периодам низкочастотных колебаний генератора-модулятора 3. После усреднения аналоговый сигнал с выхода блока 11 памяти подается на первые входы схем 12 и 16 сравнения 111119825раженных импульсов), Частота переключения задается модулятором 3.Таким образом, в течение времени, определяемом длительностью прямоугольного импульса на выходе модуля тора 3, преобразователь 1 выполняетфункцию излучателя колебаний в направлении действия отжимающей составляющей силы резания, а в промежуткахмежду ними - функцию приемника от- Ораженных колебаний,Усиленные усилителем 5 отраженные импульсы подаются одновременнона вход счетчика канала измерениядиаметра обрабатываемой детали (соот ветствующего расстоянию между вторыми третьим импульсами отраженного сигнала) и на сигнальный вход электронного ключа 19 канала измерения ихамплитуды, в частности, измерения 20амплитуды второго импульса, отраженного от границ раздела ийструмент -деталь, несущего информацию.об условиях контакта инструмент - деталь.Измерение диаметра обрабатываемой детали осуществляется блоками 6 -16 следующим образом, Поскольку изменение диаметра обрабатываемой детали пропорционально изменению расстояния между вторым и третьим от- Зораженными импульсами от соответствующих границ раздела инструмент -деталь и деталь - воздух, то задачаканала сводится к измерению расстояния между укаэанными импульсами.35Для этого счетчик б со встроеннымна входе нормализатором (напримерусилителем"ограничителем),входныхимпульсов, считывает отраженные импульсы в десятичном коде с частотойих следования, Максимальное число40считываемых импульсов счетчиком 6равно трем.1Постоянное напряжение на 1-ом," 2-ом и 3-ем выходах счетчика 6 появляется соответственно при поочередном считывании приходящих входныхимпульсов, Следовательно, напряжениена 1-ом выходе счетчика 6 появляется При считывании первого импульсаи существует на его выходе (1-ом)до тех пор, пока на вход счетчикане поступит второй импульс. При поступлении второго импульса напряжениена 1-ом выходе счетчика 6 отключается (исчезает) и появляется на 2-омего выходе. Постоянное по амплитуденапряжение на 2-ом выходе счетчикаНа второй вход схемы 16 сравнения подается напряжение задатчика 15,соответствующее заданному допустимому значению диаметра обрабатываемой детали. Выходное напряжение схемы 16 сравнения является выходным полезным сигналом, пропорциональным приращению величины диаметра, и подается на соответствующий (6-ой) вход многовходового регистратора 14. 10Динамика изменения диаметра не-. посредственно в ходе обработки, характеризующая качество формообразования обрабатываемой поверхности, отображается на выходе сигнала схемы 1512 сравнения, сравнивающей текущее значение напряжения, снимаемое с выхода преобразователя 10 код-напряжение, с напряжением блока 11 памяти и усредненйя, Регистрация отрицатель-. 20 ного значения разностного сигнала на выходе схемы 12 сравнения осуществляется блоком 13 регистрации отрицательного значения, выходное напряжение которого также подается на соответст вующий (14-й) вход регистратора в виде полезного сигнала, несущего информацию о податливости в упругой системе СПИД.Во избежание появления ложного на- Зо пряжения на выходе блока 13 регистрации разностного сигнала разрешение на измерение (регистрацию) блоком 13 осуществляется только при наличии процесса резания, т.е, только при наличии управляемого сигнала на 2-ом его входе от блока 51, выполняющего функцию усилителя формирователя управляющего сигнала при наличии процесса резания. Входным сигналомусилителя О формирователя 51 является спектр виброакустической эмиссии, регистрируемый вторым преобразователем 37 и усиленный усилителем 38.формирование сигнала о деформации 45 режущего инструмента, интенсивностиего изнашивания осуществляется каналом регистрации амплитудного значения вторых (по счету) отраженных импульсов входного сигнала с помощью 50 блоков 19 - 26. После поступления первого импульса на вход счетчика 6 напряжение на 1-ом выходе (в десятичном коде) счетчика б разрешает подачу входных 55 импульсов через электронный ключ 19 на сигнальный вход импульсного аналогового блока 20 памяти. Пришедший второй импульс входного сигнала на вход счетчика. 6, а через электронный ключ 19 - на вход блока 20 памяти запоминается по уровню (мощности) последним.,После прихода второго импульса(после его счета счетчиком 6) снимается напряжение с первого выхода счетчика 6, закрывается электронный ключ 19 и прекращается подача входного сигнала на вход импульсного блока 20 памяти. В свою очередь, напряжение с выхода импульсного блока 20 памяти подается на вход блока 22 памяти и усреднения по совокупности входных импульсов. Время усреднения блока 22 задается вручную управляющим входом РПосле запоминания, амплитудногозначения второго входного импульсаблоками 20 и 22 на вход счетчика 6приходит третий входной импульс,считывание которого приводит к мгновенному появлению напряжения на 3-емвыходе счетчика 6, которое дифференцируется блоком 21 и сбрасывает (обнуляет) память блока 20, управляяего сбросовым входом. Таким образом,цикл работы импульсного блока 20 памяти повторяется и управляется счетчиком б с частотой следования входных отраженных импульсов от границ раздела.Усредненное значение амплитуды (мЬщности) вторых входных импульсов с выхода блока 22 в виде напряжения подается на входы схем 23 и 24 сравнения для сравнения с текущим значением входных импульсов от блока 20 на втором входе схемы 24 и с заданным допустимым значением от задатчика 24 на втором входе схемы 23 сравнения,1Разностное:значение напряжения с выхода схемы 23 также подается на вход многовходового регистратора 14 как полезный сигнал, несущий информа" цню об интенсивности износа (диссицативных свойств контакта инструмент -деталь). Чем больше приращение величины площадки по задней грани инструмента, тем больше приращение ампли" тудного значения (мощности) отраженных импульсов, преобразованных ваналоговое напряжение, снимаемое свыхода схемы 23 сравнения.Если импульсное текущее значениенапряжения на выходе блока 20 меньшеусредненного значения напряжения на вьмоде блока 22, то на выходе схемы 23 сравнения появляется разностный сигнал,отрицательное значение ко" торого Фиксируется блоком 26 и подается на вход многовходового регистратора 14.Выходной сигнал на выходе схемы 24 сравнения и блока 26 также является выходным полезным сигналом устройст ва, несущим информации о деформации режущего инструмента.Если появление отрицательного разностного сигнала на выходе блока 26 регистрации сопровождается уменьшением напряжения, соответствующего измеряемому диаметру детали (напряжение на выходе блоков 44 и 45), то деформация инструмента происходит в направлении скорости резания (в направлении вращения детали). Если наличие напряжения на вьмоде блока 26 сопровождается увеличением сигнала о величине диаметра, то деформация инструмента происходит в 25 направлении подачи. И в том и в дру.гом случае этот сигнал можно ис" пользовать для автоматического управ" ления (коррекции) величины подачи, т.е. стабилизации усилий резания,Формирование сигнала о величине износа типа "лунка" в месте схода стружки по передней грани осуществляется в устройстве вспомогательным диагностическим каналом, образованным блоками 37 - 48, аналогично опи 35 санному, При этом входными импульсами являются отраженные ультразвуковые импульсы от передней режущей грани, регистрируемые вторым преобра" зователем 37 виброакустической эмис 40 сии, установленным в направлении подачи.Наряду с регистрацией отраженных УЗ-импульсов (возбуждаемьм преобразователем 1) преобразователь 37 реги"45 стрирует и спектр виброакустической эмиссии, излучаемый непосредственно зоной резания.Для исключения взаимного влияния сигналов по каналам измерения используется частотный метод разделения информации. Выделение наиболее информативной частоты, например, частоты ламелиза ции, характеризующей процесс стружкообразования и частоты возбуждаемых высокочастотных колебаний, в том,числе и отраженного УЗ-сигнала, несущего информацию об износе типа 1 Илунка, осуществляют соответственно с помощью низкополосных перестраиваемых фильтров и селективных (избирательных) усилителей импульсов (блок 39), разнесенных по частоте на несколько порядков. Регистрируемьп спектр виброакустической эмиссии преобразовывается преобразователем 37 в электрический сигнал, который усиливается широкополосным усилителем 38 и подается на входы канала регист рации отраженных импульсов, образованного блоками 39 - 48, и канала выделения огибающей амплитудной модуляции частоты ламелизации стружки, образованного блоками 49 и 50. Отраженные УЗ-импульсы выделяются с помощьюселективного усилителя 39 и подаются с одной стороны для регистрации амплитудного значения на вход блока 43 памяти через управляемый электронный ключ 42, а с другой стороны, нормируются блоком 40 и подаются на вход счетчика 41, на сбросовый вход которого также подаются напряжение с вьмода Формирователя 18 сбросовых импульсов блока. При этом выходной сигнал с 1-го выхода счетчика 41, появляющийся после считывания первого импульса, разрешает электронному ключу 42 прохождение второго отраженного импульса на вход блока 43 памяти, который затем подается на блок 44 памяти и усреднения и на второй вход схемы 45 сравнения. При считывании третьего отраженногоимпульса счетчиком 41 его выходнойсигнал, снимаемый с 3-го вьмода, обнуляет импульсный блок 43 памяти, исхема готова к выделению и регистрации последующих отраженных вторых импульсов, .следующих с частотой, задаваемой генератором-модулятором 3.Считываемые последующие отраженные входные импульсы усредняются по совокупности блоком 44 и подаются в виде аналогового напряжения напервые входы схемы 45 и 46 сравнениядля последующего сравнения, Схемой 45 с напряжением задатчика 47 допустимой вепичины износа типа "лунка" и схемой 46 с текущим амплитудным значением входных импульсов, снимаемыхс выхода блока 43.1Учитывая то обстоятельство, чтоотраженные входные импульсы,регист