Способ контроля процесса резания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 сю В 23 Я 15/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(53) 621.9.08 (088.8)(54) (5) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ по авт. св.793723, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, временной интервал формируют кратным числу оборотов шпинделя.Изобретение относится к станкостроению.По основному авт. св. Мв 793723 известен способ контроля процесса резания, по которому выделяют частотные составляющие виброакустических колебаний в системе СПИД, формируют временной интервал для выделения частотных составляющих, сравнивают послепороговые значения на первом и последующих интервалах и по характеру отклонения определяют изменение параметров процесса резания 11.Недостатком известного способа является невозможность учета функциональных данных о скорости резания, т,е. о частоте вращения шпинделя станка.Цель изобретения - повышение точности контроля.Указанная цель достигается тем, что согласно способу контроля процесса резания, по которому выделяют частотные составляющие виброакустических колебаний в системе СПИД, выделяютогибающие этих частотных составляющих и формируют пороговые значения, при этом формируют временной интервал для выделения частотных составляющих, запоминают послепороговые значения на первом временном интервале, сравнивают со значениями на последующих интервалах, измеряют рассогласование и по характеру отклонения определяют изменение параметров процесса резания, временной интервал формируют кратным ч слу оборотов шпинделя.На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Устройство состоит из станка 1, на котором в зоне резания устанавливается датчик 2 виброакустических сигналов. На станке также устанавливается датчик 3 оборотов шпинделя, который соединен с блоком 4 формирования временных интервалов, выход которого соединен с одним входом блока 5 частотных избирателей, другой вход блока 5 соединен с датчиком 2 виброакустических сигналов. Выход блока 5 частотных избирателей соединен с входом блока 6 амплитудных детекторов, выход которого соединен с блоком 7 пороговых устройств, выход блока пороговых устройств соединен с блоком триггеров 8, один выход которого соединен с блоком 9 памяти, второй выход - с блоком 10 сравнения. Второй вход блока 10 сравнения соединен с блоком 11 анализа.Устройство работает следующим образом.При включении станка 1 в начальный момент процесса резания снимают сигнал с датчика 2, представляющий собой гармонический шу моподобный сигнал или, иначе говоря, сумму частотных составляющих. В качестве датчика 2 используют акселерометры. Виброакустические сигналы с датчика 2 поступают на блок 5 частотных избирателей, где на каждом происходит выделение частоты, на которую настроен частотный изби ратель, При этом если время нарастанияопределяется полосой пропускания частотного избирателя, то время спада зависит как от частотных составляющих, так и от уровня помех на входе частотного избира теля и это время значительно превышаетвремя нарастания. Для каждого частотного избирателя все частоты, кроме частоты настройки, будут являться помехами, соответственно время спада сигнала на выходе любого частотного избирателя будет затя нуто, что будет соответствовать ложнойинформации о процессе резания. Для того, чтобы устранить ложное состояние, в начале временного интервала происходит принудительное гашение выходного сигнала на каждом частотном избирателе. В результате гашения на выходе частотных избирателей сигналы отсутствуют. При снятии сигнала гашения на выходе частотных избирателей происходит нарастание сигналов.Момент от снятия гашения и до срабатыва ния пороговых устройств в блоке 7 наиболее достоверно отражает процесс резания как спектр частотных составляющих виброакустического сигнала.Блок 4 формирования временного интервала выдает сигналы на гашение частотных 30 избирателей по сигналу с датчика 3 оборотов шпинделя, который устанавливается на станке. В этом случае анализ виброакустических сигналов, сопровождающих процесс резания, происходит в одной зоне обрабатываемого материала.По окончании импульса гашения и приналичии сигнала на входе происходит нарастание сигнала на выходе частотных избирателей, которые поступают на блок 6 амплитудных детекторов, где происходит 40 выделение огибающей сигнала, Количествоамплитудных детекторов равно количеству частотных избирателей. Огибающие частотных сигналов поступают ла вход блокапороговых устройств, количество которых равно количеству частотных избирателей.45 Когда огибающие достигнут 0,7 выходногоуровня частотного избирателя, пороговые устройства срабатывают и сигналы в виде параллельного кода переписываются из блока 7 пороговых устройств в блок 8 триггеров.Последний представляет собой параллель ную линейку триггеров, количество последних равно количеству частотных избирателей. Параллельный код переписывается из блока 8 в блок 9 памяти, который также состоит из параллельной линейки триггеров, Перезапись сигналов из блока 8 в блок 9 осуществляется один раз в начале процесса резания, т.е. на первом временном интервале. На втором временном интервале, т.е, на1007920 Составитель А. ПечковаТехред И. Верес Корректор Л. БокшаиТираж 758 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо . делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор В. ПилипенкоЗаказ 2207/18 втором обороте шпинделя и последующих при срабатывании пороговых устройств, происходит сравнение параллельного кода, записанного в промежуточном регистре на текущем временном интервале, и кода, записанного в блоке 9 на первом временном интервале. Сравнение осуществляется в блоке 10, представляющем собой регистр двухвходовых элементов И, где число элементов равно числу частотных избирателей. Результаты сравнения поступают в блок 11 анализа, который определяет характер процесса резания и выдает информацию об отклонении процесса резания.Использование предлагаемого способа контроля процесса резания обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества, а именно контроль процесса обработки при различном инструменте, контроль независимо от обрабатываемого материала, а также возможность построения адаптивных систем управления технологическимм процессом изготовления деталей. В свою очередь повышение производительности обусловлено тем, что происходит выделение отклонения от нормального режима процесса обработки на раннем этапе, 1 О за счет устранения переходных процессовпри выделении частотных составляющих, отсутствие времени на настройку системы СПИД при изменении режимов обработки, инструмента и обрабатываемого материала.Все это позволяет повысить производительность процесса металлообработки резанием в 3 - 4 раза.