Устройство для измерения износа инструмента

09) (11)СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 02 СПУБЛИН 3(511 В 23 В 2 ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУД ПО ДЕ ЭОБРЕТЕНТЕЛЬСТВУ ИСАНИЕ И СВИДЕМ АВТОРСКОМУ юл. 9.37ук, В.Е.ВасильченкоП.А.Усачев .ена Ленина политех им.50-летия Вели- оциалистической идетельотво СССР3/58, 1977.етельство СССР25/06, 1982 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ри токарной обдатчики вибраа резце во взаим. плоскостях,. к лючены последо-,(21) 3456139/25-08(71) Киевский орднический институткой Октябрьской среволюции;.работке, содержашееций, установленные нно перпендикулярныхвыходам которых подк вательно соединенные блок измерения сдвига фаз, блок памяти, блок сравнения,. блок индикации, причем выход блока измерения сдвига фаз соединен с блоком сравнения, выход блока формирования временных интервалов соединен с блоком измерения сдвига Фаз, блоком памяти и блоком сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него. введены блок полосовых фильтров, подключенный между датчиками вибраций и блоком измере,ния сдвига фаэ, блок разрешения записи, подключенный между блоком формирования временных интервалов и блоком. памяти, линия задержки, под ключенная между блоком формирования временных интервалов и, блоком сравнения, датчикоборотов детали, подключенный к выходу блока Формирования временных интервалов.Изобретение относится к металлообработке на токарных станках и предназначено для определения величинй износа режущего инструмента, а также для управления и контроля продесса резания.Известны устройства контроля износа инструмента, основанные на измере. нии составляющих Чил резания и виброакустических сигналов и содержаще датчики измерения сил резания, соединенные с регистрирующим прибором 13Однако в укаэанных устройствах измерение износа инструмента происхо. дит в момент прерывания процесса резания, что не позволяет точно за- фиксировать момент критического износа. Использование виброакустических сигналов для контроля требует, как правило, большего экспериментального материала с целью определения области частотного диапазона, адекватного как допустимому, так и критическому износуИзвестно. также устройство для контроля износа инструмента при токарной обработке, содержание датчики вибраций, установленные на резце. во взаимно перпендикулярных плоскостях, к выходам которых подключены последовательно соединенные блок измерения сдвига Фаэ,. блок памяти, блок сравнения, блок индикации, причем выход блока. измерения сдвига Фаз соединен с блоком сравнения, выход блока формирования временного интервала соединен с блоком измерения сдвига фаз, блоком памяти и блоком сравнения 2 1.К недостатку известного устройства относится низкая точностьизмере ния из-за отсутствия синхронизации вращения обрабатываемой детали и временным интервалом измерения.Цель изобретения - йовышение точности измерения величины износа 45 режущего инструмента в процессе резания.Поставленная цель достигается тем, что В устройстве для измерения износа инструмента выходы датчиков вибраций соединены с блоком измерения.сдвига фаз через блок полосовых фильтров, выход блока формирования временных интервалов соединен .с блоком памяти через блок разрешения записи и с блоком сравнения через линию задержки, а ко входу блока Формирования временных интервалов подсоединен датчик оборотов обрабатываемой детали.Датчик оборотов необходим для то- го, чтобы измерение сдвига фаэ между действукщими силами происходило в одной и той же зоне заготовки и Выполняет роль задающего генератора интервалов измерения. 65 Сущность изобретения основанана том, что режущая часть инструментапри течении совершает сложное движение в пространстве, Положение впространстве, в любой момент времени,определяется силами, которые действуют на режущую часть инструмента.Изменение параметров процесса обработки, а именно износа инструмента,приводит к изменению действующихсил, что в свою очередь, изменяеттраекторию движения режущей частиинструмента в пространстве,На чертеже показана блок-схемаустройства измерения износа инструмента при токарной обработке,Датчики вибраций 1, 2 и 3 расположены в теле инструмента взаимно пер"пендикулярно для измерения сил Р,Р, Р - соответственно.В качестве датчиков могут бытьиспользованы акселерометры или другиедатчики, позволяющие измерить внут.ренние напряжения, возникающие врезце под действием сил Р, Ру, Р 2.Датчики вибраций подсоеднненык полосовым фильтрам 4,5 и б, котооые настроены на одинаковую полосупропускания, причем полоса пропускания лежит в пределах 1000-2000 Гц.Выходы полосовых Фильтров подсоединены к блокам измерения сдвига фаэ7 и 8. Блоки измерения сдвига фаэвыполнены в виде цифровых параметров, формирующих на выходе величинысдвига фаэ в цифровом коде.На станке 9 установлен датчикоборотов шпинделя 10, который черезблок формирования временных интерва",лов 11, представляющего собой ждущиймультивибратор, подсоединен к блокамизмерения сдвига фаз 7 и 8.Выходы блоков измерения сдвигафаз соединены с блоками памяти 12,13 и блоками сравнения 14, 15, гдеблоки памяти 12, 13 представляютсобой регистр триггеров, количествскоторых определяется количествомразрядов двоичного кода с выходаблоков 7 и 8. Блоки сравнения выполнены в виде набора трехвходовых логических схем И, количество которыхтакже равно количеству разрядов двоичного кода. Выходы блоков сравнения14 и 15 соединены с входом блокаиндикации 16, который протарированв единицах размерного износа и представляет собой преобразователь коданалог или двоичный йод - десятичный.код. Блок 11 через блок разрешения записи 17 подсоединен к блокам памяти12 и 13 через линию задержки 18 кблокам. сравнения 14 и 15, Блок.разрешения записи 17 представляет собой триггер, который разрешает запись только в первый момент времени,т,е, по приходу первого импульса сблока 11. Линия задержки 18 устраняЗаказ 7618/11 Тираж 1106 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ет неточность, возникающую при раз-: личном времени измерения в блоках 7 и 8.В процессе резания датчики 1, л 2 и 3 воспринимают действие силы резания, а так как резец в процессе резания совершает колебания в реэуль тате действия этих сил, то на выходе датчика сигнал, характеризующий действие сил, имеет колебательный характер, который в пределе сюжет быть. принят за гармоническое колебание. Причем действие сил в трех плоскостях в один и тот же момент времени неодинаково, что объясняется запаздыванием сил в одной плоскости относительно другой. Измеряют это запаздывание, выраженное в разности фаэ между. амплитудами действия сил, в блоках 7 и 8, где в качестве опорного сигнала берут сигнал одного иэ датчиков.В начальный момент, когда начинается процесс резания и износ инструмента отсутствует, по сигналус блока 11 измеряют в блоках 7 и 8значение сдвига фаз. Затем, припоступлении всех поступающих сигналов с блока формирования временного интервала, измеряют значениясдвига фаз и эти текущие значенияв блоках 14 и 15 сравнивают со вначениями, записанными в блоках 12 и13 на первом временном интервале. 10 Приизменении вновь поступающихзначений от записанных сигналовблок индикации 16 по цифровомукоду с выхода блоков сравнения 14и 15 формирует величину степени износа15 инструмента в десятичном коде или же может двоичный цифровой код преобразовывать в непрерывную величину,которая поступает на стрелочныйприбор,Использование устройства контролястепени износа инструмента при токарной обработке обеспечивает посравнению с известными повьаяениеточности измерения.