Способ измерения нагрузки на режущий инструмент

-Ийм1" "мК= Изобретение относится к областиобработки металлов резанием н может быть использовано для контролявеличины нагрузки на режущий инструмент металлообрабатывающихстанков, а также для измерениянагрузки на валу электродвигателя.Целью изобретения является прогнозирование состояния режущегоинструмента в процессе работы за 1 Осчет учета электромеханическойпостоянной времени при выборе интервала измерения.На чертеже показана схема устройства для реализации предлагаемого способа измерения нагрузки нарежущий инструмент.Устройство состоит из источникапитания 1, к которому подключеныдвигатель 2, перемещающий режущий 2 Оинструмент (не показан) и модель 3.Выходы двигателя 2 и модели 3соединены каждый со своим входомкаскада 4 сравнения. Выход каскада4 сравнения через последовательно 25соединенные ключевой элемент 5 игнелинейный блок 6 соединен с индикатором 7 нагрузки и с блоком 8измерения времени. Выход блока 8измерения времени через последовательно соединенные нуль-орган 9 ирелейный элемент 10 соединен суправляющим входом ключевого элемента 5, Второй вход нуль-органа 9соединен с задатчиком 11 времениизмерения.35В основу способа измерения нагрузки на режущий инструмент положено измерение статического моментаэлектродвигателя постоянного тока,определяемого по уравнениюД 1 ВТ .- - фа=вС (где Т - электромеханическая постоянЦная времени злектроприводапостоянного тока;И - статический момент электродвигателя постоянного тока;Н - напряжение сети;ф - магнитный поток двигателя; зОЯ - скорость времени двигателя/ - жесткость механической характеристики электроприводапостоянного тока; :55с - постоянный коэффициент.Электрическая модель двигателя описывается уравнениемФ" Разность между выходным сигналом модели двигателя и скоростью вращения двигателя запишется с учетом решения уравнений Мс-РмГ=и-ы: - 1-ем Из выражения (3) статический момент определяетсяр(и,-и Величину сигнала Я измеряют через интервал времени д - а Т, где а - постоянный коэффициент, выбираемый для обеспеченияпрогнозирования состояния режущего инструмента в диапазоне 0 с а ( 0,1.При измерении статического момента в различные промежутки времени коэффициент К, устанавливается в зависимости от С согласно выражения При измерении через интервал времени ьО, 1 Тя выражение (5) представляется в виде Относительная погрешность замены зкспоненциальной зависимости (5) гиперболической зависимостью (6) составляет при этом не более 5 Е,Способ измерения нагрузки на режущий инструмент осуществляетсяследующим образом.1Измеряют выходной параметр двигателя, перемещающего режущий инструмент и сравнивают его с выходным параметром электрической модели двигателя. С момента начала процесса врезания режущего инструмента в деталь, когда появляется разностный сигнал, контролируют интервал времени измерения М, который выбирают не больше 0,1 электромеханической постоянной времени двигателя. Измерение нагрузки на режущий инструмент производят через интервал вре1151360 4стный сигнал, который преобразуется внелинейном блоке 6 и поступает наиндикатор нагрузки 7 и одновременно на блок 8 измерения времени, на5 выходе которого сигнала пропорцио"нален интервалу времени измерениярассогласования сигналов с двигателя 2 и модели 3, Сигнал с выходаблока 8 измерения интервала времео ни сравниваются в нуль-органе 9 ссигналом, поступающим от задатчика11 времени измерения. В момент равенства сигналов нуль-орган 9 выдаетсигнал на срабатывание релейного1 элемента 10, осуществляющего размыкание ключевого элемента 5. В этотмомент времени сигнал на входеиндикатора 7 нагрузки прямопропорционален величине статического2 р момента электродвигателя подачи.После окончания процесса измеренияустройство возвращается в исходноесостояние для измерения нагрузки и прогнозирования состояниярежущего инструмента на этапахего врезания в обрабатываемую деталь. мени0,1 Т от момента начала процесса врезания, для чего разностный сигнал преобразуют обратно пропорционально интервалу времени измерениясогласно выражениям (4) и (6).При работе станка двигатель 2 модель 3 двигателя получают питание от источника 1. С выхода двигателя 2 снимается сигнал, пропорциональный скорости вращения, и подается на первый вход каскада 4 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода модели 3 двигателя. Разность данных сигналов с выхода каскада 4 сравнения поступает через ключевой элемент 5 на вход нелинейного блока 6. В начальный момент, когда усилие на режущий инструмент отсутствует, сигнала выхода каскада 4 сравнения нет. Нелинейный блок 6 служит для преобразования разностного сигнала в обратно пропорциональной зависимости от интервала времени измерения согласно (4) и (6) . При врезании инструмента в деталь навыходе каскада 4 сравнения проявляется разноЗаказ 2221/7 Тираж 1086 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий